(57)【要約】      （修正有）【課題】両面入射のシリコン系および有機系ヘテロ接合光電変換層や光線透過のシール材を用いて、光電変換効率を向上するモジュールの太陽光発電を提供する。【解決手段】Ｎ型ＣＺＳｉ半導体１にｉ型ａ−Ｓｉ薄膜層２、５を挟み、ａ−Ｓｉ薄膜半導体層３、６およびＳＷＣＮＴ薄膜半導体層４、７がｐｎ型またはｎｐ型であり、ｐｎ型またはｎｐ型のａ−Ｓｉ薄膜半導体層３、６およびＳＷＣＮＴ薄膜半導体層４、７を接合形成された光電変換層の両面に、透明導電膜８や集電極９および蓄光性蛍光粒子１０が分散された透明基板１１を用いた日射または発光による光電変換効率の向上である。また、光電変換層間のシール材１２を光線透過の透明樹脂などを用いて、受光量を増加して光電変換効率を向上させる。【選択図】図１
0003223095.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
シリコン系および有機系ヘテロ接合光電変換層モジュールの太陽光発電において、
Ｎ型ＣＺＳｉ半導体にｉ型ａ−Ｓｉ薄膜層を挟み、ａ−Ｓｉ薄膜半導体層およびＳＷＣＮＴ薄膜半導体層がｐｎ型またはｎｐ型であり、ｐｎ型またはｎｐ型のａ−Ｓｉ薄膜半導体層およびＳＷＣＮＴ薄膜半導体層を接合形成された光電変換層を特徴としたモジュール光電変換層の太陽光発電。
【請求項２】
光電変換層の両面に、透明導電膜や集電極および蓄光性蛍光粒子が分散された透明基板を用いた日射または夜間の発光を、両面入射による光電変換層を光電変換する請求項１に記載のモジュール光電変換層の太陽光発電。
【請求項３】
モジュールの光電変換層間に用いるシール材を、光線透過の透明樹脂などを用いて光電変換層の受光量を増加し、光電変換効率を向上させる請求項１から請求項２に記載のモジュール光電変換層の太陽光発電。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、両面入射によるモジュール光電変換層の太陽光発電に関する。
【背景技術】
【０００２】  表裏対称のモジュール光電変換層は、ＨＩＴ太陽光発電のハイブリット型が知られてる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２８２３４号公報
【特許文献２】特願２０１８−２４１７６６号
【特許文献３】実願２０１９−８８３号
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】監修  荒川泰彦、超高効率太陽電池・関連材料の最前線《普及版》  第４章  シリコン太陽電池  １．４  高効率シリコン系太陽電池の例  １．４．２  ＨＩＴ構造  １．４．３  バックコンタクト、株式会社  シーエムシー出版、２０１７年版、ｐ．１３２〜１３４。
【非特許文献２】著者  稲垣道夫、「カーボン  古くて新しい材料」  第３章２  カーボンナノチュウーブ・ナノファイバー  第４章４  各カーボンファミリーの多様性、株式会社  工業調査会、２００９年版、ｐ．１８０〜１９４  ｐ．２１４〜２１６。
【非特許文献３】編著者  先端化学技術研究会、「重点解説  最先端化学技術のエッセンス」  カーボンナノチューブが拓く世界、株式会社  工業調査会。２００９年版、ｐ．２４〜２８。
【非特許文献４】監修者  発電技術研究組合、「太陽光発電」  １・太陽光は自然エネルギーのエース  ３・太陽光発電の原理とメカニズム、株式会社  ナツメ社、２０１１年版、ｐ．２６〜２７  ｐ．８４〜８５  ｐ．９０〜９１  ｐ．９４〜１０３。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】  従来のシリコン系ヘテロ接合光電変換層は、Ｎ型結晶シリコン半導体にアモルファスシリコン真性半導体薄膜層およびｎ型またはｐ型アモルファスシリコン薄膜半導体層接合のＨＩＴ太陽光発電のハイブリット型が知られている。また、結晶シリコン型またはハイブリット型などのシリコン系光電変換層間に用いられるシール材には光線透過が無く、日射または発光による光電変換効率を向上させるには問題があった。【０００６】  したがって、ハイブリット型のＨＩＴ太陽光発電の光電変換層に、有機系薄膜半導体層を接合形成および光線透過のシール材を用い、太陽光の日射または夜間の発光による光電変換効率が向上するモジュール光電変換層の太陽光発電を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  シリコン系および有機系ヘテロ接合光電変換層モジュールの太陽光発電において、
Ｎ型ＣＺＳｉ半導体にｉ型ａ−Ｓｉ薄膜層を挟み、ａ−Ｓｉ薄膜半導体層およびＳＷＣＮＴ薄膜半導体層がｐｎ型またはｎｐ型であり、ｐｎ型またはｎｐ型のａ−Ｓｉ薄膜半導体層およびＳＷＣＮＴ薄膜半導体層を接合形成された光電変換層を特徴としたモジュール光電変換層の太陽光発電。【０００８】  光電変換層の両面に、透明導電膜や集電極および蓄光性蛍光粒子が分散された透明基板を用いた日射または夜間の発光を、両面入射による光電変換層を光電変換するモジュール光電変換層の太陽光発電。【０００９】  モジュールの光電変換層間に用いるシール材を、光線透過の透明樹脂などを用いて光電変換層の受光量を増加し、光電変換効率を向上させるモジュール光電変換層の太陽光発電。
【考案の効果】
【００１０】本考案の両面入射による光電変換層は、日射の波長または夜間発光する波長を効率良く受光し、受光量の増加によって高い光電変換効率が発揮するヘテロ接合のモジュール光電変換層の太陽光発電である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】  本考案に係る両面入射によるモジュール光電変換層太陽光発電の断面図。
【図２】  本考案に係るモジュール光電変換層間のシール材の平面図。
【考案を実施するための形態】
【００１２】  図１に示す。Ｎ型ＣＺＳｉ半導体１にｉ型ａ−Ｓｉ薄膜層２・５を挟み、ａ−Ｓｉ薄膜半導体層３・６およびＳＷＣＮＴ薄膜半導体層４・７がｐｎ型またはｎｐ型であり、ｐｎ型またはｎｐ型のａ−Ｓｉ薄膜半導体層３・６およびＳＷＣＮＴ薄膜半導体層４・７を接合形成された光電変換層の両面に、透明導電膜８や集電極９および蓄光性蛍光粒子１０が分散された透明基板１１を用いた両面入射によるモジュール光電変換層の太陽光発電。
【００１３】  図１・図２に示す。モジュール光電変換層間に用いるシール材１２を、光線透過の透明樹脂を用いて光電変換層１〜７の受光量を増加し、光電変換効率を向上させる。また、蓄光性蛍光粒子１０が分散された透明基板１１を用いた夜間の発光を、光電変換する両面入射によるモジュール光電変換層の太陽光発電。
【００１４】  Ｎ型ＣＺＳｉ半導体１は、ＣＺ法というシリカのルツボ中のシリコン溶液からの単結晶引き上げという製造法で作られる。ＣＶＤ法によるａ−Ｓｉ薄膜半導体層２・５・６・３はｉ型：ＳｉＨ４＋Ｈ２／ｐ型：ＳｉＨ４＋Ｈ２＋Ｂ２Ｈ６／ｎ型：ＳｉＨ４＋Ｈ２＋ＰＨ３の成膜であり、ＳＷＣＮＴ薄膜半導体層４・７は、ｐ型：ＳＷＣＮＴ＋Ｈ２＋Ｂ／ｎ型：ＳＷＣＮＴ＋Ｈ２＋Ｐによる成膜のａ−Ｓｉ薄膜半導体層およびＳＷＣＮＴ薄膜半導体層を接合形成されたｐｎ型またはｎｐ型のヘテロ接合の光電変換層。
