(57)【要約】      （修正有）【課題】従来と異なっている構造設計（例えば、光起電力モジュールの構造）を介して、大量生産を行うことができる光起電力電池装置、光起電力電池及びその光起電力モジュールを提供する。【解決手段】基板１と、複数の導電シート２と、複数の光起電力ユニット３とを備える光起電力電池１００を開示している。複数の導電シート２が互いに間隔を置いて基板に設けられ第１のマトリックス状の配列を構成する。複数の光起電力ユニット３が互いに間隔を置いて複数の導電シート２に設けられ第２のマトリックス状の配列を構成し、第２のマトリックス状の配列が第１のマトリックス状の配列と異なっている。なかでも、隣り合う二列の光起電力ユニット３が分離して設けられ、各列の光起電力ユニット３における隣り合う二つの光起電力ユニット３が一つの導電シート２に接触し電気的接続を達成する。【選択図】図１０
0003216226.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
互いに間隔を置いて前記基板に設けられ第１のマトリックス状の配列を構成する複数の導電シートと、
互いに間隔を置いて複数の前記導電シートに設けられ、配列が前記第１のマトリックス状の配列と異なっている第２のマトリックス状の配列を構成する複数の光起電力ユニットとを備える光起電力電池であって、
隣り合う二列の前記光起電力ユニットはいずれも互いに分離して設けられ、各列の前記光起電力ユニットにおける隣り合う二つの前記光起電力ユニットはいずれも一つの前記導電シートに接触し電気的接続を達成することを特徴とする、光起電力電池。
【請求項２】
各前記光起電力ユニットは、
仕切溝と、前記仕切溝の反対の両側に位置し、互いに分離するとともにそれぞれ二つの隣り合う前記導電シートに設けられる第１のブロックと第２のブロックとを備える光電変換複合層と、
前記第２のブロックに埋め込まれ対応する前記導電シートに接続される導電ポストと、
前記第１のブロックと前記第２のブロックに設けられ前記仕切溝を跨ぐ絶縁膜と、
前記第１のブロックと前記第２のブロックに設けられ前記導電ポストに接続される接続シートとを備え、前記絶縁膜が前記接続シートに埋め込まれることを特徴とする、請求項１に記載の光起電力電池。
【請求項３】
各列の前記光起電力ユニットにおける隣り合う二つの前記光起電力ユニットにおいて、一つの前記光起電力ユニットの前記第２のブロックが別の前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと互いに隣り合って一つの前記導電シートに設けられることを特徴とする、請求項２に記載の光起電力電池。
【請求項４】
各前記光起電力ユニットにおいて、前記第２のブロックがその内に埋め込まれる前記導電ポストを介して二つのサブブロックに仕切られ、二つの前記サブブロックのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであることを特徴とする、請求項２に記載の光起電力電池。
【請求項５】
各前記光起電力ユニットにおいて、前記第１のブロックと前記第２のブロックとのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであり、各前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと前記第２のブロックは、それぞれ、積層して設けられる電子輸送層と、能動層と、正孔輸送層とを備えることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の光起電力電池。
【請求項６】
隣り合う二つの前記光起電力ユニットのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光起電力電池。
【請求項７】
前記基板は板体と、前記板体に設けられる硬化層とを備え、複数の前記導電シートが前記硬化層に設けられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光起電力電池。
【請求項８】
前記板体は透明プラスチック板又は透明ガラス板であり、前記透明プラスチック板の材質はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、及びアクリルの少なくとも一つであることを特徴とする、請求項７に記載の光起電力電池。
【請求項９】
前記硬化層の材質はアクリル、エポキシ樹脂、及びシリカの少なくとも一つであり、前記硬化層の厚さは１マイクロメートル〜５マイクロメートルであることを特徴とする、請求項７に記載の光起電力電池。
【請求項１０】
各前記導電シートが透明状となり有機導体材料又は無機導体材料から形成され、前記有機導体材料はポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、カーボンナノチューブ又はその組合せから選ばれ、前記無機導体材料は金属又は金属酸化物であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光起電力電池。
【請求項１１】
基板と、
互いに間隔を置いて前記基板に設けられ第１のマトリックス状の配列を構成する複数の導電シートと、
互いに間隔を置いて複数の前記導電シートに設けられ第２のマトリックス状の配列を構成し、前記第２のマトリックス状の配列が前記第１のマトリックス状の配列と異なっている複数の光起電力ユニットとを備える光起電力電池であって、
