(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池の劣化を防ぎ受光面での照度の調整が可能な照度調整機能付き太陽電池、および、太陽電池付き電子機器を適切な照度下で使用可能な照度計測機能付き太陽電池付き電子機器を提供する。【解決手段】照度調整機能付き太陽電池１は、複数の太陽電池セル２ａが接続された太陽電池モジュールである太陽電池２と、太陽電池２の受光面側に配置され、遮光量を可変する遮光量調整層３とを有している。遮光量調整層３により使用環境における照度に応じて遮光量を変え、太陽電池２の受光面での照度を調整する。【選択図】図１
2017183639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と、前記太陽電池の受光面側に配置され、遮光量を可変する遮光量調整層とを有することを特徴とする照度調整機能付き太陽電池。
【請求項２】
前記遮光量調整層が、複数の遮光層で構成された遮光積層体であることを特徴とする請求項１に記載の照度調整機能付き太陽電池。
【請求項３】
前記遮光積層体のうち、前記太陽電池の前記受光面側とは反対側の最外に位置する前記遮光層が完全遮光層であることを特徴とする請求項２に記載の照度調整機能付き太陽電池。
【請求項４】
前記太陽電池と接続され、前記太陽電池から供給される電力により駆動する電子機器を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の照度調整機能付き太陽電池。
【請求項５】
前記電子機器がビーコン端末機器であることを特徴とする請求項４に記載の照度調整機能付き太陽電池。
【請求項６】
さらに照度計を備えることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の照度調整機能付き太陽電池。
【請求項７】
太陽電池と、前記太陽電池と接続され、前記太陽電池から供給される電力により駆動する電子機器と、前記太陽電池の内部もしくは外部に配置された照度計と、を有することを特徴とする照度計測機能付き太陽電池付き電子機器。
【請求項８】
前記電子機器がビーコン端末機器であることを特徴とする請求項７に記載の照度計測機能付き太陽電池付き電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照度調整または照度計測が可能な太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光、熱、振動、電波等、様々な形態で身近な環境中に存在するエネルギーを電力に変換するエネルギーハーベスティング技術（環境発電技術）に関して、積極的な研究開発が進められている。エネルギーハーベスティング技術は、充電、取り替え、燃料補給をせずに長期間のエネルギー供給が可能な電源として利用することができ、省エネルギーや二酸化炭素削減等、環境に対してクリーンな技術として今後の発展が期待されている。
【０００３】
特に、光エネルギーをエネルギー源として使用する発電技術は、光発電と呼ばれ、太陽光や、白熱灯、蛍光灯、ＬＥＤ等の照明装置からの光エネルギーを太陽電池により採取（ハーベスティング）し、電力を得るエネルギーハーベスティング技術である。
【０００４】
また、このようなエネルギーハーベスティング技術を用いた電子機器の開発も進められている。例えば、近年の通信技術の発達に伴い、様々な場所に信号送信機能を持つビーコン端末機器を配置し、移動通信機器の位置情報等を提供して周辺の情報を提供するサービスが行われている。ビーコン端末機器は、正確な位置情報を提供するために、サービスを提供する空間内において信号をくまなく供給することが求められる。このため、設置自由度を向上させ、長時間の駆動を可能にするため、電力内蔵型のビーコン端末機器の普及が進められている。
ここで、電力内蔵型のビーコン端末機器の電力源としては、乾電池やボタン電池等の一次電池や二次電池が用いられているが、これらに代えて太陽電池を採用することで、電池の交換が不要となり、ビーコン端末機器への長期間の電力供給が可能になることが期待される。
【０００５】
また、特許文献１では、無線標識を送出するアンテナ素子を含むアンテナ部と、上記無線標識を送出させるために上記アンテナ素子へ供給する標識信号を生成する標識生成部を備える本体と、上記標識生成部で生成した標識信号或いは上記電源から供給される電力を上記本体および上記アンテナ部間で伝達する接続部と、電源ケーブルを介して上記本体に接続された太陽電池シートとを備える無線標識装置が開示されている。特許文献１によれば、太陽電池シートにより照明器具からの照明光を電力に変換し、それを、上記電源ケーブルを介して上記本体の標識生成部に供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第３１７８０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
太陽電池は、通常、低照度（屋内）用または高照度（屋外）用に設計されており、駆動に適した照度範囲（許容照度範囲）が設定されている。
また、太陽電池の使用に際しては、使用環境における照度が低くても所望の変換効率が得られるように、受光感度の高い太陽電池が選択される。例えば、アモルファスシリコーン型太陽電池は、蛍光灯等の低照度の光源に対して高い受光感度を示し、変電効率が高いことから、屋内用の太陽電池として好適に用いられる。
【０００８】
しかし、太陽電池の受光面での照度は、屋内のような閉鎖系の同一空間内であっても、光源からの距離や光源に対する角度に応じて、その高低にばらつきが生じる。
そして、使用場所によっては、太陽電池の受光面での照度が許容照度範囲よりも高すぎてしまう。この場合、太陽電池は、受光感度が高いが故に、高照度の光を受けることで劣化が生じ、その結果、受光感度が低下して所望の変電効率が得られなくなる、長期間の発電が困難になる等の問題が生じる。
