(57)【要約】【課題】  夜間などの光源を充分に確保できない条件下においても、また、リモコン装置の未操作時においても、発電することが可能な発電部を備えたリモコン装置を提供することを目的とする。【解決手段】  上記課題は、操作対象装置に対する操作を入力する操作入力部と、操作入力部に入力された操作情報に対応するリモコン信号を操作対象装置に送信する送信部と、分子の振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電部とを備えるリモコン装置によって解決される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作対象装置に対する操作を入力する操作入力部と、操作入力部に入力された操作情報に対応するリモコン信号を操作対象装置に送信する送信部と、分子の振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電部とを備えるリモコン装置。
【請求項２】
さらに、発光部を備え、
発光部が、発電部において発生した電力の供給により発光する、請求項１に記載のリモコン装置。
【請求項３】
発電部が、発電層を有する発電素子を含み、
発電層が、正極と負極との間に、発電補助材料と、半導体材料（α）と、荷電子帯の上端のエネルギー準位が半導体材料（α）の荷電子帯の上端のエネルギー準位より高く、かつ、伝導帯の下端のエネルギー準位が半導体材料（α）の伝導帯の下端のエネルギー準位よりも高い半導体材料（β）とを含む、請求項１又は２に記載のリモコン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分子の振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電部を備えたリモコン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＶ機器や空調機器、照明器具等の様々な機器や器具等において、これらをリモートコントローラー（以下、リモコン装置という）を用いて遠隔操作することが広く行なわれている。リモコン装置の電力供給源としては、従来、乾電池や充電池等の電池が用いられることが一般的であったが、乾電池等を用いた場合には、定期的な電池交換又は充電作業という面倒な作業が必要であった。このような問題から、近年では、従来の電池に代わる新たな電力供給源が種々検討されている。
【０００３】
新たな電力供給源を備えたリモコン装置としては、例えば、光電素子による発電を利用したリモコン装置（例えば、特許文献１や特許文献２）や、電磁誘導による発電を利用したリモコン装置（例えば、特許文献３）、圧電素子による発電を利用したリモコン装置（例えば、特許文献４）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−４７９９号公報
【特許文献２】特開２００９−２９６５６２号公報
【特許文献３】特開２００８−１９９７８７号公報
【特許文献４】特開２００５−２４５１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１や特許文献２のように、電力供給源として光電素子を用いたリモコン装置は、夜間などの光源を充分に確保できない条件下では、使用が困難になるという問題があった。また、夜間などにおいても、電灯等の光源があれば光電素子を発電させることができるが、そのためには電灯等を先に点ける必要があることから、電灯用のリモコン装置としては適さない。
【０００６】
また、特許文献３や特許文献４のように、電力供給源として電磁誘導や圧電素子を利用するリモコン装置は、発電のための光源は不要であるが、発電させるためにはボタンを押すなどの操作をしなければならず、未操作時において発電可能なものではない。そのため、例えば、リモコン装置にＬＥＤなどの発光部を設けて、そのＬＥＤを常時点灯させておくといったようなことはできず、夜間など暗闇の中で使用する場合には、リモコン装置の所在や操作ボタンの位置を確認するために、先に電灯等を点ける必要があった。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の課題は、夜間などの光源を充分に確保できない条件下においても、また、リモコン装置の未操作時においても、発電することが可能な発電部を備えたリモコン装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の要旨は、以下の通りである。
【０００９】
［１］操作対象装置に対する操作を入力する操作入力部と、操作入力部に入力された操作情報に対応するリモコン信号を操作対象装置に送信する送信部と、分子の振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電部とを備えるリモコン装置。
【００１０】
［２］さらに、発光部を備え、発光部が、発電部において発生した電力の供給により発光する、上記［１］に記載のリモコン装置。
【００１１】
［３］発電部が、発電層を有する発電素子を含み、発電層が、正極と負極との間に、発電補助材料と、半導体材料（α）と、荷電子帯の上端のエネルギー準位が半導体材料（α）の荷電子帯の上端のエネルギー準位より高く、かつ、伝導帯の下端のエネルギー準位が半導体材料（α）の伝導帯の下端のエネルギー準位よりも高い半導体材料（β）とを含む、上記［１］又は［２］に記載のリモコン装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のリモコン装置は、分子の振動エネルギー（熱エネルギー）を電気エネルギーに変換する発電部を備えているため、夜間などの光源を充分に確保できない条件下においても、また、リモコン装置の未操作時においても、電力を得ることが可能である。そのため、本発明のリモコン装置は、夜間などの光源を充分に確保できない条件下においても使用することができる。また、例えば、リモコン装置にＬＥＤなどの発光部を設けて、そのＬＥＤを常時点灯させておくといったようなことが可能となり、このような構成を採用した場合は、暗闇の中であっても、リモコン装置の所在や操作ボタンの位置の確認をすることが可能となる。さらに、乾電池や充電池等を用いずにリモコン装置を構成することも可能となり、このような構成を採用した場合は、定期的な電池交換又は充電作業という面倒な作業が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる、リモコン装置の一例を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる、リモコン装置の発電部を構成する発電素子の一例を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる、リモコン装置における発電素子の出力電圧及び出力電流を測定する試験装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るリモコン装置について、図面を参照しつつ説明する。以下に説明するリモコン装置は、本発明を実施するための形態の一つであり、本発明の趣旨に反しない限り、以下の実施の形態に限定されない。
【００１５】
［リモコン装置］
図１は、本実施の形態に係るリモコン装置の一例を示す構成図である。図１に示すように、本実施の形態に係るリモコン装置２０は、操作対象装置（図示せず）に対する操作を入力する操作入力部２１と、操作入力部２１に入力された操作情報に対応するリモコン信号を操作対象装置に送信する送信部２２と、分子の振動エネルギー（熱エネルギー）を電気エネルギーに変換する発電部２３と、発電部２３において発生した電力の供給により発光する発光部２４と、操作入力部２１に入力された操作情報に対応するリモコン信号を生成し、送信部２２から操作対象装置へのリモコン信号の送信を制御する制御部２５とを備える。
【００１６】
操作入力部２１としては、使用者が操作対象装置に対する操作を入力することができるものであれば特に限定されず、例えば、ボタンやスイッチ、タッチパネルなど従来公知のものを採用することができる。また、音声入力に対応可能なように構成してもよい。
【００１７】
送信部２２は、リモコン信号を操作対象装置に送信することができるものであれば特に限定されず、例えば、赤外線送信又は電波等を用いた無線送信が可能な従来公知の構成を適用すればよい。
【００１８】
発電部２３は、分子の振動エネルギー（熱エネルギー）を電気エネルギーに変換する、発電素子１によって構成されている。発電素子１については、後の段落で詳述する。発電部２３は、複数の発電素子１を直列又は並列に接続し、リモコン装置２０の駆動に必要な電力を発電するように構成することができる。これらの発電素子１は、後述の発光部２４及び制御部２５と、配線により電気的に接続される。
【００１９】
上記配線の材料としては、特に限定されず、公知の材料を用いることができるが、例えば、銀を含む導電性ペーストや、太陽電池モジュールの集電体に用いられるようなＡｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｖ、Ａｌ及びＰｔからなる群より選択される少なくとも１種以上の金属並びにこれらを用いた合金、カーボン材料、又は透明導電材料（ＩＴＯなど）などを用いることが好ましい。上記の好ましい材料は抵抗値が低いため、配線における電力のロスを抑えることができる。なお、上記の好ましい材料は、１種単独もしくは２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２０】
発電部２３において、発電素子１と配線とは基板に支持され、固定された構成とすることが好ましい。このような構成によって、各構成要素間の電気的な接続を確実で強固なものとし、リモコン装置２０の物理的強度を向上させることができる。また、リモコン装置２０の製造時等における発電素子１の取り扱い性を向上することができる。
【００２１】
基板の材料としては、絶縁性を有するものであれば特に限定されず、ガラス基板などの公知の材料を用いることができるが、例えば、軽量性及び柔軟性に優れるという観点からは、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の合成樹脂を用いることが好ましい。
【００２２】
また、これらの合成樹脂は、さらに、アルミナ、炭化珪素、シリカ、酸化マグネシウム等の絶縁性及び高熱伝導性を有するフィラーを含むことが好ましい。これらのフィラーを含むことにより基板の熱伝導性が高くなるため、リモコン装置２０が周囲から受ける熱を発電素子１に効率的に伝達することができ、発電素子１の発電効率を向上させることができる。
【００２３】
発電部２３は、例えば、室温程度の温度でも十分な電力を発電することができる。本実施の形態のリモコン装置２０は、発電部２３によって発電される電力によって、後述の発光部２４を発光させ、また、操作対象装置へのリモコン信号の送信を行なう。なお、上述のように、送信部２２及び発光部２４は、発電部２３において発生した電力の供給により動作するように設定されることが好ましいが、送信部２２は、従来のように乾電池や二次電池等により動作するように構成してもよい。
【００２４】
発光部２４は、暗闇の中であってもリモコン装置２０の所在や操作入力部２１の位置の確認が可能な程度の光量を有するものであれば特に限定されないが、例えば、消費電力が低いといった観点からは、ＬＥＤによって構成することが好ましい。
【００２５】
発光部２４は、発電部２３及び／又は後述の蓄電機構からの電力の供給を受けて、常時点灯するように構成することができる。また、リモコン装置２０にさらに照度センサ（図示せず）を備えさせ、照度センサによって検出される周囲の照度が所定の閾値を下回った場合に発光部２４が点灯するように構成してもよい。リモコン装置２０が照度センサと蓄電機構を備えるように構成した場合、例えば、昼間等の光量が十分な条件下では発光部２４を点灯させず、その間に発電部２３が発電した電力を蓄電機構に貯蔵することが可能となる。
【００２６】
発光部２４を設ける位置としては、特に限定されないが、例えば、暗闇の中における操作入力部２１の位置の確認を容易にするという観点からは、操作入力部２１の近傍に設けることが好ましい。本実施の形態のリモコン装置２０は、発光部２４を備えることによって、暗闇の中であってもリモコン装置２０の所在を認識することが可能であり、電灯等の光源をつけずに使用することが可能である。そのため、暗闇の中で使用する機会が多い電灯用のリモコン装置として特に適している。
【００２７】
制御部２５は、送信部２２における操作対象装置へのリモコン信号の送信や、送信部２２及び発光部２４への電力の供給などを制御する。制御部２５としては、例えば、マイクロコンピュータなど従来公知のものを採用することができる。
【００２８】
リモコン装置２０は、操作対象装置の設定状態や、蓄電機構における蓄電率などを表示する表示部（図示せず）を備えていてもよい。表示部は、例えば、ＬＣＤパネル、有機ＥＬパネル、又はＬＥＤパネルなどを用いて構成することができる。リモコン装置２０が表示部を有する場合、制御部２５は、操作入力部２１に入力された操作情報に基づいて表示部を制御することも可能なように構成することが好ましい。
【００２９】
リモコン装置２０は、上記の構成要素の他にも、一般的なリモコン装置に備えられているような機能を備えていてもよい。例えば、発電部２３の発電能力に応じて、蓄電機構（図示せず）を備えていてもよく、発電部２３において発電された余剰電力を蓄電機構に貯蔵するように構成することもできる。
【００３０】
蓄電機構は、発電部２３において発電された電力を蓄電できるものであれば特に限定されず、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池を用いて構成することができる。蓄電機構を備えることにより、発電部２３において発生した余剰電力を貯蔵し、必要に応じて、該余剰電力をリモコン装置２０の駆動電力として供給することができる。例えば、昼間の明るい場所など、リモコン装置２０が目視により確認でき、発光部における発光が不要な場合は、その間に発電部２３において発生した電力を蓄電機構に蓄え、夜間などの発光部２４を長時間にわたって発光させる場合に備えることが可能となる。
【００３１】
蓄電機構は、リモコン装置２０への電力供給を開始及び停止するスイッチなどを備えていてもよい。このような構成を採用することにより、例えば、発光部２４を発光させる必要がない、昼間などの光量が十分な条件下において、発電部２３が発電した電力を蓄電機構に蓄えることが容易となる。
【００３２】
また、リモコン装置２０は、発電部２３によって発電される電力の量を検知する検知手段（図示せず）を備えていてもよい。該検知手段を備えることによって、例えば、発電部２３によって発電される電力量が所定の値（例えば、リモコン装置２０における使用電力量）以下となった場合に、発電部２３以外の電力供給源（例えば、蓄電機構や乾電池等）からリモコン装置２０へと電力を供給するように構成することができる。また、発電部２３によって発電される電力量が所定の値を超える場合に、余剰電力を蓄電機構に貯蔵するように構成することができ、夜間等であっても、温度が高く発電量の多くなるような条件下では、蓄電機構に余剰電力を貯蔵することが可能となる。
【００３３】
以下、本実施の形態に係るリモコン装置２０の動作機構について説明する。リモコン装置２０が操作されない間、発光部２４と発電部２３の発電素子１とが電気的に接続されている。
【００３４】
発電素子１は、分子の振動エネルギー（熱エネルギー）を電気エネルギーに変換する発電素子であることから、夜間など光源が十分でない場合であっても、リモコン装置の未操作時であっても、発電状態を維持することができる。それゆえ、発電素子１に接続された発光部２４は点灯した状態を継続することができる。その結果、夜間のように光源がなく、一般にリモコン装置の所在が確認できないような条件下でも、本実施の形態のリモコン装置２０は、発光部２４の点灯をもとに、その所在を認識することができる。
【００３５】
使用者が操作入力部２１に操作を入力すると、発電部２３から制御部２５及び送信部２２に電力が供給されるようになる。操作入力部２１に入力された操作情報は、制御部２５でリモコン信号となって、送信部２２へ送られ、操作対象装置にリモコン信号が送信される。リモコン信号は、赤外線又は電波等の無線で送信することができる。このとき、発光部２４への電力供給を継続するか否かは、用いる発電素子１の発電能力によって適宜設定すればよく、リモコン装置２０の操作中、発光部２４を点灯したままにすることもできる。
【００３６】
［発電素子］
図２は、本実施の形態にかかる、リモコン装置の発電部を構成する発電素子の一例を示す構成図である。本実施の形態に係る発電素子１は、図２に示すように、正極２と、ホール輸送層３と、発電層４と、負極５とがその順で配置された構造形態を有している。以下、発電素子１の構成について説明する。
【００３７】
（正極、負極）
正極２及び負極５は、導電性材料であり、正極２の仕事関数が負極５の仕事関数と同じか高い材料を用いる。正極２の仕事関数が負極５の仕事関数より高いことが好ましい。
【００３８】
正極２としては、特に限定されないが、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の導電性酸化物材料、炭素材料、銅、銅合金、ＳＵＳ４３０等のステンレス鋼、錫めっき銅、白金、金、又はタングステンもしくはその酸化物などを用いることができる。正極２の材料は、仕事関数を考慮して決定することができ、負極５の材料の仕事関数よりも高いことが好ましい。例えば、負極５にアルミニウムを用いた場合、正極２の材料としては、負極５の材料より仕事関数が高く、安価に入手できるという観点から、インジウム錫酸化物、銅、又は炭素材料が好ましい。負極５にインジウム錫酸化物を用いた場合は、正極２の材料としては、負極５の材料より仕事関数が高いという観点から、白金、金、又はタングステンもしくはその酸化物が好ましい。また、正極２の材料は他の金属にコーティングした形で用いてもよい。
【００３９】
負極５としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、Ｍｇ−Ａｌなどのマグネシウム合金、銀、又は亜鉛などを用いることができる。負極５の材料は、仕事関数を考慮して決定することができ、正極２の材料の仕事関数よりも低いことが好ましい。例えば、正極２に銅又は炭素材料を用いた場合、負極５の材料としては、正極２の材料より仕事関数が低く、安価に入手できるという観点から、アルミニウム、又は亜鉛が好ましい。正極２に白金又は金を用いた場合は、負極５の材料としては、インジウム錫酸化物が好ましい。また、負極５の材料は他の金属にコーティングした形で用いてもよい。
【００４０】
正極２及び負極５の形状は特に限定されず、発電素子１の形状に応じた形状に加工することができる。例えば、発電素子１が、平面配置型用の発電素子１である場合には、正極２と負極５が対向して配置され、正極２と負極５の間にホール輸送層３及び発電層４が設けられる。
【００４１】
なお、この平面配置型の発電素子１は、複数の発電素子１の正極２と負極５とを順次、直列に接続することで直列配置型の発電素子複合体にする、或いは、複数の発電素子１の正極２と負極５とを順次、並列に接続することで並列配置型の発電素子複合体にすることができる。発電素子複合体を構成する発電素子１の数や接続方法は、リモコン装置に求められる発電能力に応じて、適宜設計することができる。
【００４２】
（ホール輸送層）
発電素子１は、正極２と発電層４との間に、ホール輸送層３を有することが好ましい。正極２と発電層４との間に、ホール輸送層３を有することによって、発電層４から正極２へのホールの取出しを安定化させ、発電効率を向上させることができ、また、逆電流が生じることを防止することができる。ホール輸送層３としては、ホール伝導が観測されるものであれば、特に限定されないが、例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（ビニルスルホン酸）、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリフルオレン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチエニレンビニレン、グラフェン、などのｐ型導電性高分子；ＭｏＯ３、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２、ＬｉＮｉＯ２などのｐ型金属酸化物を用いることが好ましい。これらの中でも、ホールの移動度が高く、安価に入手できるという観点から、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホン酸）又はＭｏＯ３が好ましい。
【００４３】
（電子輸送層）
図２には図示されていないが、発電素子１は、負極５と発電層４との間に、さらに電子輸送層を有することが好ましい。負極５と発電層４との間に電子輸送層の薄膜を設けることで、発電層４から負極５への電子の取出し効率を安定化させ、発電効率を向上させることができ、また、正孔が負極５側に流れることを防止できる傾向にある。電子輸送層に用いる材料としては、特に制限はないが、例えば、ｎ型半導体材料などを用いることができる。電子輸送層に用いる材料の具体例としては、例えば、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化リチウム、酸化マグネシウム、又は酸化カルシウムなどが挙げられる。これらの中でも、化学的に安定であるという観点から、フッ化リチウム、酸化アルミニウム、又は酸化スズを用いることが好ましい。
【００４４】
（発電層）
発電層４は、発電補助材料と、半導体材料（α）と、半導体材料（β）とを含んだ層である。発電層４では、例えば、発電補助材料が分子の振動エネルギー（熱エネルギー）を吸収することよって赤外線を放射し、その放射された赤外線を、半導体材料（α）及び半導体材料（β）のエネルギー準位の差を利用して電気エネルギーに変換することができる。
【００４５】
発電補助材料は、振動エネルギーを赤外線に変換し放射することが可能な赤外線放射材料であることが好ましい。赤外線放射材料としては、特に限定されないが、赤外線の吸収強度の大きい物質、例えば、二酸化ケイ素、シリコーン、カーボン、又はフェライトなどを用いることが好ましい。赤外線の吸収強度が大きい物質は、赤外線の放射強度も大きいため、強い赤外線を放射することができ、発電効率が高くなる。上記の物質の中でも、特に、赤外線の吸収強度が大きく、また安価であるという理由から、二酸化ケイ素を用いることがより好ましい。なお、上記の赤外線放射材料は、１種単独もしくは２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４６】
赤外線の吸収強度は、赤外分光法、近赤外分光法、またはラマン分光法など公知の方法によって測定することができる。発電補助材料としては、例えば、近赤外分光法を用いて測定した場合、赤外領域（例えば、波数１２５００〜４０００ｃｍ−１）において、吸光度が１以上となるピークを有することが好ましい。発電補助材料が、赤外領域において、吸光度が１以上となるピークを有する場合は、赤外線の吸収強度及び放射強度が大きくなるため、発電効率を向上させることができる。
【００４７】
発電補助材料の平均粒径は、入手の容易さや組成物作製上の問題がない範囲で各種の大きさのものを選択することができるが、発電補助材料の平均粒径は、４〜１００ｎｍであることが好ましく、４〜４０ｎｍであることがより好ましい。発電補助材料の平均粒径が４ｎｍ未満の場合は、赤外線放射材料としての特徴を示さなくなる傾向にあり、平均粒径が１００ｎｍを超えると、発電補助材料の体積が大きくなるため、体積あたりの赤外線の吸収強度（放射強度）が低下し、発電効率が下がる傾向にある。なお、本明細書において、平均粒径とは一次粒子の平均粒径をいい、原料の段階では走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定することができ、組成物を構成した後も走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定することができる。
【００４８】
発電層４には、発電補助材料から放射された赤外線を電気エネルギーに変換するために、半導体材料（α）及び半導体材料（β）が含まれる。半導体材料（β）は、荷電子帯の上端のエネルギー準位が半導体材料（α）の荷電子帯の上端のエネルギー準位より高く、かつ、伝導帯の下端のエネルギー準位が半導体材料（α）の伝導帯の下端のエネルギー準位よりも高い半導体材料が用いられる。半導体材料（α）の荷電子帯の上端と、半導体材料（β）の荷電子帯の上端とのエネルギー差は、２．０ｅＶ以下であることが好ましく、０．９ｅＶ以上であることがより好ましく、１．７ｅＶ以下であることがより好ましい。また、半導体材料（α）の伝導帯の下端と、半導体材料（β）の伝導帯の下端とのエネルギー差は、２．０ｅＶ以下であることが好ましく、０．９ｅＶ以上であることがより好ましく、１．７ｅＶ以下であることがより好ましい。
【００４９】
発電素子１における発電のメカニズムは明らかではないが、半導体材料（α）が相対的に電子受容体のような役割を果たし、半導体材料（β）が相対的に電子供与体のような役割を果たすことで、赤外線の光エネルギーを電気エネルギーに変換するものと考えられる。具体的には、次のような現象が起こっていると推測される。
【００５０】
半導体材料（α）および半導体材料（β）それぞれの伝導帯および荷電子帯のエネルギー差が、例えば、２．０ｅＶ以下であることにより、赤外線が半導体材料（α）または半導体材料（β）に照射された場合、半導体材料（α）と半導体材料（β）との接合面において、半導体材料（β）の伝導帯に存在していた電子が半導体材料（α）の伝導帯へと移動し、半導体材料（α）の価電子帯に存在していたホールが半導体材料（β）の価電子帯へと移動し、電荷分離状態を形成する。そして、電子は半導体材料（β）よりもエネルギー準位が低い半導体材料（α）の伝導帯を移動して正極２へ流れ、ホールは半導体材料（β）の荷電子帯を移動して負極５へと流れることで、外部回路に電流が流れるものと思われる。
【００５１】
発電補助材料が熱エネルギーを吸収した場合、その熱エネルギーは、最終的に、半導体材料（α）及び半導体材料（β）によって、電気エネルギーに変換される。このことを別の側面から見れば、発電補助材料、半導体材料（α）、及び半導体材料（β）を有する素子は、吸熱反応を行っていると捉えることもできる。従って、発電補助材料、半導体材料（α）、及び半導体材料（β）を有する素子は、例えば、電子機器などの冷却手段として用いることも可能である。
【００５２】
半導体材料（α）は、化学的安定性や電子移動度が高いことから、二酸化スズが好ましい。半導体材料（β）は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化タングステン、及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも１種以上の材料を含むことが好ましい。半導体材料（α）に二酸化スズを用いた場合、半導体材料（β）としては、半導体材料（α）に比べてエネルギー準位が高く、また、正極２の材料より仕事関数が低いといった観点から、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タンタル、又は酸化亜鉛などが好ましい。上記した好ましい半導体材料（α）と、好ましい半導体材料（β）との組合せは、荷電子帯の上端同士及び伝導帯の下端同士のエネルギー差が２．０ｅＶ以下であるという条件、さらには、０．９ｅＶ以上で、１．７ｅＶ以下であるという条件を満たしている。なお、半導体材料（α）及び半導体材料（β）は、１種単独もしくは２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００５３】
半導体材料（α）及び半導体材料（β）の平均粒径は、入手の容易さや組成物作製上の問題がない範囲で各種の大きさのものを選択することができるが、半導体材料（α）の平均粒径は、４〜１００ｎｍであることが好ましく、４〜１０ｎｍであることがより好ましい。半導体材料（α）の平均粒径が４ｎｍ未満の場合は、半導体としての特徴を示さなくなる傾向にあり、平均粒径が１００ｎｍを超えると、半導体材料（α）の体積が大きくなるため、体積あたりの発電効率が下がる傾向にある。
【００５４】
発電層４の構造としては、特に限定されず、例えば、積層構造としてもよく、バルクヘテロジャンクション構造としてもよいが、発電効率を向上させるという観点からは、バルクヘテロジャンクション構造とすることが好ましい。
【００５５】
赤外線の照射強度は、光源からの距離の二乗に反比例する。赤外線の照射強度の減衰を防止し、発電効率を向上させる観点からは、発電補助材料、半導体材料（α）、及び半導体材料（β）は、それぞれ粒子状のものを用いて、発電層４中に均一に分散させることが好ましく、発電層４中に最密充填構造又は最密充填構造に近い構造をとるように配列させることがより好ましい。
【００５６】
発電補助材料、半導体材料（α）、及び半導体材料（β）を発電層４中に均一に分散させるためには、各粒子を溶媒中に分散させ、その分散液を遠心分離などの公知の方法を用いて固形分と液分を分離させ、その固形分を十分に洗浄して得られる粉末を用いて、発電層４を形成することが好ましい。分散させる溶媒としては、発電補助材料、半導体材料（α）、及び半導体材料（β）を溶解させないものであれば、特に制限はないが、安全に使用でき、また安価であることから、水を用いることが好ましい。
【００５７】
また、発電層４を形成する際において、半導体材料（β）としては、上記したような金属酸化物の粒子そのものを直接、分散媒に添加するのではなく、加水分解などによって該金属酸化物を生成することが可能な金属酸化物の前駆体を添加しても良い。金属酸化物の前駆体としては、特に限定されないが、例えば、塩化チタン、塩化ニオブ、塩化タンタル、塩化亜鉛などの金属塩化物や、チタンアルコキシド、ニオブアルコキシド、タンタルアルコキシド、亜鉛アルコキシドなどの金属アルコキシドを用いることが好ましい。
【００５８】
発電層４の全質量は、発電補助材料と半導体材料（α）と半導体材料（β）との和からなる。半導体材料（α）の含有量は、発電層４の全質量に対して、１〜３０質量％であることが好ましく、１０〜２５質量％であることがより好ましい。半導体材料（α）の含有量が発電層４の全質量に対して１質量％未満の場合は、赤外線を十分に電力に変換することができず、発電効率が低下する傾向にあり、３０質量％を超えても、それ以上の発電効率の向上は見られない傾向にある。同様に、半導体材料（β）の含有量は、発電層４の全質量に対して、１〜３０質量％であることが好ましく、５〜３０質量％であることがより好ましい。半導体材料（β）の含有量が発電層４の全質量に対して１質量％未満の場合は、赤外線を十分に電力に変換することができず、発電効率が低下する傾向にあり、３０質量％を超えても、それ以上の発電効率の向上は見られない傾向にある。
【００５９】
また、半導体材料（α）及び半導体材料（β）の混合比（半導体材料（α）／半導体材料（β））は、特に限定されないが、質量比で、１／５〜２／１の範囲にあることが好ましい。半導体材料（α）及び半導体材料（β）の混合比が上記の範囲にあることで、赤外線を電気エネルギーへと変換する効率が向上し、発電効率を向上させることができる傾向にある。
【００６０】
発電層４の厚さは、発電素子１の作製方法によって異なり、特に限定されないが、例えば０．０５μｍ〜１０００μｍの範囲内であることが好ましい。発電層４の厚さが０．０５μｍ未満だと、短絡を起こしやすくなる傾向にあり、発電層４の厚さが１０００μｍを超えると、発電層４の内部抵抗が高くなる傾向にあり、また、電荷分離した電子とホールが再結合しやすくなることにより変換効率が下がる傾向にある。
【００６１】
発電層４は、発電補助材料、半導体材料（α）及び半導体材料（β）の混合物によって形成された層であるが、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の無機物や有機物を含んでいてもよい。
【００６２】
（発電素子の作製方法）
発電素子１の作製方法は、特に限定されず、各種公知の方法で作製することができる。例えば、正極２上に、ｐ型導電性高分子を滴下又は塗布することで、ホール輸送層３を形成することができる。次いで、ホール輸送層３上に、発電補助材料、半導体材料（α）、及び半導体材料（β）を溶媒に均一に分散させた分散液を滴下又は塗布することで、発電層４を形成することができる。最後に、発電層４上に、真空蒸着やスパッタリング等の方法を用いて、負極５を形成することができる。
【００６３】
こうして作製された発電素子１は、平面的な直列構造又は並列構造になるように接続することができる。複数の発電素子１を直列に接続して発電素子複合体を構成する場合、隣り合う発電素子の正極２と負極５とを、カシメ、圧接、ロウ付け等で接続して直列構造にすることができる。また、発電素子１を並列接続して発電素子複合体を構成する場合、長く延びる電極に、発電素子１の正極２と負極５とをそれぞれ、カシメ、圧接、ロウ付け等で接続して並列構造にすることができる。
【００６４】
このような発電素子複合体は、複数の発電素子１を接続して１次元的（直列配置）又は二次元的（並列配置）に作製することができるが、厚さ方向に積層して三次元的な立体構造にすることもできる。
【００６５】
発電素子１や発電素子複合体において、発電素子１に水分が侵入するのを避けることが好ましい。水分の侵入防止手段としては、周囲を封止材で充填したり、全体を封止材で覆ったりすることが好ましい。こうした水分の侵入防止手段により、発電素子１の発電電流値の低下を抑制することができる。
【００６６】
［用途］
本発明のリモコン装置は、ＡＶ機器や空調機器などの様々な電化製品や照明器具など、幅広い用途に適用することができる。また、ＬＥＤなどを電池の交換なしに、常時点灯させておくことが可能であることから、リモコン装置としてだけではなく、非常灯として使用することもできる。また、一般家庭だけでなく、このような非常灯とリモコン装置とが多数設置されるホテルや、旅館などの宿泊施設、公共施設などでも使用が期待できる。
【００６７】
さらに、乾電池等を用いずにリモコン装置を構成した場合は、乾電池等の交換作業が不要であることから、リモコン装置を壁に埋め込んで固定するなどの使用態様も可能となる。従来の埋込式のリモコン装置、例えば、電灯のスイッチなどは、スイッチと照明器具とを配線で接続することが必要であったが、本発明のリモコン装置は配線を必要としないため、どこにでも簡単に設置できるという利点がある。
【００６８】
以下に参考例を示して、本実施の形態に係る、リモコン装置の発電部を構成する発電素子をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００６９】
［参考例１］
［二酸化ケイ素、酸化ニオブ、及び二酸化スズの混合粉末の調製］
五塩化ニオブ（純正化学株式会社製）２５質量部をエタノール２００質量部に溶解させた。次に、該五塩化ニオブ・エタノール溶液２．５質量部と、二酸化ケイ素の２０％水分散体（日産化学工業株式会社製、「ＳＴ−Ｏ−４０」、平均粒径４０ｎｍ）１０質量部と、二酸化スズの２０％水分散体（ユニチカ株式会社製、酸化スズゾル「ＡＳ２０Ｉ」、平均粒径７ｎｍ）１．５質量部とを、混合し撹拌した。該混合水分散体中で、五塩化ニオブは加水分解され、酸化ニオブとなった。次に、得られた二酸化ケイ素粒子、酸化ニオブ粒子、及び二酸化スズ粒子を含む混合水分散体から、固形分を分離した。得られた固形分を十分に洗浄した後、１００℃で乾燥させることで、二酸化ケイ素粒子、酸化ニオブ粒子、及び二酸化スズ粒子からなる参考例１の混合粉末を得た。混合水分散体における二酸化ケイ素の２０％水分散体、五塩化ニオブ・エタノール溶液、及び二酸化スズの２０％水分散体の混合割合、及び混合粉末における各成分の含有率を、表１に示す。
【００７０】
［参考例２〜５］
混合水分散体における混合割合を表１に示すように変更したこと以外は、参考例１と同様の方法を用いて、参考例２〜５の混合粉末を得た。混合粉末における各成分の含有率を、表１に示す。
【００７１】
【表１】
2017183978.tif 000003
【００７２】
発電素子を以下のように作製した。先ず、平板状の銅部材を正極２として準備した。次いで、平板状のアルミニウム部材を負極５として準備し、アルミニウム部材上に１．８ｃｍ×１．５ｃｍの窓を開けた厚さ０．８ｍｍの両面テープを貼り付けた。両面テープの窓に、参考例１で得られた二酸化ケイ素粒子（平均粒径：４０ｎｍ）、酸化ニオブ粒子、及び二酸化スズ粒子（平均粒径：７ｎｍ）からなる混合粉末を充填し、発電層４を形成した。発電層４の厚さは、両面テープの厚さと同じく、０．８ｍｍである。最後に、上記の正極２を両面テープ上に積層させ、発電素子を得た。参考例２〜５で得られた混合粉末についても、同様の方法を用いて、発電素子を作製した。
【００７３】
（評価）
図３に示す試験装置を用いて、上記のようにして得られた発電素子の出力電流及び出力電圧を測定した。図３に示す試験装置では、負極５、抵抗負荷１０、スイッチ１１、電流計１３、正極２を、この順でリード線によって接続し、回路を形成している。また、この回路に抵抗負荷１０の両端の電圧を測定できるように電圧計１２が接続されている。また、温度調節器８によって温度調節が可能なヒーター６上に、負極５が下側に、正極２が上側になるようにして、発電素子１が設置されている。また、ヒーター６上の発電素子１が設置されていない部分には、温度センサ９が設置されており、ヒーター６の温度が測定できる。断熱材７は、正極２とヒーター６とを上下から挟み込むように、対向して設置されている。なお、抵抗負荷１０の抵抗は、１ｋΩ、１０ｋΩ、１００ｋΩ、又は∞に変化させて測定した。電流計１３及び電圧計１２は、ＦＬＵＫＥ社製のデジタルマルチメーター  ８８０８Ａを用いた。また、Ｚ、Ｃｐ、Ｌ、ｔａｎδは、日置電機株式会社製のＬＣＲハイテスタ３５３２−５０を用いて測定した。測定は、ヒーター６の温度を２９℃（室温）、又は１００℃に変化させて行った。測定結果を表２に示す。
【００７４】
【表２】
2017183978.tif 000004
【００７５】
（参考例６〜１３）
混合水分散体における混合割合を表３に示すように変更したこと以外は、参考例１と同様の方法を用いて、参考例６〜１３の混合粉末を得た。混合粉末における各成分の含有率を、表３に示す。
【００７６】
【表３】
2017183978.tif 000005
【００７７】
発電素子を以下のように作製した。先ず、平板状の銅部材を正極２として準備した。次いで、平板状のアルミニウム部材を負極５として準備し、アルミニウム部材上に１ｃｍ×１ｃｍの窓を開けた厚さ０．８ｍｍの両面テープを貼り付けた。両面テープの窓に、参考例６で得られた二酸化ケイ素粒子（平均粒径：４０ｎｍ）、酸化ニオブ粒子、及び二酸化スズ粒子（平均粒径：７ｎｍ）からなる混合粉末を充填し、発電層４を形成した。発電層４の厚さは、両面テープの厚さと同じく、０．８ｍｍである。最後に、上記の正極２を両面テープ上に積層させ、発電素子を得た。参考例７〜１３で得られた混合粉末についても、同様の方法を用いて、発電素子を作製した。
【００７８】
［評価］
参考例６〜１３で得られた混合粉末を用いて作製した発電素子について、上記と同様の方法により、出力電流及び出力電圧を測定した。参考例６〜１３で得られた発電素子についての測定結果を表４に示す。
【００７９】
【表４】
2017183978.tif 000006
【００８０】
［二酸化ケイ素、酸化チタン、及び二酸化スズの混合粉末の調製］
（参考例１４）
四塩化チタン（和光純薬工業株式会社製）２５質量部をエタノール１００質量部に溶解させた。次に、該四塩化チタン・エタノール溶液１．９８質量部と、二酸化ケイ素の２０％水分散体（日産化学工業株式会社製、「ＳＴ−Ｏ−４０」、平均粒径４０ｎｍ）５質量部と、二酸化スズの２０％水分散体（ユニチカ株式会社製、酸化スズゾル「ＡＳ２０Ｉ」、平均粒径７ｎｍ）１質量部とを、混合し撹拌した。該混合水分散体中で、四塩化タンタルは加水分解され、酸化チタンとなった。次に、得られた二酸化ケイ素粒子、酸化タンタル粒子、及び二酸化スズ粒子を含む混合水分散体から、固形分を分離した。得られた固形分を十分に洗浄した後、１００℃で乾燥させることで、二酸化ケイ素粒子、酸化タンタル粒子、及び二酸化スズ粒子からなる参考例１４の混合粉末を得た。混合水分散体における二酸化ケイ素の２０％水分散体、四塩化ニオブ・エタノール溶液、及び二酸化スズの２０％水分散体の混合割合、及び混合粉末における各成分の含有率を、表５に示す。
【００８１】
（参考例１５〜１８）
混合水分散体における混合割合を表５に示すように変更したこと以外は、参考例１４と同様の方法を用いて、参考例１５〜１８の混合粉末を得た。混合粉末における各成分の含有率を、表５に示す。
【００８２】
【表５】
2017183978.tif 000007
【００８３】
酸化ケイ素粒子、酸化ニオブ粒子、及び二酸化スズ粒子からなる混合粉末の代わりに、参考例１４の混合粉末を用いて発電層４を形成したこと以外は、参考例６と同様の方法により、発電素子を作製した。参考例１５〜１８で得られた混合粉末についても、参考例１４と同様の方法により、発電素子を作製した。
【００８４】
［評価］
参考例１４〜１８で得られた混合粉末を用いて作製した発電素子について、上記と同様の方法により、出力電流及び出力電圧を測定した。測定結果を表６に示す。
【００８５】
【表６】
2017183978.tif 000008
【００８６】
［二酸化ケイ素、酸化タンタル、及び二酸化スズの混合粉末の調製］
（参考例１９）
四塩化タンタル（和光純薬工業株式会社製）５質量部をエタノール４５質量部に溶解させた。次に、該四塩化タンタル・エタノール溶液１質量部と、二酸化ケイ素の２０％水分散体（日産化学工業株式会社製、「ＳＴ−Ｏ−４０」、平均粒径４０ｎｍ）５質量部と、二酸化スズの２０％水分散体（ユニチカ株式会社製、酸化スズゾル「ＡＳ２０Ｉ」、平均粒径７ｎｍ）０．７５質量部とを、混合し撹拌した。該混合水分散体中で、四塩化チタンは加水分解され、酸化チタンとなった。次に、得られた二酸化ケイ素粒子、酸化チタン粒子、及び二酸化スズ粒子を含む混合水分散体から、固形分を分離した。得られた固形分を十分に洗浄した後、１００℃で乾燥させることで、二酸化ケイ素粒子、酸化チタン粒子、及び二酸化スズ粒子からなる参考例１９の混合粉末を得た。混合水分散体における二酸化ケイ素の２０％水分散体、四塩化ニオブ・エタノール水溶液、及び二酸化スズの２０％水分散体の混合割合、及び混合粉末における各成分の含有率を、表７に示す。
【００８７】
（参考例２０〜２３）
混合水分散体における混合割合を表７に示すように変更したこと以外は、参考例１９と同様の方法を用いて、参考例２０〜２３の混合粉末を得た。混合粉末における各成分の含有率を、表７に示す。
【００８８】
【表７】
2017183978.tif 000009
【００８９】
酸化ケイ素粒子、酸化ニオブ粒子、及び二酸化スズ粒子からなる混合粉末の代わりに、参考例１９の混合粉末を用いて発電層４を形成したこと以外は、参考例６と同様の方法により、発電素子を作製した。参考例２０〜２３で得られた混合粉末についても、参考例１９と同様の方法により、発電素子を作製した。
【００９０】
［評価］
参考例１９〜２３で得られた混合粉末を用いて作製した発電素子について、上記と同様の方法により、出力電流及び出力電圧を測定した。測定結果を表８に示す。
【００９１】
【表８】
2017183978.tif 000010
【符号の説明】
【００９２】
１    発電素子
２    正極（正極板）
３    ホール輸送層
４    発電層
５    負極（負極板）
６    ヒーター
７    断熱材
８    温度調節器
９    温度センサ
１０  抵抗負荷
１１  スイッチ
１２  電圧計
１３  電流計
２０  リモコン装置
２１  操作入力部
２２  送信部
２３  発電部
２４  発光部
２５  制御部
【図１】
2017183978.tif 000011
【図２】
2017183978.tif 000012
【図３】
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