发电装置以及发电模块制造方法及图纸

发电装置(1)具备：光电变换部(2)，具有光电变换膜(10)；驻极体发电部(3)，具有保持电荷的驻极体层(200)，由透光性的材料构成；以及绝缘层(12)，覆盖光电变换膜的表面，且透射在光电变换膜中能够利用的所有波段或所有波段的一部分波段的光。驻极体层(200)层叠于绝缘层(12)上。

Power generation device and power generation module

The power generation device (1) comprises a photoelectric conversion unit (2), a photoelectric conversion film (10), a electret power generation unit (3), an electret layer (200) with charge retention, which is composed of a material with light transmittance, and an insulating layer (12), which covers the surface of the photoelectric conversion film and transmits light of all wavebands or a part of all wavebands that can be utilized in the photoelectric conversion film. The electret layer (200) is laminated on the insulating layer (12).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发电装置以及发电模块
本专利技术涉及发电装置以及发电模块，特别是涉及将动能以及光能变换成电力的发电装置以及具备这种发电装置的发电模块。
技术介绍
以往，已知能够将从周边环境获得的多种能量变换成电能的发电装置。在这些发电装置中，已知有即使在任意能量源的供给中断了的情况下也能够通过多种能量中的任意能量来进行蓄电的发电装置(例如，参照专利文献1～2)。此外，报告了如下技术：为了改善光电变换元件的特性，将具有正或者负的表面电荷的驻极体层配置于电极周边部或侧面，从而增强光电变换元件的PN结部分的内置电场，使耗尽层扩展(例如，参照专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-210076号公报专利文献2：日本特开2009-291020号公报专利文献3：日本特开2016-86117号公报
技术实现思路
然而，在专利文献1～2的记载中，为了装备多个发电装置，需要将各个发电装置单独地设置并连接于控制电路，因此存在发电模块变大型化的问题。此外，在光电变换元件中，在专利文献3的记载中，存在得不到使复合速度远比PN结内部快的表面复合速度降低的程度的带构造的变化的问题。本专利技术是为了解决上述那样的课题而作出的，本专利技术的目的在于提供一种发电装置以及具备这种发电装置的发电模块，该发电装置能够将多种能量源作为输入能量利用，并且能够抑制尺寸变大。本专利技术的发电装置具备：光电变换部，具有光电变换膜；驻极体发电部，具有保持电荷的驻极体层，由透光性的材料构成；以及绝缘层，覆盖光电变换膜的表面，且透射在光电变换膜中能够利用的所有波段或所有波段的一部分波段的光。驻极体层层叠于绝缘层上。专利技术效果在本专利技术的发电装置中，由于使驻极体层和光电变换膜层叠，因此能够抑制发电装置的尺寸变大。此外，由于本专利技术的发电装置具备光电变换部和驻极体发电部，因此能够利用振动能量和光能。附图说明图1是实施方式1的发电装置的剖视图。图2是对光电变换膜的表面的界面固定电荷的效果进行说明的图。图3是表示界面固定电荷与界面复合速度的关系的图。图4是表示界面复合速度与光电变换部的开路电压的关系的图。图5是表示界面复合速度与短路电流密度的关系的图。图6是示出由晶体硅构成的光电变换膜的内部量子效率的例子的图。图7是示出膜厚200μm的非晶型氟化树脂的透射率的图。图8是示出在室内照明中常用的荧光灯和白色LED光所包含的光的光谱分布的图。图9是在第一透明电极的形成后从上方观察的发电装置的图。图10是在实施方式1中从上方观察的透光性可动基板的图。图11是在实施方式1中从下方观察的透光性可动基板的图。图12是示出实施方式2的发电模块的结构的电路图。图13是示出实施方式3的发电模块的结构的电路图。图14是实施方式4的发电装置的剖视图。图15是在实施方式4中从下方观察的透光性可动基板的图。图16是用于对实施方式4中的驻极体层的大小以及配置进行说明的图。图17是对实施方式4的驻极体发电部的发电动作进行说明的图。图18是示出实施方式5的发电模块的结构的电路图。(附图标记说明)1、401：发电装置；2：光电变换部；3、403：驻极体发电部；10、409：光电变换膜；11：电极；12、404：绝缘层；13、14、15：电力外部取出部分；100：固定部件；101：支承件；200、410：驻极体层；201：第一透明电极；202：第二透明电极；203：透光性可动基板；204：弹簧件；310a、310b、320a、320b：输出端子；330：整流元件；331、332：DC/DC转换器；334：蓄电元件；335a、335b：防逆流二极管；350、450、550：发电模块；SWa、SWb：旁路开关；391：电路控制器；552、553：电压测量部。