隣り合う二列の前記光起電力ユニットはいずれも互いに分離して設けられ、各列の前記光起電力ユニットにおける隣り合う二つの前記光起電力ユニットはいずれも一つの前記導電シートに接触し電気的接続を達成する光起電力電池と、
それぞれ前記光起電力電池の反対の両側に設けられる二つの保護層と、
二つの前記保護層に接着され前記光起電力電池の外縁を取り囲むことで、前記光起電力電池が前記パッケージコロイド及び二つの前記保護層によって取り囲まれ形成された密閉空間に位置するパッケージコロイドとを備えることを特徴とする、光起電力電池装置。
【請求項１２】
導電シートと、
互いに間隔を置いて前記導電シートに設けられ、前記導電シートを介して電気的接続を達成する二つの光起電力ユニットとを備える光起電力電池の光起電力モジュールであって、各前記光起電力ユニットは、
仕切溝と、前記仕切溝の反対の両側に位置し、互いに分離するとともにそれぞれ二つの隣り合う前記導電シートに設けられる第１のブロックと第２のブロックとを備える光電変換複合層と、
前記第２のブロックに埋め込まれる導電ポストと、
前記第１のブロックと前記第２のブロックに設けられ前記仕切溝を跨ぐ絶縁膜と、
前記第１のブロックと前記第２のブロックに設けられ前記導電ポストに接続される接続シートとを備え、前記絶縁膜が前記接続シートに埋め込まれ、
二つの前記光起電力ユニットの一つの前記光起電力ユニットの前記第２のブロックが別の前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと互いに隣り合って前記導電シートに設けられ、前記導電シートがその上に設けられる前記第２のブロック内の前記導電ポストに接続されることを特徴とする、光起電力電池の光起電力モジュール。
【請求項１３】
各前記光起電力ユニットにおいて、前記第２のブロックがその内に埋め込まれる前記導電ポストを介して二つのサブブロックに仕切られることを特徴とする、請求項１２に記載の光起電力電池の光起電力モジュール。
【請求項１４】
二つの前記光起電力ユニットのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであり、各前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと前記第２のブロックとのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであり、二つの前記サブブロックのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであることを特徴とする、請求項１２に記載の光起電力電池の光起電力モジュール。
【請求項１５】
各前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと前記第２のブロックは、それぞれ、前記導電シートに近接するほうから前記導電シートから離れる方向へ積層して設けられる電子輸送層と、能動層と、正孔輸送層とを備えることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の光起電力電池の光起電力モジュール。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、太陽電池に関し、特に光起電力電池装置、光起電力電池及びその光起電力モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽エネルギーは大自然に無尽蔵で、使っても使いきれない再生可能エネルギーであり、化石燃料で製造されるエネルギーに比べ環境によりやさしいクリーンエネルギーであり、使用過程においても何らかの汚染が発生しない。太陽電池の研究は再生可能エネルギーにおいて期待されている方向であり、太陽エネルギーの発展は初期に光電変換効率不良と高コストという問題に遭遇したが、高分子材料により開発される有機太陽電池はコストが安価であり、材質が軽くフレキシブルである等の特性を備えるので、業界と学術界に徐々に注目されている。しかし、従来の光起電力電池の構造は製造過程があまりにも煩雑であるため、大量生産に不利となる。
【０００３】
そして、本考案者は上記デメリットが改善できると考えているので、鋭意検討し学理の応用に合わせて、設計が合理であり上記デメリットを効果的に改善する本考案をようやく提出した。
【考案の概要】
【０００４】
本考案の実施例は、光起電力電池装置、光起電力電池及びその光起電力モジュールを提供し、従来の光起電力電池のデメリットを効果的に改善する。
【０００５】
本考案の実施例では、基板と、互いに間隔を置いて前記基板に設けられ第１のマトリックス状の配列を構成する複数の導電シートと、互いに間隔を置いて複数の前記導電シートに設けられ第２のマトリックス状の配列を構成し、前記第２のマトリックス状の配列が前記第１のマトリックス状の配列と異なっている複数の光起電力ユニットとを備える光起電力電池であって、隣り合う二列の前記光起電力ユニットはいずれも互いに分離して設けられ、各列の前記光起電力ユニットにおける隣り合う二つの前記光起電力ユニットはいずれも一つの前記導電シートに接触し電気的接続を達成する光起電力電池が開示されている。
【０００６】
好ましくは、各前記光起電力ユニットは、仕切溝と、前記仕切溝の反対の両側に位置し、互いに分離するとともにそれぞれ隣り合う二つの前記導電シートに設けられる第１のブロックと第２のブロックとを備える光電変換複合層と、前記第２のブロックに埋め込まれ対応する前記導電シートに接続される導電ポストと、前記第１のブロックと前記第２のブロックに設けられ前記仕切溝を跨ぐ絶縁膜と、前記第１のブロックと前記第２のブロックに設けられ前記導電ポストに接続される接続シートとを備え、前記絶縁膜が前記接続シートに埋め込まれる。
【０００７】
好ましくは、各列の前記光起電力ユニットにおける隣り合う二つの前記光起電力ユニットにおいて、一つの前記光起電力ユニットの前記第２のブロックが別の前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと互いに隣り合って一つの前記導電シートに設けられる。
【０００８】
好ましくは、各前記光起電力ユニットにおいて、前記第２のブロックがその内に埋め込まれる前記導電ポストを介して二つのサブブロックに仕切られ、二つの前記サブブロックのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルである。
【０００９】
好ましくは、各前記光起電力ユニットにおいて、前記第１のブロックと前記第２のブロックとのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであり、各前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと前記第２のブロックは、それぞれ、積層して設けられる電子輸送層と、能動層と、正孔輸送層とを備える。
【００１０】
好ましくは、隣り合う二つの前記光起電力ユニットのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルである。
【００１１】
好ましくは、前記基板は板体と、前記板体に設けられる硬化層とを備え、複数の前記導電シートが前記硬化層に設けられる。
【００１２】
好ましくは、前記板体は透明プラスチック板又は透明ガラス板であり、前記透明プラスチック板の材質はポリエチレンテレフタラート、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン、及びアクリルの少なくとも一つである。
【００１３】
好ましくは、前記硬化層の材質はアクリル、エポキシ樹脂、及びシリカの少なくとも一つであり、前記硬化層の厚さは１マイクロメートル〜５マイクロメートルである。
【００１４】
好ましくは、各前記導電シートが透明状となり有機導体材料又は無機導体材料から形成され、前記有機導体材料はポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン、カーボンナノチューブ又はその組合せから選ばれ、前記無機導体材料は金属又は金属酸化物である。
【００１５】
本考案の実施例では、基板と、互いに間隔を置いて前記基板に設けられ第１のマトリックス状の配列を構成する複数の導電シートと、互いに間隔を置いて複数の前記導電シートに設けられ第２のマトリックス状の配列を構成し、前記第２のマトリックス状の配列が前記第１のマトリックス状の配列と異なっている複数の光起電力ユニットとを備える光起電力電池であって、隣り合う二列の前記光起電力ユニットはいずれも互いに分離して設けられ、各列の前記光起電力ユニットにおける隣り合う二つの前記光起電力ユニットはいずれも一つの前記導電シートに接触し電気的接続を達成する光起電力電池と、それぞれ前記光起電力電池の反対の両側に設けられる二つの保護層と、二つの前記保護層に接着され前記光起電力電池の外縁を取り囲むことで、前記光起電力電池が前記パッケージコロイド及び二つの前記保護層によって取り囲まれ形成された密閉空間に位置するパッケージコロイドとを備える光起電力電池装置も開示されている。
【００１６】
本考案の実施例では、また、導電シートと、互いに間隔を置いて前記導電シートに設けられ、前記導電シートを介して電気的接続を達成する二つの光起電力ユニットとを備える光起電力電池の光起電力モジュールが開示されている。各前記光起電力ユニットは、仕切溝と、前記仕切溝の反対の両側に位置し、互いに分離するとともにそれぞれ二つの隣り合う前記導電シートに設けられる第１のブロックと第２のブロックとを備える光電変換複合層と、前記第２のブロックに埋め込まれる導電ポストと、前記第１のブロックと前記第２のブロックに設けられ前記仕切溝を跨ぐ絶縁膜と、前記第１のブロックと前記第２のブロックに設けられ前記導電ポストに接続される接続シートとを備え、前記絶縁膜が前記接続シートに埋め込まれ、二つの前記光起電力ユニットの一つの前記光起電力ユニットの前記第２のブロックが別の前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと互いに隣り合って前記導電シートに設けられ、前記導電シートがその上に設けられる前記第２のブロック内の前記導電ポストに接続される。
【００１７】
好ましくは、各前記光起電力ユニットにおいて、前記第２のブロックがその内に埋め込まれる前記導電ポストを介して二つのサブブロックに仕切られる。
【００１８】
好ましくは、二つの前記光起電力ユニットのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであり、各前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと前記第２のブロックとのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであり、二つの前記サブブロックのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルである。
【００１９】
好ましくは、各前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと前記第２のブロックは、それぞれ、前記導電シートに近接するほうから前記導電シートから離れる方向へ積層して設けられる電子輸送層と、能動層と、正孔輸送層とを備える。
【００２０】
以上をまとめると、本考案の実施例に開示される光起電力電池装置、光起電力電池及びその光起電力モジュールは、従来と異なっている構造設計（例えば、光起電力モジュールの構造）を介して、大量生産を行うことに役立てる。なお、前記光起電力電池の構造設計は、さらに製造難度と製造コストを低減し、ロール・ツー・ロール（Ｒ２Ｒ）技術を介して製造を行うことに役立てるので、さらに光起電力電池の量産に寄与する。
【００２１】
本考案の特徴及び技術内容がより一層判るように、以下本考案に関する詳細な説明と添付図面を参照するが、添付図面は参照と説明を提供するためのものに過ぎず、本考案の保護範囲を何ら制限するためのものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本考案の光起電力電池の製造方法のステップＳ１１０の概略的平面図である。
【図２】図１の断面線ＩＩ−ＩＩに沿う概略的断面図である。
【図３】本考案の光起電力電池の製造方法のステップＳ１２０の概略的平面図である。
【図４】図３の断面線ＩＶ−ＩＶに沿う概略的断面図である。
【図５】本考案の光起電力電池の製造方法のステップＳ１３０の概略的平面図である。
【図６】図５の断面線ＶＩ−ＶＩに沿う概略的断面図である。
【図７】本考案の光起電力電池の製造方法のステップＳ１４０の概略的平面図である。
【図８】図７の断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿う概略的断面図である。
【図９】本考案の光起電力電池の製造方法のステップＳ１５０の概略的平面図である。
【図１０】図９の断面線Ｘ−Ｘに沿う概略的断面図である。
【図１１】図１０の部分拡大模式図である。
【図１２】図１０の別の実施態様の模式図である。
【図１３】本考案の光起電力電池装置の模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００２３】
［実施例１］
図１乃至図１２を参照する。図１乃至図１２は本考案の実施例１である。本実施例の対応する添付図面に言及されている関連数と外形は、本考案の内容が分かるように本考案の実施の態様を具体的に説明するためのものに過ぎず、本考案の保護範囲を限定するためのものではないことをまず明らかにしておく。
【００２４】
本実施例では、光起電力電池１００が開示されているが、上記光起電力電池の具体的構造が分かりやすいように、以下にステップＳ１１０〜Ｓ１５０を含む前記光起電力電池１００の製造方法をまず概略的に説明するが、本考案の光起電力電池１００の生産製造は上記製造方法に限られるものではない。
【００２５】
ステップＳ１１０：図１と図２に示すように、基板１には導電層２０及び光起電力材料層３０が順に積層して設けられている。なかでも、前記光起電力材料層３０は本実施例において多層構造であり、例えば順に積層される電子輸送層Ｅ’と、能動層Ａ’と、正孔輸送層Ｈと’を備える。
【００２６】
なお、前記基板１、導電層２０、及び光起電力材料層３０の間の実際の製造順番又は製造方式は設計者の要求に従い調整でき、ここで制限されていない。例えば、前記光起電力材料層３０の製造は導電層に順に電子輸送層Ｅ’、能動層Ａ’、及び正孔輸送層Ｈ’を塗布し形成してもよく、又は、導電層に順に正孔輸送層Ｈ’、能動層Ａ’、及び電子輸送層Ｅ’を塗布し形成してもよい。また、前記基板１（及び導電層２０）は本ステップＳ１１０に適用される前に、（円筒状）コイル材となる方式で存在してもよい。
【００２７】
ステップＳ１２０：図３と図４に示すように、上記光起電力材料層３０と導電層２０をエッチングし、縦横に交錯する（例えば、柵状の）複数の第１の縦方向エッチング溝Ｇ１と複数の第１の横方向エッチング溝Ｇ１’を形成する。なかでも、本ステップＳ１２０のエッチング過程は、前記基板１を損なわないことが好ましいが、実際に動作する場合、基板１がエッチングにより貫通されなければよい。一部の基板１に露出するように、前記第１の縦方向エッチング溝Ｇ１と第１の横方向エッチング溝Ｇ１’は全て上記光起電力材料層３０と導電層２０を貫通する。つまり、上記第１の縦方向エッチング溝Ｇ１と第１の横方向エッチング溝Ｇ１’の底面が基板１の一部の板面に相当する。
【００２８】
さらに、本ステップＳ１２０のエッチング過程は、基板１を損なわない所定のレーザエネルギーにより実施され、前記第１の縦方向エッチング溝Ｇ１と第１の横方向エッチング溝Ｇ１’は、それぞれ約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルの溝幅を有することが好ましい。なお、前記導電層２０が前記複数の第１の縦方向エッチング溝Ｇ１と第１の横方向エッチング溝Ｇ１’によって、第１のマトリックス状に配列する複数の導電シート２に分割される。
【００２９】
ステップＳ１３０：図５と図６に示すように、上記光起電力材料層３０をエッチングし、各第１の縦方向エッチング溝Ｇ１の傍に、間隔を置いて配列される第２のエッチング溝Ｇ２と第３のエッチング溝Ｇ３を順に形成し、各第１の縦方向エッチング溝Ｇ１は隣り合った第２のエッチング溝Ｇ２及び第３のエッチング溝Ｇ３と平行である。