一方、受光面での照度が高くなることを想定し、受光による劣化を防ぐために、太陽電池の受光感度を下げてしまうと、今度は、同一空間内の別の場所で同じ太陽電池を使用する際に、場所によっては受光面での照度が許容照度範囲よりも低すぎてしまい、十分な受光量および所望の変電効率が得られず、発電量が低下する若しくは発電されない等の問題が生じる。このような問題は、屋内に因らず、屋外でも生じ得る。
このように、同一の太陽電池を照度の異なる環境下で用いる場合、受光による太陽電池の劣化を防ぎつつ、所望の変換効率を得ることは困難であった。
【０００９】
電子機器を太陽電池に接続して駆動させるためには、太陽電池は、電子機器の駆動に必要な閾値以上の電力を供給する必要がある。しかし、上述したように、太陽電池の受光面での照度の高低により不具合が生じると、必要な電力の供給が行えず、電子機器が正常に駆動できない場合や駆動期間が短くなる等の問題が生じてしまう。さらには、太陽電池の受光面での照度により、電子機器の使用場所が限定されてしまい、ビーコン端末機器のような使用場所の自由度が求められる電子機器の電力源として、太陽電池を好適に用いることができない。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、太陽電池の劣化を防ぎ受光面での照度の調整が可能な照度調整機能付き太陽電池、および、太陽電池付き電子機器を適切な照度下で使用可能な照度計測機能付き太陽電池付き電子機器を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、太陽電池と、上記太陽電池の受光面側に配置され、遮光量を可変する遮光量調整層とを有することを特徴とする照度調整機能付き太陽電池を提供する。
【００１２】
本発明によれば、使用環境における照度に応じて遮光量調整層により遮光量を変えることで、太陽電池の受光面での照度を調整することができるため、照度の異なる様々な環境下であっても、同一の太陽電池を所望の変電効率を得るために適した照度下で用いることが可能となる。また、遮光量調整層により遮光量を変えることで、高照度の光を受光することによる太陽電池の劣化を防ぐことができ、太陽電池の長寿命化を図ることが可能となる。
【００１３】
上記発明においては、上記遮光量調整層が、複数の遮光層で構成された遮光積層体であることが好ましい。上記の構造を有する遮光積層体は、上記複数の遮光層をそれぞれ着脱可能とすることで、遮光層の着脱により遮光量の多段階調整が可能となることから、使用環境に応じて受光面での照度の調整をより高い精度で行うことができ、安価且つ簡便に遮光量を可変することができるからである。また、太陽電池の構造を小型化、薄型化することができるからである。
【００１４】
上記発明の場合、上記遮光積層体のうち、上記太陽電池の上記受光面側とは反対側の最外に位置する上記遮光層が完全遮光層であることが好ましい。本発明の照度調整機能付き太陽電池が、例えば後述する照度計を備える場合に、上記照度計により使用場所の照度を測定する際に、許容照度以上の照度の光を受光することで太陽電池の劣化するのを防ぐことができるからである。
【００１５】
上記発明においては、上記太陽電池と接続され、上記太陽電池から供給される電力により駆動する電子機器を備えることが好ましく、上記の場合、上記電子機器がビーコン端末機器であることがより好ましい。太陽電池付きの電子機器を、照度の異なる様々な環境下で用いることが可能となり、太陽電池から供給される電力を用いて電子機器を長期間駆動させることができるからである。また、上記電子機器としてビーコン端末機器を用いることで、ビーコン端末機器の設置自由度が向上するからである。
【００１６】
上記発明においては、さらに照度計を備えることが好ましい。予め太陽電池の使用場所での照度を測定して、遮光量調整層による適切な遮光量の調整を行うことが可能となるからである。
【００１７】
また、本発明は、太陽電池と、上記太陽電池と接続され、上記太陽電池から供給される電力により駆動する電子機器と、上記太陽電池の内部もしくは外部に配置された照度計と、を有することを特徴とする照度計測機能付き太陽電池付き電子機器を提供する。
【００１８】
本発明によれば、太陽電池の内部もしくは外部に配置された照度計により、使用環境における太陽電池の受光面での照度を事前に確認することができ、所望の変電効率を得るために適した照度となる場所を選択することが可能となる。また、太陽電池の使用場所の選定と電子機器の配置とを同時に行うことができ、電子機器を設置する際の作業性が向上し、上記太陽電池から供給される電力を用いて、電子機器を長期間駆動させることが可能となる。
【００１９】
上記発明においては、上記電子機器がビーコン端末機器であることがより好ましい。上記電子機器としてビーコン端末機器を用いることで、ビーコン端末機器の設置自由度および設置時の作業性が向上するからである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の照度調整機能付き太陽電池によれば、太陽電池の受光面での照度の調整が可能であり、太陽電池の劣化を防ぎつつ、照度の異なる様々な環境下で同一の太陽電池を適切な照度下で使用することが可能になるという効果を奏する。
また、本発明の照度計測機能付き太陽電池付き電子機器によれば、事前に使用環境における照度の確認を行うことができ、適切な照度下で太陽電池付き電子機器を使用することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の照度調整機能付き太陽電池の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の照度調整機能付き太陽電池の他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の照度調整機能付き太陽電池の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の照度調整機能付き太陽電池の他の例を示す概略断面図である。
【図５】遮光積層体を構成する遮光層の積層数と、上記遮光積層体を介した太陽電池の受光面での照度との相関を表わすグラフである。