具体实施方式接下来，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。实施方式1.图1是实施方式1的发电装置1的剖视图。如图1所示，发电装置1具备固定部件100、弹簧件204、支承件101、光电变换部2、驻极体发电部3和绝缘层12。光电变换部2具备光电变换膜10和电极11。光电变换部2是背接触方式的太阳能电池。驻极体发电部3具备驻极体层200、第一透明电极201、第二透明电极202和透光性可动基板203。驻极体发电部3是静电感应型发电元件。电极11配置于固定部件100上。光电变换膜10以与接受太阳光等光的面(表面)相反侧的面来和电极11接触。光电变换膜10的表面被绝缘层12覆盖。绝缘层12透射在光电变换膜10中能够利用的所有波段或所有波段的一部分波段的光。绝缘层12由氧化硅、氧化铝、氮化硅或它们的层叠膜形成。在绝缘层12的最表面形成有驻极体层200。第一透明电极201配置于驻极体层200上。第二透明电极202设置于透光性可动基板203上。以第二透明电极202隔开空间而与第一透明电极201对置的方式来配置透光性可动基板203。透光性可动基板203经由两侧的弹簧件204连接于支承件101。支承件101以第一透明电极201与第二透明电极202不接触的方式支承透光性可动基板203。驻极体层200例如包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚四氟乙烯或非晶型氟化树脂等有机类绝缘材料或者二氧化硅等无机类绝缘材料。由于这些材料具有透光性，因此即使被设置在了光电变换部2的入射光侧，也不会降低光电变换部2的输出。驻极体层200通过电晕充放电等对前述材料充入正或负的电荷，从而能够在层内部持续保持电荷。弹簧件204例如包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚四氟乙烯或非晶型氟化树脂等有机类绝缘材料。作为该弹簧件204的材料，优选由具有透光性且具有作为交联结构也能够自立的强度的材料构成。图2是对光电变换膜10的表面的界面固定电荷的效果进行说明的图。在此，作为例子，对针对p型晶体硅的光电变换膜409形成有二氧化硅、氧化铝或氮化硅等的绝缘层404，并在绝缘层404之上形成有具有负的固定电荷的驻极体层410的情况进行说明。在光电变换膜409的界面存在许多界面复合能级403。当在光电变换膜409存在很多电子402或空穴时，经由界面复合能级403复合，而使开路电压或短路电流下降。通过式(1)来表示此时的复合速度S。在此，n_s、p_s是界面中的电子以及空穴密度，n_1、p_1是某一能量位置处的电子或空穴密度，n_i是本征载流子密度，ν_th是载流子的热速度，D_it是面缺陷密度，E_t是能量位置，σ_s、σ_s是电子以及空穴的俘获截面面积。[数学式1]根据式(1)可知，为了减小复合速度S，需要减小面缺陷密度D_it或减小所存在的少数载流子浓度n_s、p_s。如图2所示，在光电变换膜409的表面近旁存在驻极体层410的固定电荷400，从而产生电场，光电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电装置，具备：/n光电变换部，具有光电变换膜；/n驻极体发电部，具有保持电荷的驻极体层，该驻极体发电部包括透光性的材料；以及/n绝缘层，覆盖所述光电变换膜的表面，且透射在所述光电变换膜中能够利用的所有波段或所述所有波段的一部分波段的光。/n所述驻极体层层叠于所述绝缘层上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170411 JP 2017-0782731.一种发电装置，具备：
光电变换部，具有光电变换膜；
驻极体发电部，具有保持电荷的驻极体层，该驻极体发电部包括透光性的材料；以及
绝缘层，覆盖所述光电变换膜的表面，且透射在所述光电变换膜中能够利用的所有波段或所述所有波段的一部分波段的光。
所述驻极体层层叠于所述绝缘层上。


2.根据权利要求1所述的发电装置，其中，所述驻极体发电部具备：
透光性可动基板；
第一透明电极，配置于所述驻极体层上；以及
第二透明电极，配置于所述透光性可动基板上。


3.根据权利要求1所述的发电装置，其中，所述驻极体发电部具备：
透光性可动基板；以及
第一透明电极和第二透明电极，配置于所述透光性可动基板上。


4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的发电装置，其中，
所述光电变换部具备电极，
所述光电变换膜的不接受入射光的面与所述电极接触。


5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的发电装置，其中，
所述驻极体发电部包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚四氟乙烯、非晶型氟化树脂或二氧化硅。


6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的发电装置，其中，
所述驻极体层包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚四氟乙烯、非晶型氟化树脂或二氧化硅。


7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的发电装置，其中，
所述驻极...

【专利技术属性】
技术研发人员：屋敷保聪，森冈孝之，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP