本发明专利技术可提供构成简单，且能够减轻聚光效率对光入射角的依赖性由此可以提高太阳能电池装置发电效率的可变聚光透镜装置以及具备其的太阳能电池装置。本发明专利技术的可变聚光透镜装置具备：表面具有亲水性光催化剂的透光性支撑体，和与透光性支撑体的表面接触而被支撑的第１透光性液体，另外，本发明专利技术的太阳能电池装置具备：太阳能电池元件和与太阳能电池元件连接的一对电极以及与该太阳能电池元件相对配置的本发明专利技术的可变聚光透镜装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可变聚光透镜装置和太阳能电池装置。
技术介绍
通常，太阳能电池装置大致分为以下两种使来自太阳的自然光原样入射至元件来产生电的所谓的平板型和利用光学系统将自然光聚光从而提高光通量密度(luminous flux density)或照度(illuminance，luminous intensity)(以下，统一简称为“光通量密度”)之后入射至元件来产生电的所谓的聚光型。作为聚光型的太阳能电池装置方式广泛采用的是使用圆型菲涅耳透镜等透镜进行聚光的透镜方式(焦点方式)，使用抛物线反射镜或侧镜进行聚光的反射板方式，或它们的复合方式。另外，也已知不使用光学系统而是使含有无机离子或有机染料的吸光·发光剂临时吸收太阳光后，将由该吸光 发光剂发出的光导入元件的光吸收 发光方式(例如， 参照非专利文献1)。非专禾丨J文献 1 日本特许厅主页 http //www. jpo. go. jp/shiryou/s_sonota/map/ kagaku04/l/l-3-5. htm “太阳能电池，1. 3. 5聚光型太阳能电池” (2009年1月20日现在)
技术实现思路
但是，在上述以往的聚光型太阳能电池装置中，对于透镜方式的太阳能电池装置而言，聚光效率取决于光对透镜的入射角，所以与不使用透镜的情况相比，有时因入射角而聚光效率却下降。即，因为照射到地表的太阳光的入射角随着季节和时间而不同，因地域而有很大变化，所以例如在使用以能更多地聚光相对于太阳能电池装置入射角小、照到太阳能电池的照度小的太阳光(黎明、傍晚的太阳光)的方式设计的透镜时，入射角大、照到太阳能电池的光通量密度大的太阳光(白天的太阳光)的聚光效率却比没有这种透镜时变小。另外，对于反射板方式的太阳能电池装置而言，聚光效率小于透镜方式的太阳能电池装置，而且还需要在元件周围设置抛物线反射镜或侧镜等反射板，所以使太阳能电池装置整体的设置空间增大，降低配置效率，其结果使单位面积当中的发电量变少。另外，对于光吸收·发光方式的太阳能电池装置而言，因为使用光学系统将来自吸光 发光剂的发光导入于元件，所以可举出装置构成变复杂，并且需要根据元件的单元结构或集成结构、太阳能电池模组或太阳能电池板的构成等来最优化光学系统这样的难点。因此，希望提供构成简单，且能减轻聚光效率对光入射角的依赖性由此可提高太阳能电池装置发电效率的可变聚光透镜装置以及具备其的太阳能电池装置。为了解决上述课题，本专利技术的可变聚光装置具备表面具有亲水性光催化剂的透光性支撑体，和与该透光性支撑体表面接触而被支撑的第1透光性液体。在该构成中，第1透光性液体是以与设置在透光性支撑体表面的亲水性光催化剂接触的状态被支撑(保持)在该透光性支撑体上。其中，亲水性光催化剂是根据光波长和强度而表达亲水性的物质，即，照射具有规定波长(亲水性光催化剂的应答波长)和强度的光时，与不照射该光时相比亲水性显著变高的物质。因而，对与透光性支撑体接触的亲水性光催化剂，以规定光通量密度以上照射该规定波长的光时，第1透光性液体与透光性支撑体表面的润湿性显著变高，第1透光性液体以不形成因表面张力而出现的水滴，即以不形成凸透镜状态地扩展在透光性支撑体表面上均勻分布。因此，太阳光等的光对于透光性支撑体入射角度越是接近垂直的大角度(接近 90°的角度)而光通量密度增大，第1透光性液体越以不形成透镜状地扩展分布，所以该具有大光通量密度的入射光不被第1透光性液体折射地透过第1透光性液体和透光性支撑体。这样，如果在该透光性支撑体的后段配置有太阳能电池元件，则入射光(太阳光)的光通量密度不发生下降地入射到太阳能电池元件，所以可通过光电效应(光起电效应)生成所期望的电力。与此相对，若如同以往在太阳能电池元件的前段设置聚光小入射角的光的如凸透镜等，则接近垂直的入射角的光越偏离透镜中心越易发生折射、散射。另一方面，对亲水性光催化剂，以小于规定的光通量密度照射该规定波长的光时不表达亲水性光催化剂的亲水性，相对性地成为疏水性，因而第1透光性液体与透光性支撑体表面的润湿性不变高，第1透光性液体因表面张力而形成水滴(即，成为凸透镜状)，被保持在透光性支撑体的表面上。S卩，太阳光等的光对于透光性支撑体的入射角度越是接近水平的小角度(接近 0°或180°的角度)而光通量密度减少，第1透光性液体越成为透镜状进行分布，所以该具有小光通量密度的入射光被第1透光性液体折射，即被聚光，从而以提高光通量密度的状态透过第1透光性液体和透光性支撑体。因此，如果在该透光性支撑体的后段配置有太阳能电池元件，则与没有第1透光性液体的情况相比能生成更多的电力。应予说明的是，在此的“亲水性”是指与第1透光性液体的“亲和性”。另外，亲水性光催化剂没有必要设置在透光性支撑体的整个表面，至少设置在与第1透光性液体接触的部位即可，能以层状形成，或者也能以密集的点状形成。另外，所谓的规定的光通量密度将因亲水性光催化剂的种类、量(与第1透光性液体的接触面积)和第1透光性液体的种类、量(质量)等而不同，鉴于作用，严格来说是指在亲水性光催化剂的照射位置(面)上的光通量密度，但也可定义成在设置亲水性光催化剂的领域(近傍)等适当位置上的光通量密度，例如可以通过实验或数值模拟等预先求出以其光通量密度作为边界(阈值)的，如果是其以上则由第1透光性液体形成显著的透镜， 如果小于其则没有由第1透光性液体形成显著的透镜的相关数据，经验性决定。换言之，也可以说第1透光性液体是指对亲水性光催化剂以规定光通量密度以上照射光时形成聚光透镜，另一方面，对亲水性光催化剂以小于规定的光通量密度照射光时不形成聚光透镜。更具体而言，可变聚光装置可以具备含有透光性支撑体的单元，此时，被透光性支撑体支撑的第1透光性液体，由于保持在该单元内，所以可抑止第1透光性液体的挥散，易于再使用。另外，作为第1透光性液体，只要是具有透光性且与亲水性光催化剂表达亲和性的物质，则没有特别限制，例如可举出极性溶液(溶剂)，更具体而言，可例示水或水溶液。另外，也可以具备第2透光性液体，其比重比所述第1透光性液体轻，且对该第14透光性液体具有非亲和性，与第1透光性液体接触。此时，作为第2透光性液体，例如可举出油或非极性溶液(溶剂)。这样的话，能以在铅直方向上用第2透光性液体覆盖第1透光性液体的方式进行构成，例如，如果在上述单元内填充并封入第1透光性液体和第2透光性液体，则能进一步可靠地防止第1透光性液体在单元的空间内挥发，另外更容易整形第1透光性液体的形状， 因而优选。更具体而言，可例示光具有紫外区域的波长(即是紫外光)且亲水性光催化剂是紫外光应答型的构成，或者光具有可见区域的波长(即是可见光)且亲水性光催化剂是可见光应答型的构成。其中，所谓紫外区域的波长表示例如在(日本)电气学会电气专业词汇集 No. 13 “照明” (corona社:1996年7月修订)中引用的CIE/IEC国际照明词汇集第4版记载的“紫外放射”的波长，具体而言，表示包含UV-A、UV-B、UV-C的100 400nm的波长。另外，所谓可见区域的波，长表示例如同书记载的“可见放射”的波长，具体而言表示短波长下限360nm 长波长上限830nm。进一步具体而言，作为亲水性光催化剂，可举出掺杂或本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种太阳能电池装置，包括：太阳能电池元件，与所述太阳能电池元件连接的一对电极，和可变聚光装置，所述可变聚光装置含有：表面具有亲水性光催化剂的透光性支撑体，和与该透光性支撑体的该表面接触而被支撑的第１透光性液体，该可变聚光装置与所述太阳能电池元件相对配置，所述亲水性光催化剂是掺杂或不掺杂Ｎ、Ｓ或Ｃ的ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３或Ｇｅ３Ｎ４，并且在照射具有规定波长的光时与不照射该光时相比亲水性高，所述第１透光性液体是水或水溶液，并且在对所述亲水性光催化剂以规定光通量密度以上照射所述光时不形成聚光透镜，另一方面，对所述亲水性光催化剂以小于规定光通量密度照射所述光时形成聚光透镜。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：楠浦崇央，
申请(专利权)人：英派尔科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。