【００１５】  単結晶Ｓｉ半導体には、ＣＺ法より高価なプロセスを通じて作られた酸素含有量の少ないＦＺ法があり、この違いは酸素含有量の違いによる単結晶Ｓｉ半導体である。また、多結晶Ｓｉ半導体を用いることが可能であるが、光電変換効率が少々低下する。
本考案の光電変換層は、Ｎ型ＣＺＳｉ半導体１の単結晶を用いた光電変換層である。
【００１６】  光電変換層の素材のバンドギャップ（ｅｖ）は、Ｎ型ＣＺＳｉ半導体１．１１ｅｖ、ａ−Ｓｉ薄膜半導体層１．４〜１．８ｅｖ、ＳＷＣＮＴ薄膜半導体層に使用される単層カーボンナノチューブの直径は０．４〜０．７ｎｍの混合の２．０８〜１．１９３ｅｖである。このようなエネルギーバンドギャップの素材を接合形成された光電変換層であり、日射または発光の受光量を増加することによる光電変換効率を向上させる光電変換層である。
【００１７】  本考案のモジュール光電変換層の太陽光発電は、シリコン系ＨＩＴ構造に有機系ＳＷＣＮＴ薄膜半導体層を接合形成された光電変換層であり、ａ−Ｓｉ薄膜半導体層およびＳＷＣＮＴ薄膜半導体層がｐｎ型またはｎｐ型であり、ｐｎ型またはｎｐ型のａ−Ｓｉ薄膜半導体層およびＳＷＣＮＴ薄膜半導体層を接合形成された光電変換層と、Ｎ型ＣＺＳｉ半導体にｉ型ａ−Ｓｉ薄膜層を挟み、ｎ型またはｐ型のａ−Ｓｉ薄膜半導体層のヘテロ接合形成の高効率の光電変換層である。
【００１８】  したがって、太陽光（日射）の紫外線・可視光線・近赤外線を効率よく光電変換する。また、太陽光の紫外線および近可視光線を吸収し、夜間に発光する透明基板１１に分散された蓄光性蛍光粒子１０は、可視光線領域内の光を発光し、光電変換する。
【００１９】  透明基板１１に分散された蓄光性蛍光粒子１０は、太陽光（日射）の２００ｎｍ〜５２２ｎｍ程度（紫外線および近可視光線）の波長を吸収し、夜間４００ｎｍ〜７００ｎｍ以内（可視光線）の波長を発光する。したがって日射の紫外線および近可視光線２００ｎｍ〜５２２ｎｍ程度の波長を吸収し、夜間に発光する可視光線領域内４００ｎｍ〜７００ｎｍ以内の波長を光電変換する。また、夜間の発光は可視光線領域内であり、昆虫類の活動は紫外線（４００ｎｍ程度内）の波長で活動する。したがって、夜間に本考案の両面入射によるモジュール光電変換層の太陽光発電への昆虫類の集まる活動は無くなる。
透明基板１１に分散された蓄光性蛍光粒子１０の明細は、特開２０１７−２８２３４号公報で公開されており、本明細書での説明は公開特許公報の番号を記載して省略する。
【００２０】  モジュール光電変換層間のシール材１２を光線透過の透明樹脂などを用いた受光量の増加による光電変換層は、実願２０１９−８８３号の光電変換層間のシール材にも記載されている。
【符号の説明】
【００２１】  １  Ｎ型ＣＺＳｉ半導体
２  ｉ型ａ−Ｓｉ薄膜層
３  ｎ型ａ−Ｓｉ薄膜半導体層
４  ｐ型ＳＷＣＮＴ薄膜半導体層
５  ｉ型ａ−Ｓｉ薄膜層
６  ｐ型ａ−Ｓｉ薄膜半導体層
７  ｎ型ＳＷＣＮＴ薄膜半導体層
８  透明導電膜
９  集電極
１０  蓄光性蛍光粒子
１１  透明基板
１２  シール材
【図１】
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【図２】
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