【図６】本発明の照度調整機能付き太陽電池の他の例を示す概略断面図である。
【図７】本発明の照度計測機能付き太陽電池付き電子機器の他の例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の照度調整機能付き太陽電池および照度計測機能付き太陽電池付き電子機器について、詳細に説明する。
【００２３】
Ａ．照度調整機能付き太陽電池
本発明の照度調整機能付き太陽電池は、太陽電池と、上記太陽電池の受光面側に配置され、遮光量を可変する遮光量調整層とを有することを特徴とする。
【００２４】
本発明の照度調整機能付き太陽電池について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の照度調整機能付き太陽電池の一例を示す概略断面図である。照度調整機能付き太陽電池１は、複数の太陽電池セル２ａが接続された太陽電池モジュールである太陽電池２と、太陽電池２の受光面側に配置され、遮光量を可変する遮光量調整層３とを有している。
【００２５】
本発明によれば、使用環境における照度に応じて遮光量調整層により遮光量を変えることで、太陽電池の受光面での照度を調整することができるため、照度の異なる様々な環境下であっても、同一の太陽電池を所望の変電効率を得るために適した照度下で用いることが可能となる。また、遮光量調整層により遮光量を変えることで、高照度の光を受光することによる太陽電池の劣化を防ぐことができ、太陽電池の長寿命化を図ることが可能となる。
【００２６】
本発明の照度調整機能付き太陽電池の使用が想定される環境は、屋外でもよく屋内でもよく、特に限定されないが、中でも、屋内が好ましい。すなわち、本発明の照度調整機能付き太陽電池の使用環境としては、一般に屋内に設置される光源からの光を受光可能な環境が好ましい。具体的には、遮光量調整層を配置されていない状態での上記太陽電池の受光面での照度が１０ lx〜１００００ lxの範囲内となる環境下で好適に用いられる。
太陽電池の受光面での照度は、上記光源から本発明の照度調整機能付き太陽電池の使用場所までの距離に応じて変化する。
【００２７】
以下、本発明の照度調整機能付き太陽電池における各構成について説明する。
【００２８】
１．遮光量調整層
本発明における遮光量調整層は、上記太陽電池の受光面側に配置され、遮光量を可変する層である。
遮光量調整層は、通常、太陽電池の受光面の全域を覆うように配置される。
【００２９】
ここで、遮光量を可変するとは、遮光量調整層の透過光量（透過率）を変化することができることをいう。
上記遮光量調整層は、光の透過率が高い光透過状態と光の透過率が低い遮光状態との２つ状態を相互に切り替えることで遮光量を２値で可変するものであってもよく、透過率が段階的に変化することで遮光量を段階的に可変するものであってもよい。
遮光量を可変する具体的な方法としては、使用する遮光量調整層の種類にもよるが、例えば、太陽電池の受光面に配置される遮光量調整層の積層数を増減する方法、太陽電池の受光面に所望の光透過率を示す遮光量調整層を配置した状態を「遮光調整機能のＯＮ状態」とし、太陽電池の受光面から上記遮光量調整層を剥離した未配置の状態を「遮光調整機能のＯＦＦ状態」として、遮光量調整層を着脱する方法、遮光量調整層に含まれる配向粒子を配向させる方法等が挙げられる。
【００３０】
遮光量調整層は、所望の方法により遮光量を可変することが可能であれば、単層で構成されていてもよく、複数層で構成されていてもよい。このような遮光量調整層として、具体的には、単層の遮光層、複数の遮光層が着脱可能に積層された遮光積層体、高分子分散型液晶およびポリマーネットワーク型液晶を用いた電圧印加型調光層、配向膜を有する光制御層と、偏光板と、透明支持板を有する第１および第２の調光シートとが、互いに対向して配置されており、双方を相対移動させて透過光量を調整する移動型調光層等が挙げられる。
【００３１】
中でも、上記遮光量調整層は、複数層で構成され、遮光量を段階的に可変することが好ましく、複数の遮光層で構成された遮光積層体であることが好ましく、上記遮光積層体の上記複数の遮光層がそれぞれ着脱可能であることがより好ましい。すなわち、上記遮光量調整層が複数の遮光層が着脱可能に積層された遮光積層体であることがより好ましい。上記の構造を有する遮光積層体は、遮光層の着脱により遮光量の多段階調整が可能となることから、使用環境に応じて受光面での照度の調整をより高い精度で行うことができ、安価且つ簡便に遮光量を可変することができるからである。また、太陽電池の構造を小型化、薄型化することができるからである。
以下、遮光積層体について説明する。
【００３２】
遮光積層体は、複数の遮光層が着脱可能に積層されている。
ここで、複数の遮光層が着脱可能に積層されているとは、遮光層の積層数の増減が可能であることをいう。
【００３３】
このような遮光積層体としては、例えば、図２に示すように、複数の遮光層１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが貼付層１４を介して積層されており、複数の遮光層１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃがそれぞれ貼付層１４により接着若しくは剥離可能である構成が挙げられる。
また、遮光積層体の他の例としては、図３に示すように、複数の遮光層１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが支持部材１５により独立して積層されており、複数の遮光層１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃがそれぞれ太陽電池２の受光面と平行方向にスライド可能である構成が挙げられる。図３で示す例では、複数の遮光層１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが支持部材１５としてフレーム内にそれぞれ独立して積層されている。
中でも、上記遮光積層体は、複数の遮光層が貼付層を介して着脱可能に積層されていることが好ましい。貼付層に用いられる接着剤や粘着剤については後述する。
【００３４】
遮光積層体を形成する遮光層としては、一部の光の透過を遮ることが可能であり、所望の透過率を示すことができればよく、遮光の方法に応じて選択することができる。遮光層としては、例えば光吸収層、光反射層、光拡散層等を用いることができる。
【００３５】
（１）光吸収層
光吸収層としては、遮光積層体に入射した光を吸収する機能を有すればよく、例えば、黒色等の暗色粒子および樹脂を含有する暗色樹脂層、暗色無機層等が挙げられる。
暗色粒子としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩等、顔料または染料、顔料または染料で着色された樹脂粒子等が挙げられる。
また、暗色無機層の材料としては、例えば窒化銅、酸化銅、窒化ニッケル等が挙げられる。
【００３６】
（２）光反射層
光反射層としては、遮光積層体に入射した光を遮光積層体側に反射する機能を有すればよく、例えば金属層や、粒子および樹脂を含有する粒子含有層、表面に凹凸形状を有する表面反射層、内部に屈折率が変化する界面を有する内部界面反射層等が挙げられる。
【００３７】
上記金属層を構成する金属としては、例えば、アルミニウム、銀等が挙げられる。
【００３８】
上記粒子含有層に含まれる粒子としては、例えば、アルミニウム、銀等の金属粒子、酸化チタン、酸化アルミニウム等の金属酸化物粒子、顔料または染料、顔料または染料で着色された樹脂粒子、アルミニウム、銀等の金属で被覆された樹脂粒子等が挙げられる。
また、粒子含有層に含まれるバインダー樹脂としては、例えばポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００３９】
表面反射層は、表面に凹凸を有すればよく、例えばサンドブラスト処理やエンボス加工等により表面に凹凸が形成された層、粒子含有層が挙げられる。
表面反射層に用いられる材料としては、例えばポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。
また、表面反射層に用いられる粒子としては、上述の粒子含有層に含まれる粒子と同様とすることができる。
【００４０】
内部界面反射層は、内部に屈折率が変化する界面を有し、上記界面において光の反射が生じるものであればよく、例えば、表面反射層の凹凸を有する面上に平坦層が形成された積層体、高屈折率層と上記高屈折率層よりも屈折率の低い低屈折率層との積層体等が挙げられる。
なお、内部界面反射層は、例えば、表面反射層の凹凸形状や高屈折率層および低屈折率層間の屈折率差等を調整することで、上記界面における光の反射度合いを調整することができる。
【００４１】
内部界面反射層が、表面反射層の凹凸を有する面上に平坦層が形成された積層体である場合、上記平坦層は、表面反射層と異なる屈折率を有していてもよく、表面反射層と同じ屈折率を有していてもよい。上記平坦層としては、例えば、含フッ素ポリマー等の低屈折率樹脂層、電離放射線硬化樹脂等の高屈折率樹脂層等が挙げられる。
【００４２】
内部界面反射層が、高屈折率層と上記高屈折率層よりも屈折率の低い低屈折率層との積層体である場合、高屈折率層および低屈折率層は、積層界面で光の反射が生じる程度の屈折率差を有するものであればよい。
高屈折率層および低屈折率層の屈折率差については、遮光層の一層あたりの遮光性量に応じて適宜設定することができる。
【００４３】
上記低屈折率層としては、例えば、含フッ素ポリマー等の低屈折率樹脂で構成される低屈折率樹脂層、電離放射線硬化樹脂等のバインダー樹脂に、無機系あるいは有機系の多孔質粒子や中空粒子等の低屈折率粒子が含有された低屈折率微粒子含有層等が挙げられる。
一方、上記高屈折率層としては、電離放射線硬化樹脂等のバインダー樹脂に、金属酸化物等の、上記バインダー樹脂よりも屈折率が高い高屈折率微粒子が含有された高屈折率微粒子含有層、電離放射線硬化樹脂等の高屈折率樹脂で構成される高屈折率樹脂層、金属化合物や金属無機材料で構成される無機層等が挙げられる。
低屈折率層および高屈折率層の各種については、例えば、特開２０１５−１１４５３１号公報、特開２０１４−２１３２９１号公報、特開２０１３−１４２８１７号公報、特開２０１２−１５０２２６号公報、特開２０１１−１７０２０８号公報等に開示される低屈折率層および高屈折率層と同様とすることができる。
高屈折率層および低屈折率層の各層の厚みや屈折率等については適宜設定することができる。
【００４４】
（３）光拡散層
光拡散層としては、遮光積層体に入射した光を拡散する機能を有すればよく、例えば、バインダー樹脂に粒子が分散された層（以下、粒子拡散層という。）や、表面に凹凸を有する層（以下、表面拡散層という。）、内部に屈折率が変化する界面を有する層（以下、内部界面拡散層という。）等が挙げられる。
【００４５】
粒子拡散層に含まれる粒子としては、例えばアクリル、ポリスチレン、シリコーン、ポリウレタン等の有機粒子や、シリカ等の無機粒子が挙げられる。粒子の形状としては、例えば球状、真球状、針状等が挙げられる。粒子の平均粒径は、拡散層の種類等に応じて適宜選択される。
また、粒子拡散層に含まれるバインダー樹脂としては、例えばポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００４６】
表面拡散層は、表面に凹凸を有すればよく、一般的な拡散層を適宜選択して用いることができる。上記表面拡散層としては、例えばサンドブラスト処理やエンボス加工等により表面に凹凸が形成された層、粒子含有層が挙げられる。
表面拡散層に用いられる材料としては、例えばポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。
また、表面拡散層に用いられる粒子としては、上述粒子拡散層に含まれる粒子と同様とすることができる。
【００４７】
内部界面拡散層は、内部に屈折率が変化する界面を有し、上記界面において光の拡散が生じるものであればよく、例えば、表面拡散層の凹凸を有する面上に平坦層が形成された積層体、高屈折率層と上記高屈折率層よりも屈折率の低い低屈折率層との積層体等が挙げられる。なお、内部界面拡散層は、例えば、表面拡散層の凹凸形状や高屈折率層および低屈折率層間の屈折率差等を調整することで、上記界面における光の拡散度合いを調整することができる。
【００４８】
内部界面拡散層として用いることが可能な上記の積層体については、上述の「（２）光反射層」の項で説明した内部界面反射層と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
なお、上記積層体は、表面拡散層の凹凸形状や高屈折率層および低屈折率層間の屈折率差等の調整により、内部の界面において光を反射する内部界面反射層とすることもでき、内部の界面において光を拡散する内部界面拡散層とすることもできる。
【００４９】
上記光拡散層は、市販の拡散フィルムを用いることもできる。
【００５０】
上記光拡散層のヘイズとしては、特に限定されず、積層数および光拡散層の単層あたりに要求される、光の拡散機能に応じて適宜設定することができる。
【００５１】
（４）その他
各種遮光層は、上述の材料の他に、波長変換材料等を含んでいてもよい。波長変換材料を含んでいた場合、太陽電池の劣化を促進する波長を除くことで発電量を保ったまま劣化を抑制することができる。
【００５２】
遮光層単層あたりの厚みは特に限定されず、遮光層の種類や透過率に応じて適宜設定することができる。
【００５３】
遮光層単層あたりの遮光量は、上記遮光層の透過率により規定することができる。遮光層単層あたりの透過率としては、例えば、９０％以下であることが好ましく、中でも７０％以下、特に５０％以下であることが好ましい。
ここで、遮光層の透過率とは、可視光線透過率を意味し、紫外可視近赤外分光光度計（例えば、島津製作所社製  紫外可視近赤外分光光度計ＵＶ−３１００）にて測定し、可視光領域３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率を算出した。
【００５４】
上記遮光層の形態としては、着脱の態様に応じて適宜選択することができ、例えば、薄膜状、フィルム状、板状等が挙げられる。板状の遮光層としては、例えば、上述した各種遮光層の材料で形成された金属基材、着色樹脂基材等を用いることができる。
【００５５】
遮光積層体の積層枚数は特に限定されず、遮光量の調整方法に応じて適宜設計することができる。
また、遮光積層体は、同一の透過率を示す遮光層を複数積層させてもよく、透過率の異なる遮光層を複数積層させてもよい。
さらに、遮光積層体を構成する遮光層は、同一種類であってもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５６】
遮光積層体による遮光量の調整方法としては、例えば、遮光層を太陽電池の大きさに合わせてカットし、カットした複数枚の遮光層を、太陽電池の受光面上に重ね合わせて配置し、あらかじめ測定しておいた遮光層の枚数と透過率との関係、および必要とされている遮光量から、適正な遮光層の積層枚数を算出し、太陽電池の受光面上から過剰な枚数分を剥離して、適正な枚数の遮光層が太陽電池の受光面上に配置された状態にすることにより、遮光量の調整を行うことができる。
【００５７】
図４は、遮光量調整層３として、下記の一律の透過率を示す遮光層１３Ａ〜１３Ｈを８層積層させた遮光積層体が太陽電池２の受光面上に配置されている例を示している。図４では、各遮光層１３Ａ〜１３Ｈの各層間を介する貼付層については図示を省略する。
また、図５は、遮光積層体を構成する遮光層の積層数と、上記遮光積層体を介した太陽電池の受光面での照度との相関を表わすグラフである。上記遮光層は、半透明の遮光テープ（ダイヤテックス製  パイオラン白養生テープ）を２枚貼合して１層として用い、遮光層１層あたりの透過率は８３．５％とした。
図５で示すように、一律の透過率（８３．５％）を示す遮光層を複数積層させた遮光積層体では、遮光層の積層数の増加に伴い太陽電池の受光面での照度が低下する。このとき、遮光層の積層数(Ｎ)と遮光積層体の透過率(Ｔ)との間には、下記式（１）の関係を有することとなる。
式（１）：Ｔ(％) ＝ ０．８３５Ｎ × １００
【００５８】
すなわち、一律の透過率Ｔ(s)％を示す遮光層を複数積層させた遮光積層体では、遮光層の積層数(Ｎ)と遮光積層体の透過率(Ｔ)との間には、遮光層の透過率を積層数分乗じた下記式（２）の関係を有することとなる。
式（２）：Ｔ(％) ＝ {Ｔ(s)／１００}Ｎ × １００
また、異なる透過率Ｔ(s1)％を示す遮光層を複数積層させた遮光積層体では、遮光層の積層数(Ｎ)と遮光積層体の透過率(Ｔ)との間には、各遮光層の透過率を乗じた下記式（３）の関係を有することとなる。
式（３）：Ｔ(％) ＝ {(Ｔ(s1)／１００)×(Ｔ(s2)／１００)× … ×(Ｔ(sn)／１００)} × １００
(上記式（３）において、Ｔ(s1)、Ｔ(s2)、Ｔ(sn)は、それぞれ１層目の遮光層の透過率（％）、２層目の遮光層の透過率（％）、ｎ層目の遮光層の透過率（％）を示す。)
遮光層を複数積層させた遮光積層体を用いる場合、好適な照度となる遮光量、および上記遮光量となるための遮光積層体の透過率を特定すれば、上記式（２）や式（３）から遮光層の積層数や組み合わせを求めて調整することができる。
【００５９】
また、使用環境下の設定照度が高照度である場合、遮光量調整層を構成する遮光層の積層数を調整することで、設定照度によらず太陽電池の受光面での実照度を調整することができる。なお、設定照度とは、遮光量調整層を介さない太陽電池の受光面での実照度に相当する。
下記の表１で示すように、遮光量調整層が配置されてない状態での太陽電池の受光面での照度が３０００ lxの場合、図５で示す相関を有する遮光積層体を構成する遮光層の積層数を７層とすることで、上記遮光積層体を介した太陽電池の受光面の照度が８８７ lxとなる。遮光量調整層が配置されてない状態での太陽電池の受光面での照度が２０００ lxの場合、上記遮光積層体を構成する遮光層の積層数を５層とすることで、遮光積層体を介した太陽電池の受光面の照度が８５０ lxとなる。更に、遮光量調整層が配置されてない状態での太陽電池の受光面での照度が１５００ lxの場合、上記遮光積層体を構成する遮光層の積層数を３層とすることで、遮光積層体を介した太陽電池の受光面の照度が８８３ lxとなる。