【００３０】
なかでも、本ステップＳ１３０のエッチング過程は、導電層２０を損なわないことが好ましいが、実際に動作する場合、導電層２０がエッチングにより貫通されなければよい。一部の導電層２０（又は導電シート２）に露出するように、前記第２のエッチング溝Ｇ２と第３のエッチング溝Ｇ３は全て上記光起電力材料層３０を貫通する。つまり、第２のエッチング溝Ｇ２と第３のエッチング溝Ｇ３の底面が導電層２０（又は導電シート２）の一部の表面に相当する。
【００３１】
さらに、本ステップＳ１３０のエッチング過程は、導電層２０を損なわない所定のレーザエネルギーにより実施され、前記第２のエッチング溝Ｇ２と第３のエッチング溝Ｇ３がそれぞれ約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルの溝幅を有することが好ましい。なお、前記光起電力材料層３０が上記複数の第１の横方向エッチング溝Ｇ１’と複数の第３のエッチング溝Ｇ３によって、第２のマトリックス状に配列する複数のフロント光起電力ユニット３’に分割され、上記第１のマトリックス状の配列が第２のマトリックス状の配列と異なっている。
【００３２】
より詳しくは、各フロント光起電力ユニット３’において、光起電力ユニット３を貫通する第１の縦方向エッチング溝Ｇ１部位が仕切溝３１３と定義されており、フロント光起電力ユニット３’は、上記仕切溝３１３の反対の両側（図６中の仕切溝３１３の左側と右側）に位置する第１のブロック３１１と第２のブロック３１２とを含む。上記第２のブロック３１２を貫通する第２のエッチング溝Ｇ２部位が充填溝３１２１と定義されており、上記各充填溝３１２１が一つの前記導電シート２に対応し、前記第２のブロック３１２は、上記充填溝３１２１の反対の両側に位置する二つのサブブロック３１２２を含む。
【００３３】
ステップＳ１４０：図７と図８に示すように、各フロント光起電力ユニット３’の第１のブロック３１１と第２のブロック３１２に仕切溝３１３を跨ぐ絶縁膜３３を形成し、上記絶縁膜３３は充填溝３１２１を被覆しない。なかでも、前記複数の絶縁膜３３は印刷の方式により成形されてもよく、絶縁膜３３の材質は紫外線硬化ゲル、エポキシ樹脂、又は青色シリカゲルであってもよいが、本考案はこれに限定されるものではない。
【００３４】
ステップＳ１５０：図９と図１０に示すように、各フロント光起電力ユニット３’の充填溝３１２１には導電ポスト３２が形成されており、第１のブロック３１１と第２のブロック３１２には、導電ポスト３２に接続し上記絶縁膜３３を被覆する接続シート３４が形成されている。これにより、各フロント光起電力ユニット３’はその上に形成される絶縁膜３３、導電ポスト３２及び接続シート３４とともに光起電力ユニット３を構成する。なお、各列の光起電力ユニット３における隣り合う二つの光起電力ユニット３はいずれも一つの導電シート２に接触し電気的接続を達成する。なお、本実施例中の導電ポスト３２と接続シート３４は一体成形された構造、又はそれぞれ成形して互いに接続された構造であってもよく、本考案はここで制限されていない。
【００３５】
以上は光起電力電池１００の製造方法の説明であり、以下に続いて本実施例の光起電力電池１００の具体的構造を説明する。図９乃至図１１を参照する。前記光起電力電池１００は、基板１と、複数の導電シート２と、複数の光起電力ユニット３とを備える。なかでも、上記複数の導電シート２は互いに間隔を置いて基板１に設けられ第１のマトリックス状の配列を構成する。上記複数の光起電力ユニット３は互いに間隔を置いて複数の導電シート２に設けられ第２のマトリックス状の配列を構成し、前記第２のマトリックス状の配列が第１のマトリックス状の配列と異なっている。なお、隣り合う二列の光起電力ユニット３が分離して設けられ、隣り合う二つの光起電力ユニット３のピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルである。各列の光起電力ユニット３における隣り合う二つの光起電力ユニット３はいずれも一つの導電シート２に接触し電気的接続を達成する。
【００３６】
より詳しくは、前記基板１は、透明プラスチック板又は透明ガラス板であってもよく、前記透明プラスチック板の材質はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、及びアクリルの少なくとも一つである。上記各導電シート２が透明状となり有機導体材料又は無機導体材料から形成される。なかでも、前記有機導体材料はポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、カーボンナノチューブ又はその組合せから選ばれ、前記無機導体材料は金属又は金属酸化物である。
【００３７】
図１０と図１１を同時に参照する。各光起電力ユニット３は、光電変換複合層３１と、上記光電変換複合層３１に埋め込まれる導電ポスト３２と、上記光電変換複合層３１の天面に設けられる絶縁膜３３と、上記絶縁膜３３を被覆するとともに導電ポスト３２に接続される接続シート３４とを備える。なかでも、本実施例中の各光起電力ユニット３の構造はほぼ同様であるので、分かりやすいように、以下にまずその中の一つの光起電力ユニット３の構造について説明してから、複数の光起電力ユニット３間の接続関係を説明する。
【００３８】
