具有光伏性能的电容器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电容器。
【背景技术】
[0002] 在各种用途一直使用电容器，但没有具备起电的功能的电容器。
[0003] 另外，使用传感器需要电源，但没有即使不充电也总是能够使用的电源。
[0004] 使用了硅等半导体的半导体太阳能电池的转换效率高，但另一方面由于使用高纯 度的材料，因此昂贵，作为较廉价的太阳能电池，有使用二氧化钛（TiO 2)或氧化锌（ZnO)的 太阳能电池。
[0005] 本发明的发明人等发现，作为二氧化硅的人工水晶或熔融石英具有光伏性 能，在国际公开W02011/049156号中提出了二氧化硅太阳能电池，并且在国际公开 W02012/124655号公报中提出了将二氧化钛太阳能电池单元与二氧化硅太阳能电池单元以 串联的方式配置的串联型太阳能电池。
[0006] 二氧化硅太阳能电池的材料廉价，并且可利用二氧化钛太阳能电池起电中无法利 用的可见光和红外光进行起电。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :国际公开W02011/049156号公报
[0010] 专利文献2 :国际公开W02012/124655号公报
【发明内容】
[0011] 本发明的发明人等在进行各种实验时发现串联型太阳能电池作为积蓄起电所产 生的电荷的电容器发挥功能。
[0012] 在没有连接负荷的状态下起电所产生的电荷积蓄在作为电容器发挥功能的串联 型太阳能电池中，在连接负荷时瞬时放电，瞬时放电电流达到正常起电时的4倍。
[0013] 可以利用该特性构成传感器。
[0014] 本申请中，提供应用了串联型太阳能电池的电容器以及利用应用了串联型太阳能 电池的电容器的传感器。
[0015] 具体而言，提供一种如下构成的具有光伏性能的电容器，即，形成有透明导电膜的 2片玻璃基板以各个透明导电膜相对的方式配置，在一片上述玻璃基板上配置二氧化钛发 电体，在另一片上述玻璃基板上配置二氧化硅发电体，在2片玻璃基板之间填充有电解质。
[0016] 本申请的应用了串联型太阳能电池的电容器以及利用应用了串联型太阳能电池 的电容器的传感器通过太阳能电池功能利用红外光~紫外光起电，将起电所产生的电荷积 蓄在电容器中，且将积蓄的电荷以大的放电电流的形式放出。
[0017] 由此，构成只要有可起电的光则在任何场所均可无电源地工作的传感器。
【附图说明】
[0018]图1是作为实施例的具有光伏性能的电容器的示意图。
[0019]图2是表示具有光伏性能的电容器在第1充放电条件下的电流特性的图。
[0020] 图3是图1的图的细节。
[0021] 图4是表示具有光伏性能的电容器在第1充放电条件下的电压特性的图。
[0022] 图5是表示具有光伏性能的电容器在第2条件下的电流特性的图。
[0023] 图6是表示具有光伏性能的电容器在第3条件下的电流特性的图。
[0024]图7是具有光伏性能的电容器的另一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0025] 以下，参照附图对本申请所涉及的发明的实施例进行说明。
[0026] 图1所示的是作为本发明实施例的、将二氧化钛发电体与二氧化硅发电体组合而 构成的具有光伏性能的电容器的基本构成。
[0027] 该实施例中，1和3是分别具有FTO (掺杂氟的氧化锡）层2和FTO层4的玻璃基 板，FTO层2和4作为电容器电极发挥功能。另外，基板1和2也可以使用PET树脂或PEN 树脂。
[0028] 5为二氧化钛发电体，6为二氧化硅发电体，7为铂膜。
[0029] 8为电解质，可利用无色的电解质，8卩，将1-乙基-3-甲基碘化咪唑钂10. 4mol、四 丁基碘化按0. 4mol、4-叔丁基R比啶0. 2mol、异硫氰酸胍0.1mol以碳酸丙稀醋溶液为溶剂制 备而得的电解质等。
[0030] 二氧化钛发电体5在被照射紫外光时起电，二氧化硅发电体6通过从紫外光至可 见光、乃至红外光的照射而起电。
[0031] FTO膜2和4作为电容器的对置电极发挥功能。
[0032] 二氧化钛发电体5和二氧化硅发电体6在被照射红外光~紫外光时起电，没有 连接负荷时起电所产生的电荷在作为电容器的对置电极发挥功能的FTO膜2与4之间积 蓄?充电。在这样的状态下连接负荷时，所积蓄的电荷通过负荷进行放电。
