JP3968422B2

JP3968422B2 - Solar hybrid module

Info

Publication number: JP3968422B2
Application number: JP2002196705A
Authority: JP
Inventors: 雅継天野; 忠良田中; 祐司安藤
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2022-07-05
Also published as: JP2004039942A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池により発電するとともに、燃料となる水素製造を行う太陽光ハイブリッドモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、太陽エネルギーを有効に利用するために電気と熱を得る光・熱ハイブリッドコレクタが市販され一般住宅に導入されている。太陽電池モジュールの効率は最高でも、約２０％程度であり、８０％の太陽エネルギーは熱となっている。一般住宅に光・熱ハイブリッドコレクタを導入したシステムの例をみると、３６枚のモジュール（面積0.6ｍ²／枚）が使用され、このうち光・熱ハイブリッドコレクタは６枚、残りの３０枚は太陽電池だけのモジュールになっている。
これは太陽電池モジュールの効率は高々２０％であるが、集熱効率は約５０％であり、この効率差によって、全て光・熱ハイブリッドコレクタにすると熱（温水）が余って無駄になるため、このような構成となっている。
【０００３】
熱と電気は消費され消滅するエネルギーであり、また、太陽エネルギーは時間や天候に左右され安定にエネルギーを得ることができない。そのため、現在一般住宅用としての小型のマイクロガスタービンや燃料電池が開発され、近い将来実用化が期待されている。これらを併設することにより、日射がなくても太陽で生産した燃料を使えば熱と電気が得られる。さらに、燃料電池自動車が実用化されれば、その燃料としても利用することができる。
【０００４】
図１０は、従来の熱・光ハイブリッドコレクタに水電解装置を組み合わせた装置の概要を示したものであり、ａは太陽電池、ｂは集熱器、ｃは水分解装置である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示す従来型の装置のように、太陽電池ａにより発電された電力を使用して水分解を行うものにあっては、太陽電池による発電電力の大部分を水分解に消費することになり、他に電力を配分できなかった。また、発電部分と水分解部分とが切り離された状態で構成されていたため、屋根などへの設置における配管などの取り回しが煩雑となり、大型化せざるをえないものであった。
また、従来の装置は、太陽電池の冷却を考慮に入れていないか、考慮していても冷却により得られる低温度の熱の有効利用手段が少なく、また明確に確立していないため熱が余る。冷却を考慮していない場合は、太陽熱による温度上昇のため性能が劣化し、晴天の最も発電量を期待できる時間帯に十分な電力を発生できない。
【０００６】
これらの問題を解決するために、発電に寄与しない熱となった太陽光の約８０％を太陽電池裏面に直結した水チャンバにより冷却、吸熱させると同時に、この水チャンバ内に太陽光の一部を導き、光半導体による水素製造を行う。これにより、装置は一体化し、小型、単純な構成となり、ひとつの装置で電力、熱、燃料の３つを発生する高効率なトライジェネレーション装置が可能となる。
本発明は、光半導体の水分解作用を利用して、水素および酸素を製造すると共に、透過型太陽電池による発電の両方を得ることのできる太陽光ハイブリッドモジュールを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の太陽光ハイブリッドモジュールは、光透過性の太陽電池に近接して光の入射方向からみて裏面側に水チャンバを設け、該水チャンバ内に水分解用光半導体を設けた太陽光ハイブリッドモジュールにおいて、前記光透過性太陽電池を平面方向に隙間をあけて配置し、太陽光を光透過性太陽電池を介しておよび直接水分解用光半導体に入射するようにし、前記水分解用光半導体を、導電性基板の一側に導電性基板側から順に太陽電池からなる発電素子および酸素放出アノードを設けると共に導電性基板の他側に水素放出カソードを設けることにより構成したことを特徴とする。
（２）また、本発明の太陽光ハイブリッドモジュールは、太陽電池に近接して水チャンバを設け、該水チャンバ内に水分解用光半導体を設けた太陽光ハイブリッドモジュールにおいて、太陽電池の一部に導光部を設け、少なくとも該導光部に面して水分解用光半導体を設け、前記水分解用光半導体を、導電性基板の一側に導電性基板側から順に太陽電池からなる発電素子および酸素放出アノードを設けると共に導電性基板の他側に水素放出カソードを設けることにより構成したことを特徴とする。
（３）また、本発明の太陽光ハイブリッドモジュールは、上記（２）において、太陽電池と水分解用光半導体に入射する太陽光を波長により分割して供給することを特徴とする。
（４）また、本発明の太陽光ハイブリッドモジュールは、上記（２）において、複数の太陽電池を直線上の隙間を設けて配置し、該直線上の隙間を導光部とし、この導光部の形状に合わせて棒状の水分解用光半導体を配置したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態を図面に基づき説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る太陽光ハイブリッドモジュールの概略を説明するための正面図である。
１は太陽光、２は太陽電池の保護カバー、３はアモルファス型などの薄膜による光透過性太陽電池であり、可視光域において比較的長波長以上の光は光透過性太陽電池３を透過して、光透過性太陽電池３に近接して設けられた水分解用光半導体４に導かれる。
水分解用光半導体４は、上面に光透過窓６を設けたケーシング５により覆われており、ケーシング５の内部は水分解用光半導体４を挟むようにして仕切壁１７で上下に分割されている。
上下に分割している仕切壁１７は、発生する水素と酸素の混合を防ぐためにあり、導電性の水分解用光半導体４とは後記のように絶縁された部材で接合している。水分解用光半導体４で生じた電位による電流は、水を介して仕切壁１７を通り反対側の電極に達する。
また、ケーシング５の内部は、その左側８から水９が導入されて水チャンバ７を形成するものであり、ケーシング５内に導入された水９は、水分解用光半導体４の水分解作用により酸素と水素とに分解され、右側１０から酸素１１および水素１２として排出される。
【０００９】
図２は、水分解用光半導体４の詳細を示したものである。
図２において、１３は透明保護フィルムで、In₂O₂、SnO₂などで構成された酸素放出アノードである。１４は長波長域特性の優れたシリコン等を用いた太陽電池を基本とした発電素子であり、導電性基板１５の上面側に設けられている。
１６は水素放出触媒溶着フィルムで、CoMoなどにより構成された水素放出カソードであり、導電性基板１５の下面側に設けられる。
【００１０】
図１において、光透過性太陽電池３下部に接して設けられた冷却と水電解用をかねる水チャンバ７により３の太陽電池は冷却される。また、水チャンバ７内に設けられる図２で示した水分解用光半導体４において、上面から流入する太陽光により導電性基板１５の上面側にプラスの電位、下面側にマイナスの電位を生じ、水チャンバ７内の水を通して電流が流れる。この実施例においては発生する水素と酸素の混合をさけるため水チャンバ７内の水は上下に導電性の仕切壁１７により仕切られ、電流は流れるが水素と酸素は仕切りを通ることができない。この導電性の仕切壁１７は、光透過性太陽電池３を構成する導電性基板１５とは、絶縁材１８により絶縁されている。
【００１１】
（実施の形態２）
図３は、光透過性太陽電池３を、隙間１９をあけて配置した点が、実施の形態１と相違しており、実施の形態１と同じ符号のものは同じ部材を示している。
このように、光透過性太陽電池３は隙間１９をあけて配置することにより、太陽光は光透過性太陽電池を介しておよび直接水分解用光半導体に入射するため、さらに光透過率を上げることが可能となり、光半導体４への光の導入を多くできる。
【００１２】
（実施の形態３）
図４は、太陽電池３の周囲に、新たに導光部２０を設け、水分解用光半導体４の水分解効率を上げた例である。
この導光部２０は、透過率の高い光案内部材２１、例えば、光ファイバ、ガラス、プラスチックなどから所定の高さおよび幅をもって直線上あるいは円弧状に形成されたものであり、より積極的に太陽光を水分解用光半導体４へ導くものである。導光部２０に入射した光は、光案内部材２１側面の全反射により光の散乱を防ぐことができるため、太陽光強度の低下を防いでいる。この例では、太陽電池３を光透過性としているため、水分解用光半導体４は太陽電池３および導光部２０に面して設けられている。太陽電池３が光透過性でない場合は、水分解用光半導体４は導光部２０にのみ面して設ければ良い。
【００１３】
（実施の形態４）
図５は、導光部２０を太陽電池３表面の保護カバー２と一体化した例である。導光部２０は、実施の形態３と同じように透過率の高い部材により形成されており、例えば、図６に示す４００−７００ｎｍの波長領域の太陽光▲２▼を透過させ太陽電池３に供給する。また、光透過部２０内部にドーピングした蛍光体により、例えば、図６に示す紫外寄りの３００−５００ｎｍの波長領域の太陽光▲１▼を光透過部内部２２に取り込み、水分解用光半導体４へ導く。水分解用光半導体４は、太陽電池３の外側に、かつ、水チャンバ７内に設けられる。この例では、太陽電池３は光透過性でないものが使用されている。
このように、光透過部内部２２を水分解用光半導体４に直結することで、到達する太陽光は水を通過させず、水への光吸収が無くし、より広い波長域に対応できる。また、保護カバー２と一体の上記カバーを用いて、太陽電池３と水分解用光半導体４に入射する太陽光を分割することで、より高効率な装置とすることができる。
すなわち、利用する太陽光をカバーのフィルタ作用により、各光発電素子の特性にあわせて分割することで、より高効率なトライジェネレーション装置を得ることができる。
【００１４】
（実施の形態５）
図７〜図９は、複数の太陽電池３が配置されたものにおいて、各列の太陽電池３間の隙間を光透過部２０とし、この直線的な光透過部２０の形状に合わせてその下部に棒状の水分解用光半導体４を配置した例を示したもので、図７は平面図、図８は図７のＡ−Ａ断面図、図９は水分解用光半導体４の断面図である。
図８に示すように、ケーシング５内部の水チャンバ７は仕切板２３により各列の光透過部２０の下部で仕切られ、仕切られた水チャンバ７ごとに酸素あるいは水素が収集されるようになっている。そのため、水分解用光半導体４の酸素放出アノード１３あるいは水素放出カソード１６は図９に示すように「型に形成され、各水チャンバ７ごとに同じものが向かい合って配置されている。したがって、水素と酸素は交互に各水チャンバ７内に発生する。
水９は、例えば、図７の上部より下部に向かって流せば良い。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
（１）太陽電池による発電と共に、光半導体による水分解作用を利用できるため、水素および酸素製造が可能となり、広範囲のエネルギー利用が可能となる。
（２）特に、光透過型で比較的短波長域に有利なアモルファス型太陽電池を用い、その裏面に水チャンバ内に透過した太陽光から水分解により水素および酸素製造用の光半導体を設置することにより、上面の太陽電池が吸収しない赤外域寄りの太陽光を有効に利用できる。
（３）太陽電池に近接して水チャンバを設けることにより、太陽電池の温度上昇が抑制でき、性能低下をすることなくエネルギーの利用の拡大が行われ、太陽エネルギーの利用効率を向上させることができる。
（４）公知の光・熱ハイブリッドコレクタと本発明の太陽光ハイブリッドモジュールとを組み合わせることによって、太陽から熱、電気および燃料を得ることができ、一つのエネルギーから三つのエネルギーを得るトライジェネレーションが実現できる。これによって、我が国のエネルギーセキュリティーの一助となるとともに太陽エネルギー利用技術の拡大に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る太陽光ハイブリッドモジュールの概略を説明した正面図である。
【図２】水分解用光半導体の詳細を示した図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る太陽光ハイブリッドモジュールの概略を説明した正面図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る太陽光ハイブリッドモジュールの概略を説明した正面図である。
【図５】本発明の実施の形態４に係る太陽光ハイブリッドモジュールの概略を説明した正面図である。
【図６】太陽光のスペクトル分布を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態５に係る太陽光ハイブリッドモジュールの平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】実施の形態５に係る水電解用光半導体の断面図である。
【図１０】従来の熱・光ハイブリッドコレクタに水電解装置を組み合わせた装置の概要を示した図である。
【符号の説明】
１太陽光
２太陽電池の保護カバー
３光透過性太陽電池
４水分解用光半導体
５ケーシング
６光透過窓
７水チャンバ
８ケーシングの左側
９水
１０ケーシングの右側
１１酸素
１２水素
１３透明保護フィルム（酸素放出アノード）
１４発電素子
１５導電性基板
１６水素放出触媒溶着フィルム（水素放出カソード）
１７導電性の仕切壁
１８絶縁材
１９隙間
２０導光部
２１光案内部材
２２光透過部内部
２３仕切板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solar hybrid module that generates power using a solar cell and produces hydrogen as a fuel.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to effectively use solar energy, a light / heat hybrid collector that obtains electricity and heat has been marketed and installed in ordinary houses. The maximum efficiency of the solar cell module is about 20%, and 80% of the solar energy is heat. Looking at an example of a system in which a light / heat hybrid collector is installed in a general house, 36 modules (area 0.6 m ² / sheet) are used, of which 6 are light / heat hybrid collectors and the remaining 30 are It is a module only for solar cells.
This is because the efficiency of the solar cell module is at most 20%, but the heat collection efficiency is about 50%. Due to this difference in efficiency, if all light / heat hybrid collectors are used, heat (hot water) is wasted. It has a configuration like this.
[0003]
Heat and electricity are consumed and extinguished, and solar energy depends on time and weather and cannot obtain energy stably. For this reason, small micro gas turbines and fuel cells for general residential use have been developed and are expected to be put into practical use in the near future. By installing these, heat and electricity can be obtained using solar-produced fuel without solar radiation. Furthermore, if a fuel cell vehicle is put into practical use, it can be used as its fuel.
[0004]
FIG. 10 shows an outline of an apparatus in which a water electrolysis apparatus is combined with a conventional heat / light hybrid collector, where a is a solar cell, b is a heat collector, and c is a water decomposition apparatus.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the case where water splitting is performed using the power generated by the solar cell a as in the conventional apparatus shown in FIG. 10, most of the power generated by the solar cell is consumed for water splitting. It was not possible to distribute power to others. Moreover, since it was comprised in the state from which the electric power generation part and the water decomposition part were isolate | separated, management of piping etc. in installation in a roof etc. became complicated, and the size had to be enlarged.
In addition, conventional devices do not take into account cooling of solar cells, or even if they are taken into account, there are few effective means of using low-temperature heat obtained by cooling, and heat is left unclearly established. . When cooling is not taken into consideration, the performance deteriorates due to the temperature rise due to solar heat, and sufficient electric power cannot be generated in the time zone where the amount of power generation can be expected in the fine weather.
[0006]
In order to solve these problems, about 80% of the sunlight that does not contribute to power generation is cooled and absorbed by a water chamber directly connected to the back surface of the solar cell, and at the same time, a part of the sunlight is contained in the water chamber. To produce hydrogen from optical semiconductors. As a result, the apparatus is integrated, becomes small and has a simple configuration, and a high-efficiency trigeneration apparatus that generates power, heat, and fuel in one apparatus becomes possible.
An object of the present invention is to provide a solar hybrid module that can produce both hydrogen and oxygen by utilizing the water splitting action of an optical semiconductor and obtain both power generation by a transmission solar cell.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(1) The solar cell hybrid module of the present invention is a solar cell in which a water chamber is provided on the back surface side in the vicinity of a light-transmitting solar cell and viewed from the light incident direction, and an optical semiconductor for water decomposition is provided in the water chamber. In the optical hybrid module, the light transmissive solar cell is disposed with a gap in a plane direction so that sunlight is incident directly on the light splitting optical semiconductor through the light transmissive solar cell. The optical semiconductor is constituted by providing a power generation element composed of a solar cell and an oxygen release anode on one side of the conductive substrate in order from the side of the conductive substrate and a hydrogen release cathode on the other side of the conductive substrate. To do.
(2) Further, the solar hybrid module of the present invention is a solar hybrid module in which a water chamber is provided in the vicinity of the solar cell, and a water splitting optical semiconductor is provided in the water chamber. A power generation element provided with a light guide unit, provided with at least a water splitting optical semiconductor facing the light guide unit, and comprising the water splitting optical semiconductor on one side of the conductive substrate in order from the conductive substrate side And an oxygen releasing anode and a hydrogen releasing cathode on the other side of the conductive substrate.
(3) Moreover, the solar hybrid module of the present invention is characterized in that, in the above (2), the solar light incident on the solar cell and the water splitting optical semiconductor is divided and supplied by the wavelength.
(4) Further, in the solar hybrid module of the present invention, in the above (2), a plurality of solar cells are arranged with a linear gap, and the linear gap is used as a light guide section. A bar-shaped optical semiconductor for water splitting is arranged in accordance with the shape of the above.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a front view for explaining the outline of the solar hybrid module according to Embodiment 1. FIG.
Reference numeral 1 denotes sunlight, 2 denotes a protective cover for the solar cell, 3 denotes a light-transmitting solar cell using a thin film such as an amorphous type, and light having a relatively long wavelength passes through the light-transmitting solar cell 3 in the visible light region. Thus, it is guided to the water-splitting optical semiconductor 4 provided in the vicinity of the light transmissive solar cell 3.
The water-splitting optical semiconductor 4 is covered with a casing 5 having a light transmitting window 6 on the upper surface, and the inside of the casing 5 is divided vertically by a partition wall 17 so as to sandwich the water-splitting optical semiconductor 4.
The partition wall 17 divided into upper and lower parts is for preventing mixing of generated hydrogen and oxygen, and is joined to the conductive water-splitting optical semiconductor 4 by an insulated member as described later. The electric current due to the potential generated in the water splitting optical semiconductor 4 passes through the partition wall 17 via water and reaches the opposite electrode.
Further, the inside of the casing 5 is water 9 introduced from the left side 8 to form a water chamber 7, and the water 9 introduced into the casing 5 is caused by the water splitting action of the water splitting optical semiconductor 4. It is decomposed into oxygen and hydrogen and discharged as oxygen 11 and hydrogen 12 from the right side 10.
[0009]
FIG. 2 shows details of the optical semiconductor 4 for water splitting.
In FIG. 2, reference numeral 13 denotes a transparent protective film, which is an oxygen release anode made of In ₂ O ₂ , SnO ₂ or the like. 14 is a power generation element based on a solar cell using silicon or the like having excellent long wavelength region characteristics, and is provided on the upper surface side of the conductive substrate 15.
Reference numeral 16 denotes a hydrogen release catalyst welding film, which is a hydrogen release cathode made of CoMo or the like, and is provided on the lower surface side of the conductive substrate 15.
[0010]
In FIG. 1, the solar cell 3 is cooled by a water chamber 7 which is provided in contact with the lower part of the light-transmitting solar cell 3 and serves for cooling and water electrolysis. Further, in the water splitting optical semiconductor 4 shown in FIG. 2 provided in the water chamber 7, sunlight that flows from the upper surface generates a positive potential on the upper surface side of the conductive substrate 15, and a negative potential on the lower surface side, Current flows through the water in the water chamber 7. In this embodiment, the water in the water chamber 7 is partitioned vertically by the conductive partition wall 17 to avoid mixing of the generated hydrogen and oxygen, and current flows but hydrogen and oxygen cannot pass through the partition. The conductive partition wall 17 is insulated from the conductive substrate 15 constituting the light transmissive solar cell 3 by an insulating material 18.
[0011]
(Embodiment 2)
FIG. 3 is different from the first embodiment in that the light transmissive solar cell 3 is arranged with a gap 19 therebetween, and the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same members.
As described above, the light transmissive solar cell 3 is arranged with a gap 19 therebetween, so that sunlight is incident directly on the water-splitting optical semiconductor through the light transmissive solar cell, and thus the light transmittance is further increased. Therefore, the introduction of light into the optical semiconductor 4 can be increased.
[0012]
(Embodiment 3)
FIG. 4 is an example in which the light splitting unit 20 is newly provided around the solar cell 3 to increase the water splitting efficiency of the water splitting optical semiconductor 4.
The light guide portion 20 is formed of a light guide member 21 having a high transmittance, for example, an optical fiber, glass, plastic, or the like, with a predetermined height and width, linearly or in an arc shape, and more positively. Sunlight is guided to the optical semiconductor 4 for water splitting. Since the light incident on the light guide unit 20 can prevent light from being scattered due to total reflection on the side surface of the light guide member 21, a decrease in sunlight intensity is prevented. In this example, since the solar cell 3 is light transmissive, the water-splitting optical semiconductor 4 is provided facing the solar cell 3 and the light guide 20. When the solar cell 3 is not light transmissive, the water splitting optical semiconductor 4 may be provided only facing the light guide 20.
[0013]
(Embodiment 4)
FIG. 5 shows an example in which the light guide 20 is integrated with the protective cover 2 on the surface of the solar cell 3. The light guide unit 20 is formed of a member having a high transmittance as in the third embodiment. For example, the light guide unit 20 transmits sunlight (2) in the wavelength region of 400 to 700 nm shown in FIG. Supply. Further, for example, sunlight (1) in the wavelength region of 300-500 nm close to the ultraviolet shown in FIG. 6 is taken into the light transmitting portion 22 by the phosphor doped in the light transmitting portion 20, and the water splitting optical semiconductor 4 is used. Lead to. The water splitting optical semiconductor 4 is provided outside the solar cell 3 and in the water chamber 7. In this example, solar cells 3 that are not light transmissive are used.
In this way, by directly connecting the light transmitting portion inside 22 to the water-splitting optical semiconductor 4, the sunlight reaching the water does not pass through the water, the light is not absorbed into the water, and a wider wavelength range can be dealt with. Moreover, it can be set as a more efficient apparatus by dividing | segmenting the sunlight which injects into the solar cell 3 and the optical semiconductor 4 for water splitting using the said cover integral with the protective cover 2. FIG.
That is, a more efficient trigeneration device can be obtained by dividing the sunlight to be used according to the characteristics of each photovoltaic element by the filter action of the cover.
[0014]
(Embodiment 5)
7 to 9, in which a plurality of solar cells 3 are arranged, a gap between the solar cells 3 in each row is defined as a light transmitting portion 20, and the lower portion thereof is matched to the shape of the linear light transmitting portion 20. FIG. 7 is a plan view, FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 7, and FIG. 9 is a cross-sectional view of the water-splitting optical semiconductor 4. is there.
As shown in FIG. 8, the water chamber 7 inside the casing 5 is partitioned by the partition plate 23 at the lower part of the light transmitting portions 20 in each row, and oxygen or hydrogen is collected for each partitioned water chamber 7. ing. Therefore, as shown in FIG. 9, the oxygen release anode 13 or the hydrogen release cathode 16 of the water-splitting photo-semiconductor 4 is “formed in a mold, and the same one is disposed facing each water chamber 7. And oxygen are alternately generated in each water chamber 7.
For example, the water 9 may flow from the upper part to the lower part in FIG.
[0015]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
(1) Since the water splitting action by the optical semiconductor can be used together with the power generation by the solar cell, hydrogen and oxygen can be produced, and a wide range of energy can be used.
(2) In particular, an amorphous solar cell that is light-transmissive and advantageous in a relatively short wavelength region is used, and an optical semiconductor for producing hydrogen and oxygen is installed on the back surface thereof by water decomposition from sunlight transmitted into the water chamber. Thus, sunlight near the infrared region that is not absorbed by the solar cell on the upper surface can be used effectively.
(3) By providing the water chamber in the vicinity of the solar cell, the temperature increase of the solar cell can be suppressed, the use of energy can be expanded without degrading the performance, and the utilization efficiency of solar energy can be improved. it can.
(4) By combining a known light / heat hybrid collector with the solar hybrid module of the present invention, heat, electricity and fuel can be obtained from the sun, and tri-generation that obtains three energies from one energy is realized. it can. This will help Japan's energy security and contribute to the expansion of solar energy utilization technology.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view illustrating an outline of a solar hybrid module according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing details of an optical semiconductor for water splitting.
FIG. 3 is a front view illustrating an outline of a solar hybrid module according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a front view illustrating an outline of a solar hybrid module according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 5 is a front view illustrating an outline of a solar hybrid module according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a spectral distribution of sunlight.
FIG. 7 is a plan view of a solar hybrid module according to Embodiment 5 of the present invention.
8 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view of an optical semiconductor for water electrolysis according to a fifth embodiment.
FIG. 10 is a view showing an outline of an apparatus in which a water electrolysis apparatus is combined with a conventional thermal / optical hybrid collector.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sunlight 2 Protective cover of solar cell 3 Light transmissive solar cell 4 Optical semiconductor for water decomposition 5 Casing 6 Light transmission window 7 Water chamber 8 Left side of casing 9 Water 10 Right side of casing 11 Oxygen 12 Hydrogen 13 Transparent protective film (oxygen) Discharge anode)
14 Power generation element 15 Conductive substrate 16 Hydrogen release catalyst welding film (hydrogen release cathode)
17 Conductive partition wall 18 Insulating material 19 Gap 20 Light guide part 21 Light guide member 22 Light transmission part inside 23 Partition plate

Claims

In a solar hybrid module in which a water chamber is provided on the back side when viewed from the light incident direction in the vicinity of the light transmissive solar cell, and a water splitting optical semiconductor is provided in the water chamber, the light transmissive solar cell is It is arranged with a gap in the plane direction so that sunlight is incident on the optical semiconductor for water decomposition directly through the light-transmitting solar cell, and the optical semiconductor for water decomposition is conducted on one side of the conductive substrate. A solar hybrid module comprising: a power generation element comprising a solar cell and an oxygen release anode in order from the conductive substrate side; and a hydrogen release cathode on the other side of the conductive substrate .

In a solar hybrid module in which a water chamber is provided in the vicinity of the solar cell, and a water splitting optical semiconductor is provided in the water chamber , a light guide part is provided in a part of the solar cell, and at least faces the light guide part. A water-splitting optical semiconductor is provided, and the water-splitting optical semiconductor is provided on one side of the conductive substrate with a power generation element composed of a solar cell and an oxygen release anode sequentially from the conductive substrate side, and on the other side of the conductive substrate. A solar hybrid module characterized by comprising a hydrogen releasing cathode .

Solar hybrid module according to claim 2, wherein supplying the sunlight incident on the solar cell and the water decomposition optical semiconductor is divided by the wavelength.

A plurality of solar cells were arranged with a straight line of the gap, and the light guide portion a gap straight line, characterized in that a water decomposition optical semiconductor rod-shaped to match the shape of the light guide section according Item 2. A solar hybrid module according to item 2.