【００６０】
【表１】
2017183639.tif 000003
【００６１】
このように、遮光積層体を構成する遮光層を着脱し、積層数を調整することで、遮光積層体を介して太陽電池が受光する光の照度を調整することができる。
【００６２】
上記遮光積層体を構成する複数の遮光層のうち、上記太陽電池の受光面側とは反対側の最外に位置する遮光層が完全遮光層であってもよい。
本発明の照度調整機能付き太陽電池が、例えば後述する照度計を備える場合に、上記照度計により使用場所の照度を測定する際に、許容照度以上の照度の光を受光することで太陽電池の劣化するのを防ぐことができるからである。
ここで、完全遮光層とは、透過率が９９％以上である遮光層をいい、中でも上記透過率が９９．９９％以上であることが好ましい。上記透過率は、可視光線透過率を意味し、その測定方法は上述した方法と同様である。
【００６３】
遮光積層体は、上述した遮光層の他に、表面に意匠性を付与する意匠シート等を構成に有していてもよい。
【００６４】
遮光積層体の形成方法は、遮光層の種類やその形態等に応じて適宜選択される。上記遮光層の形態が薄膜状やフィルム状であれば、例えば真空蒸着法、スパッタリング法等の乾式法や、印刷法、めっき法等の湿式法を用いて形成することができる。
【００６５】
複数の遮光層を貼付層を介して積層する場合、上記貼付層としては、遮光層同士の接着および剥離が可能であれば特に限定されず、上記貼付層に用いられる接着剤としては、具体的にはアクリル系の粘着剤または接着剤、シリコーン系の粘着剤または接着剤、天然ゴム系の粘着剤または接着剤、エチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）系の粘着剤または接着剤、ウレタン系の粘着剤または接着剤等が挙げられる。
【００６６】
また、複数の遮光層を独立して積層する場合、上記複数の遮光層を支持する支持部材については、上記遮光層を太陽電池の受光面と平面視上重なるように配置することができ、公知のスライド機構を有する部材であれば特に限定されない。
【００６７】
２．太陽電池
本発明における太陽電池は、所望の発電を行うことができればよく、太陽電池素子に応じた従来公知の太陽電池を用いることができる。
【００６８】
上記太陽電池は、通常、太陽電池素子および太陽電池素子の受光面側に配置される透明前面基材を有する。より具体的には、上記太陽電池は、裏面保護シート、充填材シート、太陽電池素子、充填材シートおよび透明前面基板がこの順で積層した構造を有する。
太陽電池の受光面とは、通常、太陽電池素子の受光面側に配置される透明前面基材の太陽電池素子とは反対側の表面をいい、上述の遮光層は、太陽電池の受光面に配置される。
【００６９】
上記太陽電池素子としては、例えば、単結晶シリコーン型太陽電池素子、多結晶シリコーン型太陽電池素子、アモルファスシリコーン型太陽電池素子、化合物半導体型太陽電池素子、色素増感型太陽電池素子、量子ドット型太陽電池素子、有機薄膜型太陽電池素子等が挙げられる。
中でも、許容照度範囲が１０ lx〜１００００ lxの範囲内にある屋内向け太陽電池素子、具体的には、アモルファスシリコーン型太陽電池素子、色素増感型太陽電池素子、有機薄膜型太陽電池素子のいずれかが好ましく、特にアモルファスシリコーン型太陽電池素子が好ましい。アモルファスシリコーン型太陽電池は、入手性および信頼性がよく低価格な製品が市販されているからである。
また、アモルファスシリコーン型太陽電池は、強い光を受光すると、アモルファスシリコーン内部の水素結合が切断されてしまい、欠陥密度の増加により出力が低下しやすいという特徴がある。このため、アモルファスシリコーン型太陽電池の受光面に遮光量調整層を配置して、受光面における照度を適切な照度に調整することで、アモルファスシリコーン型太陽電池の劣化を抑制しつつ、所望の変電効率を得ることができ、本発明による効果がより発揮されやすくなる。
【００７０】
上記太陽電池素子の接続形態は、１つの太陽電池素子のみからなる単セル型太陽電池素子であってもよく、複数の太陽電池素子が並列または直列により接続した太陽電池モジュールや太陽電池アレイであってもよい。
【００７１】
太陽電池を構成する保護シート、充填材シートおよび透明前面基板については、太陽電池に一般的に用いられる部材を用いることができ、例えば、特開２０１２−２０９５７８号公報等に記載の部材が適用される。
【００７２】
３．電子機器
本発明においては、上記太陽電池と接続され、上記太陽電池から供給される電力により駆動する電子機器を備えることが好ましい。太陽電池付きの電子機器を、照度の異なる様々な環境下で用いることが可能となり、太陽電池から供給される電力を用いて電子機器を長期間駆動させることができるからである。
【００７３】
図６は、本発明の照度調整機能付き太陽電池の他の例を示す概略断面図であり、太陽電池２の受光面側に遮光量調整層３を有し、太陽電池２の受光面側と反対側の面に電子機器４を備えている。電子機器４は太陽電池２と接続され、太陽電池２から供給される電力により駆動する。
【００７４】
上記電子機器としては、太陽電池から供給される電力により、駆動のための閾値電力を定常的に得ることができるものであれば特に限定されず、例えば、ビーコン端末機器や無線スイッチ等の通信機器、電子ペーパー等の表示機器、ＬＥＤ等の照明機器が挙げられる。
中でも、通信機器が好ましく、上記通信機器がビーコン端末機器であることが好ましい。ビーコン端末機器は、信号の送受信の阻害を受けにくい複数の場所を選択して用いる必要があるところ、使用環境の照度に因らず使用可能な上述の太陽電池を併用することで、ビーコン端末機器の設置自由度や設置作業性が向上し、太陽電池から供給される電力を用いてビーコン端末機器を長期間駆動させることができるからである。
【００７５】
ビーコン端末機器は、例えば、制御部と、記憶部と、電波送出部とを備える。
制御部は、ビーコン端末の全体を制御するＣＰＵである。制御部は、記憶部に記憶されているＯＳやアプリケーションプログラムを適宜読み出して実行することにより、上述したハードウェアと協働し、各種機能を実行する。記憶部は、制御部が各種の処理を実行するために必要なプログラム、データ等を記憶するための半導体メモリ素子等の記憶領域である。記憶部は、ビーコンＩＤを記憶している。電波送出部は、ビーコンＩＤを含む電波を送出する。電波送出部は、制御部の制御によって、一定間隔（例えば、１０秒間隔）で、強弱を繰り返すようにして電波を送出する。
上記ビーコン端末機器は、市販品を用いることができる。
【００７６】
電子機器の配置場所としては、太陽電池と接続され、太陽電池から供給される電力を受けることが可能な場所であれば特に限定されず、例えば、太陽電池の受光面側とは反対側の面、太陽電池の側面、遮光量調整層の太陽電池側とは反対側の面等に配置することができる。また、太陽電池と接続されていれば、太陽電池に近接する位置に配置されていてもよい。
【００７７】
４．照度計
本発明においては、さらに照度計を有していても良い。予め太陽電池の使用場所での照度を測定して、遮光量調整層による適切な遮光量の調整を行うことが可能となるからである。
また、本発明の照度調整機能付き太陽電池が電子機器を備える場合、所望の変電効率を得るために適した照度を確認することができるため、太陽電池および電子機器を設置する際の作業性が向上するからである。
【００７８】
上記照度計は、例えば、外部から光を受ける受光部、受光部から照度を測定する計測部、および、上記計測部により測定した照度の値を表示する表示部若しくは照度の判定を通知する通知部を少なくとも有する構成とすることができる。
また、上記照度計による照度の表示方法または照度の判定結果の通知方法としては、特に限定されないが、例えば、表示部としての液晶画面上に数値を表示する方法、ＬＥＤランプの点灯による閾値過不足を視認で判定する方法、ブザーにより適性外通知を行う方法等の各種方法を用いることができる。
【００７９】
照度計は、太陽電池の受光面における照度の測定が可能な位置に配置されていればよく、配置位置については特に限定されない。中でも、太陽電池の受光面と同一面内、若しくは上記受光面に近接して配置されていることが好ましい。太陽電池の受光面における照度をより正確に測定可能となるからである。また、上記照度計は、太陽電池の受光面とは反対側の面と同一面内、若しくは上記反対側の面に近接して配置されていてもよい。太陽電池の裏面の照度を計測して、その計測値から表面の照度を低精度で推測することができるからである。
照度計の配置位置として、具体的には、太陽電池の受光面上若しくは上記受光面とは反対側の面上、遮光量調整層上、等が挙げられる。すなわち、本発明の照度調整機能付き太陽電池は、例えば、光源側から、遮光量調整層、照度計、および太陽電池の順で配置されていてもよく、照度計、遮光量調整層、および太陽電池の順で配置されていてもよく、遮光量調整層、太陽電池、および照度計の順で配置されていてもよい。
また、本発明の照度調整機能付き太陽電池が電子機器を備える場合は、例えば、上記電子機器の太陽電池に光が入射する側の面に照度計が配置されていてもよく、適宜設定することができる。
【００８０】
また、上記照度計は、太陽電池の外部に配置されていて上記太陽電池と別体であってもよく、太陽電池の内部に配置されていて上記太陽電池と一体であってもよい。
太陽電池の内部に配置されていて上記太陽電池と一体であるとは、太陽電池が照度計としても機能することをいう。上記の場合、太陽電池の出力値を換算することで、受光面での照度を測定することができる。
また、本発明の照度調整機能付き太陽電池が電子機器を有する場合は、上記照度計は、上記電子機器の内部に配置されていて上記電子機器と一体であってもよい。
照度計が太陽電池や電子機器と別体である場合、上記照度計は市販品を用いてもよい。
【００８１】
５．その他
本発明の照度調整機能付き太陽電池は、上述の構成の他に、照度計によって計測された照度に応じて自動で適切な透過量へ照度調整を行う制御部等を有することができる。
【００８２】
本発明の照度調整機能付き太陽電池は、場所の照度の高低によらずに使用できることから、屋内または屋外にて太陽電池を用いる用途に好適に使用することができる。中でも屋内用途の太陽電池として好適に用いることができる。
また、本発明の照度調整機能付き太陽電池は、電子機器等、電力を必要とする機器の電力源として好適に用いることができる。
【００８３】
Ｂ．照度計測機能付き太陽電池付き電子機器
本発明の照度計測機能付き太陽電池付き電子機器は、太陽電池と、上記太陽電池と接続され、上記太陽電池から供給される電力により駆動する電子機器と、上記太陽電池の内部もしくは外部に配置された照度計と、を有することを特徴とする。
【００８４】
本発明の照度計測機能付き太陽電池付き電子機器について、図面を参照して説明する。図７は、本発明の照度計測機能付き太陽電池付き電子機器の一例を示す概略断面図である。照度計測機能付き太陽電池付き電子機器１１は、複数の太陽電池セル２ａが接続された太陽電池モジュールである太陽電池２と、太陽電池２と接続され、太陽電池２から供給される電力により駆動する電子機器４と、太陽電池２の内部もしくは外部に配置された照度計５と、を有する。図７において、電子機器４は、太陽電池２の受光面側と反対側の面に配置されている。
【００８５】
エネルギーハーベスティング技術を用い、太陽電池からの電極供給により電子機器を駆動させる場合、太陽電池は、電子機器の駆動に必要な閾値以上の電力を供給することが求められる。
既に述べたように、太陽電池の受光面での照度は、屋内のような閉鎖系の同一空間内であっても、光源からの距離や光源に対する角度に応じて、その高低にばらつきが生じる。そして、使用場所によっては、太陽電池の受光面での照度が許容照度範囲よりも高すぎる若しくは低すぎる場合がある。このため、光源からの照度にばらつきのある空間において、予め、使用場所の照度を確認し、太陽電池の使用場所として適切か否かを判断して場所を決定した上で、上記太陽電池に電子機器を接続する必要がある。
しかし、照度確認を行うために、別途、照度計測機器を用いなければならず、太陽電池の使用場所の選定と電子機器の配置とを同時に行うことができないという問題がある。
上記のような課題は、屋内に限らず、屋外においても生じ得る。
【００８６】
上記課題に対し、本発明の照度計測機能付き太陽電池付き電子機器は、太陽電池と、上記太陽電池と接続され、上記太陽電池から供給される電力により駆動する電子機器とを備え、さらに太陽電池の内部もしくは外部に照度計が配置されている。これにより、使用環境における太陽電池の受光面での照度を事前に確認することができ、所望の変電効率を得るために適した照度となる場所を選択することが可能となる。また、太陽電池の使用場所の選定と電子機器の配置とを同時に行うことができ、電子機器を設置する際の作業性が向上し、上記太陽電池から供給される電力を用いて、電子機器を長期間駆動させることが可能となる。
【００８７】
さらに、ビーコン端末機器のような電子機器は、信号の送受信の阻害を受けにくい複数の場所を選択して用いる必要があるところ、照度の計測と電子機器の設置場所の選定とを別々に行うと、太陽電池の使用に好適な場所を選定しても、上記場所が電子機器の使用に適さない場合がある。
これに対し、本発明の照度計測機能付き太陽電池付き電子機器は、上述の構造を有することから、電子機器の使用に適した場所を選定するのと同時に、上記場所における太陽電池の受光面での照度の確認を行うことができる。
すなわち、本発明によれば、太陽電池の使用および電子機器の使用の両方に適した場所を簡便に選定することができる。
【００８８】
本発明の照度計測機能付き太陽電池付き電子機器を構成する太陽電池については、上述の「Ａ．照度調整機能付き太陽電池」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
上記太陽電池は、上記太陽電池の受光面に完全遮光層を有することが好ましい。照度計により使用場所の照度を測定する際に、完全遮光層により太陽電池の受光面に照射される光を遮光することで、許容照度以上の照度の光を受光することにより太陽電池が劣化するのを防ぐことができるからである。
なお、完全遮光層については、上述の「Ａ．照度調整機能付き太陽電池」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
【００８９】
本発明の照度計測機能付き太陽電池付き電子機器を構成する照度計については、上述の「Ａ．照度調整機能付き太陽電池」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
【００９０】
本発明の照度計測機能付き太陽電池付き電子機器を構成する電子機器については、上述の「Ａ．照度調整機能付き太陽電池」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
中でも、上記電子機器は、ビーコン端末機器であることが好ましい。上記電子機器としてビーコン端末機器を用いることで、ビーコン端末機器の設置自由度および設置時の作業性が向上するからである。
【００９１】
本発明の照度計測機能付き太陽電池付き電子機器は、上述したように、照度計により照度の計測を行うことで使用場所の選定を簡便に行うことができるが、場所の選定に代えて、計測値をもとに、設置方法の工夫や太陽電池へ任意部材を設ける等の対策を講じることで、選定場所において照度計測機能付き太陽電池付き電子機器を好適に使用することが可能となる。
【００９２】
具体的には、本発明の照度計測機能付き太陽電池付き電子機器は、使用する位置を決める際に、照度計により所望の位置での照度を測定することができるが、計測された照度が太陽電池の許容照度範囲よりも高ければ、上記位置は、太陽電池に不具合が生じやすい環境であり、上記太陽電池の配置位置としては適切でないと判断される。
このとき、使用者は、計測値に応じて、照度計測機能付き太陽電池付き電子機器の配置位置を変更する、設置角度を変える、光源の照度を低くする、太陽電池の受光面に遮光層を配置する等の対策を講じることで、上記位置を、照度計測機能付き太陽電池付き電子機器の使用に適した環境にすることができる。
【００９３】
一方、計測された照度が太陽電池の許容照度範囲よりも低ければ、上記位置は、電子機器の閾値電力を得ることが困難な場所であり、太陽電池の感度を上げる必要があると判断される。
このとき、使用者は、計測値に応じて、照度計測機能付き太陽電池付き電子機器の配置位置を変更する、設置角度を変える、光源の照度を高くする等の対策を講じることで、上記位置を、照度計測機能付き太陽電池付き電子機器の使用に適した環境にすることができる。
【００９４】
本発明の照度計測機能付き太陽電池付き電子機器の用途としては、電子機器の種類にもよるが、例えば、ビーコン端末機器、無線スイッチ、電子ポスター等に用いることができる。
【００９５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００９６】
１  …  照度調整機能付き太陽電池
２  …  太陽電池
２ａ  …  太陽電池素子
３  …  遮光量調整層
４  …  電子機器
５  …  照度計
１１  …  照度計測機能付き太陽電池付き電子機器
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ  …  遮光層
【図１】
2017183639.tif 000004
【図２】
2017183639.tif 000005
【図３】
2017183639.tif 000006
【図４】
2017183639.tif 000007
【図５】
2017183639.tif 000008
【図６】
2017183639.tif 000009
【図７】
2017183639.tif 000010