[0033] 以下，用实验结果的图对充放电的状况进行说明。
[0034] 实验中使用的电容器的面积为2cmX3cm，使用荧光灯作为照射光源，此时的照度 为 6001ux。
[0035] 图2所示的是长时间连接负荷后，每10秒反复进行负荷的断开和连接时的输出电 流的变化，图3所示的是此时的输出电压的变化。
[0036] 图2中，连接负荷时的稳态电流值为28. 6 yA。
[0037] 在10秒后断开负荷时，输出电流变成0。
[0038] 在其10秒后连接负荷时以最大瞬间值为115. 3 yA这样的约4倍的放电电流流 过，其后电流向稳态电流值28. 6 y A衰减。
[0039] 在10秒后再次断开负荷时，输出电流变成0,在其10秒后连接负荷时大的放电电 流流过，其后电流向稳态电流值衰减。
[0040] 以后，电流重复该变化。
[0041] 将充放电输出电流波形的细节示于图3。从该波形观察，推定实施例的电容器为积 分电路。
[0042] 输出电压如图4所示在断开负荷时为0.2508V，连接负荷时为0.29492V，约为10 倍，在连接负荷中和断开负荷中没有电压变化。
[0043] 从图3看出连接负荷时大的输出电流流过。
[0044] 通过检测该输出电流，能够可靠地检测负荷的连接。
[0045] 另外，这种情况下的电荷是通过照射包含通常环境下普遍存在的红外光的光而得 的，因此不需要为了检测负荷的连接而另外准备电池等。
[0046] 将以负荷的断开时间为20秒时的输出电流变化示于图5。
[0047] 图5中，连接负荷时的稳态电流值为28. 6 yA。
[0048] 在10秒后断开负荷时，输出电流变成0。
[0049] 在其10秒后连接负荷时以最大瞬间值为86. 7 yA这样的约3倍的放电电流流过， 其后电流向稳态电流值28. 6 y A衰减。
[0050] 在10秒后再次断开负荷时，输出电流变成0,在其10秒后连接负荷时大的放电电 流流过，其后电流向稳态电流值衰减。
[0051] 以后，电流重复该变化。
[0052] 将以负荷的断开和连接时间分别为1秒时的输出电流变化示于图6。
[0053] 此时最大输出电流为415. 5 yA，达到稳态电流值的14. 5倍。
[0054] 最后，例示作为本申请的发明可适用的太阳能电池。
[0055] 图7(a)所示的是仅具有二氧化钛发电体5的电容器。
[0056]图7(b)所示的是使用染料敏化二氧化钛代替二氧化钛发电体5的电容器。
[0057] 图7(c)所示的是仅具有二氧化钛硅发电体6的电容器。
[0058] 此外，虽未以实施例例示，但也可以设为使用染料敏化二氧化钛代替图1的二氧 化钛发电体5的电容器。
[0059] 产业上的可利用性
[0060] 本发明涉及的具有光伏性能的电容器作为无需电源的高灵敏度传感器极其有用。
[0061] 符号说明
[0062] 1、3玻璃基板
[0063] 2、4透明导电膜
[0064]5二氧化钛发电体
[0065] 6二氧化硅发电体
[0066] 7铂膜
[0067] 8电解质
[0068] 9染料敏化二氧化钛发电体
【主权项】
1. 一种具有光伏性能的电容器，其特征在于， 形成有透明导电膜的2片玻璃基板以各个透明导电膜相对的方式配置， 在一片所述玻璃基板上配置二氧化钛发电体， 在另一片所述玻璃基板上配置二氧化硅发电体， 在所述2片玻璃基板之间填充有电解质。
【专利摘要】本发明以得到无需电源的高灵敏度传感器为课题，将形成有透明导电膜的2片玻璃基板以各个透明导电膜相对的方式配置，在一片玻璃基板上配置二氧化钛发电体，在另一片玻璃基板上配置二氧化硅发电体，在2片玻璃基板之间填充电解质而构成电容器。该电容器可以无需电源地用作高灵敏度的传感器。
【IPC分类】H01G9/20, H01G9/26
【公开号】CN104995704
【申请号】CN201480006828
【发明人】小松信明, 伊藤朋子
【申请人】国际先端技术综合研究所株式会社
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2014年1月30日
【公告号】DE112014000609T5, WO2014119645A1