[发明专利]双电层电容器和太阳能发电设备

说明书

技术领域

所公开的发明的一个实施例涉及双电层电容器，制造该双电层电容器的方法和太阳能发电设备。

背景技术

太阳能与现存能量源相比具有很多优势。例如，太阳能本质上是无穷尽的，可在世界上任何地方使用。

太阳能在很多领域中被有效地使用。在建筑中或汽车中，例如，在阳光照耀的部分可设置太阳能电池，太阳能电池将太阳能转换为电力。可将以这种方式获得的电力作为建筑物的照明或汽车的能源的一部分。

可在能获得阳光的白天获得太阳能；然而，如果将如上获得的电力存储起来，也还可在夜间或者在不能获得阳光的下雨时使用电力。相应地，如果可将太阳能作为能源使用，宝贵的自然资源就不会被减少和破坏(见专利文献1)。

可给出二次电池、电化学电容器等作为存储由太阳能电池转化的电力的储能系统(也称为储能设备)。

已经研发出诸如锂离子电容器之类的混合电容器(见专利文献2)、双电层电容器(EDLC)(见专利文献3和4)等作为电化学电容器。

[参考文献]

[专利文献1]日本公开专利申请No.2002-170967

[专利文献2]日本公开专利申请No.2010-135361

[专利文献3]日本公开专利申请No.H11-260669

[专利文献4]日本公开专利申请No.2004-221531

发明内容

由于太阳能电池通过吸收光来产生电源且其结构中至少可见光在半导体层中被吸收，所以太阳能电池是不透明的。如专利文献1中公开的太阳能电池，当采用将半导体层夹在透光电极之间这样的结构时，该太阳能电池可具有透光的性质。然而，还是在这个例子中，在半导体层中吸收了大多数的可见光，此太阳能电池具有仅在特定波长范围内透光的特性(波长小于或等于半导体带隙能量的光)。

然而，在专利文献3中描述的传统双电层电容器中，使用非透光材料来形成集电器或活性材料。也就是说，传统的双电层电容器是非透光的储能设备。

在二次电池、电化学电容器等中，除了充电容量或充放电循环特性之外，引人注目的只有厚度的减少和小型化，未曾讨论过透光性质。因此，难以通过将传统的二次电池、传统的电化学电容器等和太阳能电池组合来使其具有更多功能，因为传统的二次电池、传统的电化学电容器等阻碍光。

由于上述原因，本发明的一个实施例的目的在于提供具有充放电功能的透光的双电层电容器。

本发明的一个实施例的另外一个目的是减少太阳能电池和储能设备所占据的空间。

根据本发明的一个实施例，提供了透光的储能设备。

根据本发明的另一个实施例，提供了太阳能发电设备，其中透光太阳能电池和透光储能设备彼此交叠。

该透光太阳能电池和透光储能设备彼此交叠，藉此可减少太阳能电池和储能设备占用的空间。

本发明的一个实施例涉及双电层电容器，其含有：一对用透光导电材料制成的集电器；散布在该对集电器上的活性材料；设置在该对集电器之间的透光电解质层。

本发明的另一个实施例涉及含有双电层电容器和太阳能电池的太阳能发电设备。该双电层电容器含有：一对用透光导电材料制成的集电器；散布在该对集电器上的活性材料；设置在该对集电器之间的透光电解质层；电连接至集电器的端子部分。该太阳能电池包括：在透光的衬底之上的第一透光导电膜；设置为接触该第一导电膜的光电转换层；和设置为接触该光电转换层的第二透光导电膜。在该太阳能发电设备中，该双电层电容器与太阳能电池通过该端子部分、第一导电膜和第二导电膜彼此电连接。

本发明的另一个实施例涉及太阳能发电设备，其中透光导电材料以及第一透光导电膜和第二透光导电膜的材料从以下选择任一个：水分散性聚酯、氧化铟锡、含有氧化硅的氧化铟锡、有机铟、有机锡、氧化锌、含有氧化锌的氧化铟锌、掺杂镓的氧化锌、氧化锡、含有氧化钨的氧化铟、含有氧化钨的氧化铟锌、含有氧化钛的氧化铟和含有氧化钛的氧化铟锡。

在本发明的一个实施例中，活性材料是活性炭或聚并苯材料。

在本发明的另一个实施例中，该电解层包括聚乙烯氧化物或聚丙烯氧化物。

在本发明的另一个实施例中，使用非晶态半导体层、多晶半导体层和微晶半导体层中的任一个来形成光电转换层。

在本发明的另一个实施例中，该光电转换层包括p-型半导体层、本征半导体层和n-型半导体层。

根据本发明的一个实施例，可提供具有充电和放电功能的透光的双电层电容器。