前記光電変換複合層３１は、仕切溝３１３と、前記仕切溝の反対の両側（図１０中の仕切溝３１３の左側と右側）に位置する第１のブロック３１１と第２のブロック３１２とを備える。なかでも、前記仕切溝３１３が一部の基板１の板面に露出し、仕切溝３１３の溝底が上記基板１の一部の板面であることに相当する。前記光電変換複合層３１の第１のブロック３１１と第２のブロック３１２とが互いに分離し、それぞれ、仕切溝３１３の反対の両側に位置する二つの隣り合った導電シート２に設けられ、上記第１のブロック３１１と第２のブロック３１２とのピッチは本実施例において約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであるが、本考案はこれに限定されるものではない。
【００３９】
さらに、前記光起電力ユニット３の第１のブロック３１１と第２のブロック３１２は、それぞれ、基板１に近接するほうから基板１から離れる方向に（図１１中の下から上へ）積層して設けられる電子輸送層Ｅと、能動層Ａと、正孔輸送層Ｈとを備える。なかでも、前記電子輸送層Ｅは電子の注入と輸送に寄与する材料（例えば、ＺｎＯ、ＴｉＯ2）を用いてもよく、正孔輸送層Ｈは正孔の注入と輸送に寄与する材料（例えば、ＰＥＤＯＴ、ＭｏＯ3、Ｖ2Ｏ5）を用いてもよく、能動層Ａは電子正孔再結合を増やすことに寄与する材料を用いてもよく、単層のバルクへテロ接合型（ＢＨＪ）構造であってもよいが、本実施例は、上記電子輸送層Ｅ、能動層Ａ、及び正孔輸送層Ｈの材料を限定しない。なお、示されていない実施例において、前記光起電力ユニット３の第１のブロック３１１と第２のブロック３１２は、それぞれ、基板１に近接するほうから基板１から離れる方向に積層して設けられる正孔輸送層Ｈと、能動層Ａと、電子輸送層Ｅとを備えてもよい。
【００４０】
前記導電ポスト３２が上記第２のブロック３１２に埋め込まれ対応する導電シート２に接続され、前記第２のブロック３１２は、その内に埋め込まれる導電ポスト３２を介して二つのサブブロック３１２２に仕切られ、上記二つのサブブロック３１２２のピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルである。
【００４１】
前記絶縁膜３３が前記第１のブロック３１１と第２のブロック３１２に設けられ上記仕切溝３１３を跨ぎ、導電ポスト３２に接触しない。さらに、絶縁膜３３は第１のブロック３１１と上記第１のブロック３１１に近接する第２のブロック３１２のサブブロック３１２２に設けられ、基板１から離れる仕切溝３１３の切り欠きがほぼ絶縁膜３３によって遮蔽される。
【００４２】
前記接続シート３４が前記第１のブロック３１１と第２のブロック３１２に設けられ上記導電ポスト３２に接続され、前記絶縁膜３３が接続シート３４に埋め込まれる。さらに、前記接続シート３４は本実施例においても第１のブロック３１１と上記第１のブロック３１１に近接する第２のブロック３１２のサブブロック３１２２に設けられる。
【００４３】
以上は本実施例の個別の光起電力ユニット３の構造の説明であり、光起電力電池１００全体の構造から見れば、各列の光起電力ユニット３の隣り合う二つの光起電力ユニット３において、一つの前記光起電力ユニット３の第２のブロック３１２は別の光起電力ユニット３の第１のブロック３１１と互いに隣り合って一つの前記導電シート２に設けられる。
【００４４】
なお、本実施例の何れか一つの導電シート２、及び互いに間隔を置いて上記導電シート２に設けられる二つの隣り合った光起電力ユニット３（上記二つの隣り合った光起電力ユニット３は、また、接続される導電シート２を介して電気的接続を達成できる）により、共同で光起電力モジュールＭを定義し得る。なお、前記光起電力モジュールＭは単独して他の光起電力電池（図示せず）に用いられてもよく、本実施例の図１０に示される光起電力電池１００に限定されるものではない。
【００４５】
なお、本実施例は図１０に示す光起電力電池１００の構造で説明するが、前記光起電力電池１００は設計者の要求に従い合理的に変更してもよい。例えば、図１２に示すように、前記基板１は、板体１１と前記板体１１に設けられる硬化層１２とを備え、上記複数の導電シート２が前記硬化層１２に設けられる。
【００４６】
なかでも、前記板体１１は透明プラスチック板又は透明ガラス板であり、前記透明プラスチック板の材質はポリエチレンテレフタラート、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン、及びアクリルの少なくとも一つである。前記硬化層１２の材質はアクリル、エポキシ樹脂、及びシリカの少なくとも一つであり、前記硬化層１２の厚さは１マイクロメートル〜５マイクロメートルである。
［実施例２］
【００４７】
図１３を参照する。本実施例では、実施例１に記載されるような光起電力電池１００と、二つの保護層２００と、パッケージコロイド３００とを備える光起電力電池装置１０００が開示されている。なかでも、上記光起電力電池１００はすでに実施例１において説明されていたので、本実施例では光起電力電池１００の構造を省略する。
【００４８】
なお、上記二つの保護層２００は、それぞれ前記光起電力電池１００の反対の両側（図１３の光起電力電池１００のトップ側とボトム側）に設けられ、前記パッケージコロイド３００が上記二つの保護層２００に接着され光起電力電池１００の外縁を取り囲むことで、前記光起電力電池１００が前記パッケージコロイド３００と二つの保護層２００によって取り囲まれ形成された密閉空間に位置する。
【００４９】
より詳しくは、前記パッケージコロイド３００は感熱性封着樹脂材料又は紫外線感受性封着樹脂材料を用いて、密閉式連続構造の形で光起電力電池１００の周縁を取り囲むことが可能である。前記二つの保護層２００は、それぞれ透明プラスチック保護層又はガラス保護層であってもよく、なかでも、前記透明プラスチックはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）又はアクリルから選ばれてもよいが、これに制限されるものではない。
【００５０】
これにより、前記パッケージコロイド３００は上記二つの保護層２００とともに光起電力電池１００を完全に被覆し、光起電力電池１００中の少なくとも一部のリード線（図示せず）のみを露出させて、光起電力電池装置１０００の信頼性、例えば、耐熱、耐低温、耐湿、耐候等の特性を向上することができる。
［本考案の実施例の技術効果］
【００５１】
以上をまとめると、本考案の実施例に開示される光起電力電池装置、光起電力電池及びその光起電力モジュールは、従来と異なっている構造設計（例えば、光起電力モジュールの構造）を介して、大量生産を行うことに役立てる。なお、前記光起電力電池の構造設計は、さらに製造難度と製造コストを低減し、ロール・ツー・ロール（Ｒ２Ｒ）技術を介して製造を行うことに役立てるので、さらに光起電力電池の量産に寄与する。
【００５２】
上述したのは本考案の好ましい実施可能な実施例に過ぎず、本考案の保護範囲を限定するためのものではなく、本考案が出願する保護範囲に基づき為された等価の変化と変形は、全て本考案の保護範囲に属するものとする。
【符号の説明】
【００５３】
１０００    光起電力電池装置
１００    光起電力電池
１    基板
１１    板体
１２    硬化層
２０    導電層
２    導電シート
３０    光起電力材料層
３’    フロント光起電力ユニット
３    光起電力ユニット
３１    光電変換複合層
３１１    第１のブロック
３１２    第２のブロック
３１２１    充填溝
３１２２    サブブロック
３１３    仕切溝
３２    導電ポスト
３３    絶縁膜
３４    接続シート
２００    保護層
３００    パッケージコロイド
Ｇ１’    第１の横方向エッチング溝
Ｇ１    第１の縦方向エッチング溝
Ｇ２    第２のエッチング溝
Ｇ３    第３のエッチング溝
Ｍ    光起電力モジュール
Ｅ、Ｅ’    電子輸送層
Ａ、Ａ’    能動層
Ｈ、Ｈ’    正孔輸送層
【図１】
0003216226.tif 000003
【図２】
0003216226.tif 000004
【図３】
0003216226.tif 000005
【図４】
0003216226.tif 000006
【図５】
0003216226.tif 000007
【図６】
0003216226.tif 000008
【図７】
0003216226.tif 000009
【図８】
0003216226.tif 000010
【図９】
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【図１０】
0003216226.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年3月13日(2018.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
互いに間隔を置いて前記基板に設けられ第１のマトリックス状の配列を構成する複数の導電シートと、
互いに間隔を置いて複数の前記導電シートに設けられ、配列が前記第１のマトリックス状の配列と異なっている第２のマトリックス状の配列を構成する複数の光起電力ユニットとを備える光起電力電池であって、
隣り合う二列の前記光起電力ユニットはいずれも互いに分離して設けられ、各列の前記光起電力ユニットにおける隣り合う二つの前記光起電力ユニットはいずれも一つの前記導電シートに接触し電気的接続を達成することを特徴とする、光起電力電池。
【請求項２】
各前記光起電力ユニットは、
仕切溝と、前記仕切溝の反対の両側に位置し、互いに分離するとともにそれぞれ二つの隣り合う前記導電シートに設けられる第１のブロックと第２のブロックとを備える光電変換複合層と、
前記第２のブロックに埋め込まれ対応する前記導電シートに接続される導電ポストと、
前記第１のブロックと前記第２のブロックに設けられ前記仕切溝を跨ぐ絶縁膜と、
前記第１のブロックと前記第２のブロックに設けられ前記導電ポストに接続される接続シートとを備え、前記絶縁膜が前記接続シートに埋め込まれることを特徴とする、請求項１に記載の光起電力電池。
【請求項３】
各列の前記光起電力ユニットにおける隣り合う二つの前記光起電力ユニットにおいて、一つの前記光起電力ユニットの前記第２のブロックが別の前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと互いに隣り合って一つの前記導電シートに設けられることを特徴とする、請求項２に記載の光起電力電池。
【請求項４】
各前記光起電力ユニットにおいて、前記第２のブロックがその内に埋め込まれる前記導電ポストを介して二つのサブブロックに仕切られ、二つの前記サブブロックのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであることを特徴とする、請求項２に記載の光起電力電池。
【請求項５】
各前記光起電力ユニットにおいて、前記第１のブロックと前記第２のブロックとのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであり、各前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと前記第２のブロックは、それぞれ、積層して設けられる電子輸送層と、能動層と、正孔輸送層とを備えることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の光起電力電池。
【請求項６】
隣り合う二つの前記光起電力ユニットのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光起電力電池。
【請求項７】
前記基板は板体と、前記板体に設けられる硬化層とを備え、複数の前記導電シートが前記硬化層に設けられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光起電力電池。
【請求項８】
前記板体は透明プラスチック板又は透明ガラス板であり、前記透明プラスチック板の材質はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、及びアクリルの少なくとも一つであることを特徴とする、請求項７に記載の光起電力電池。
【請求項９】
前記硬化層の材質はアクリル、エポキシ樹脂、及びシリカの少なくとも一つであり、前記硬化層の厚さは１マイクロメートル〜５マイクロメートルであることを特徴とする、請求項７に記載の光起電力電池。
【請求項１０】
各前記導電シートが透明状となり有機導体材料又は無機導体材料から形成され、前記有機導体材料はポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、カーボンナノチューブ又はその組合せから選ばれ、前記無機導体材料は金属又は金属酸化物であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光起電力電池。
【請求項１１】
基板と、
互いに間隔を置いて前記基板に設けられ第１のマトリックス状の配列を構成する複数の導電シートと、
互いに間隔を置いて複数の前記導電シートに設けられ第２のマトリックス状の配列を構成し、前記第２のマトリックス状の配列が前記第１のマトリックス状の配列と異なっている複数の光起電力ユニットとを備える光起電力電池であって、
隣り合う二列の前記光起電力ユニットはいずれも互いに分離して設けられ、各列の前記光起電力ユニットにおける隣り合う二つの前記光起電力ユニットはいずれも一つの前記導電シートに接触し電気的接続を達成する光起電力電池と、
それぞれ前記光起電力電池の反対の両側に設けられる二つの保護層と、
二つの前記保護層に接着され前記光起電力電池の外縁を取り囲むパッケージコロイドとを備え、
前記光起電力電池が前記パッケージコロイド及び二つの前記保護層によって取り囲まれ形成された密閉空間に位置することを特徴とする、光起電力電池装置。
【請求項１２】
導電シートと、
互いに間隔を置いて前記導電シートに設けられ、前記導電シートを介して電気的接続を達成する二つの光起電力ユニットとを備える光起電力電池の光起電力モジュールであって、各前記光起電力ユニットは、
仕切溝と、前記仕切溝の反対の両側に位置し、互いに分離するとともにそれぞれ二つの隣り合う前記導電シートに設けられる第１のブロックと第２のブロックとを備える光電変換複合層と、
前記第２のブロックに埋め込まれる導電ポストと、
前記第１のブロックと前記第２のブロックに設けられ前記仕切溝を跨ぐ絶縁膜と、
前記第１のブロックと前記第２のブロックに設けられ前記導電ポストに接続される接続シートとを備え、前記絶縁膜が前記接続シートに埋め込まれ、
二つの前記光起電力ユニットの一つの前記光起電力ユニットの前記第２のブロックが別の前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと互いに隣り合って前記導電シートに設けられ、前記導電シートがその上に設けられる前記第２のブロック内の前記導電ポストに接続されることを特徴とする、光起電力電池の光起電力モジュール。
【請求項１３】
各前記光起電力ユニットにおいて、前記第２のブロックがその内に埋め込まれる前記導電ポストを介して二つのサブブロックに仕切られることを特徴とする、請求項１２に記載の光起電力電池の光起電力モジュール。
【請求項１４】
二つの前記光起電力ユニットのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであり、各前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと前記第２のブロックとのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであり、二つの前記サブブロックのピッチは約１０マイクロメートル〜１２０マイクロメートルであることを特徴とする、請求項１３に記載の光起電力電池の光起電力モジュール。
【請求項１５】
各前記光起電力ユニットの前記第１のブロックと前記第２のブロックは、それぞれ、前記導電シートに近接するほうから前記導電シートから離れる方向へ積層して設けられる電子輸送層と、能動層と、正孔輸送層とを備えることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の光起電力電池の光起電力モジュール。