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公開番号2025076020
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023187623
出願日2023-11-01
発明の名称電力デバイス
出願人株式会社PXP,株式会社SOLABLE
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02S 40/38 20140101AFI20250508BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力を制御するための制御回路を必要とせず、エネルギー利用効率が高い電力デバイスを提供すること。
【解決手段】少なくとも1つの太陽電池を含む太陽電池層PVと、太陽電池層の受光面と反対側の面に設けられ、少なくとも1つの蓄電池を含む蓄電池層BTとを備える電力デバイスであって、太陽電池層PVと蓄電池層BTとの間に、当該太陽電池層PVと当該蓄電池層BTとの共通電極となる導電性基体201を備え、太陽電池層PVの開放電圧に対する蓄電池層BTの公称電圧の比である電圧比が0.58～0.84である電力デバイス100。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも１つの太陽電池を含む太陽電池層と、前記太陽電池層の受光面と反対側の面に設けられ、少なくとも１つの蓄電池を含む蓄電池層とを備える電力デバイスであって、
前記太陽電池層と前記蓄電池層との間に、当該太陽電池層と当該蓄電池層との共通電極となる導電性基体を備え、
前記太陽電池層の開放電圧に対する前記蓄電池層の公称電圧の比である電圧比が０．５８～０．８４である、電力デバイス。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力デバイスであって、
前記電圧比が０．６０～０．８２である、電力デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の電力デバイスであって、
前記電力デバイスに負荷が接続される場合、前記電圧比が０．６３～０．８２である、電力デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の電力デバイスであって、
前記電力デバイスに負荷が接続される場合、前記電圧比が０．７４～０．８２である、電力デバイス。
【請求項５】
請求項１に記載の電力デバイスであって、
前記太陽電池層は、直列接続された複数の太陽電池を有し、
前記太陽電池層の開放電圧は、前記複数の太陽電池のそれぞれの開放電圧の合計値である、電力デバイス。
【請求項６】
請求項１に記載の電力デバイスであって、
前記少なくとも１つの太陽電池は、シリコン太陽電池、カルコパイライト太陽電池、ケステライト太陽電池、カドミウムテルル太陽電池、若しくはペロブスカイト太陽電池、又はこれらの組み合わせを含む、電力デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載の電力デバイスであって、
前記蓄電池層は、直列接続された複数の蓄電池を有し、
前記蓄電池層の公称電圧は、前記複数の蓄電池のそれぞれの公称電圧の合計値である、電力デバイス。
【請求項８】
請求項１に記載の電力デバイスであって、
前記蓄電池層は、並列接続された複数の蓄電池を有し、
前記蓄電池層の公称電圧は、前記複数の蓄電池のそれぞれの公称電圧の平均値である、電力デバイス。
【請求項９】
請求項１に記載の電力デバイスであって、
前記少なくとも１つの蓄電池は、全固体電池若しくは半固体電池、又はこれらの組み合わせを含む、電力デバイス。
【請求項１０】
請求項９に記載の電力デバイスであって、
前記全固体電池又は前記半固体電池は、プロトン電池、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、カリウムイオン電池、マグネシウムイオン電池、銅イオン電池、若しくは銀イオン電池、又はこれらの組み合わせを含む、電力デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力デバイスに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、天候不順や影により発電しにくいこと、あるいは夜間帯には発電しにくいこと等の理由により、安定した電力源とする場合には、蓄電システムと連携して使用される。特許文献１から特許文献３には、太陽電池と蓄電池とをモジュールとして一体化する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第８７０４０７８号明細書
米国特許第４４８１２６５号明細書
米国特許第４７４０４３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、太陽電池と蓄電池とを接続する際に配線が複雑となることや、部品点数が多くなってしまい、コストがかかる。また、特許文献２には、太陽電池と同一基板上に蓄電池を積層する技術が記載されているが、配線のための貫通穴や電力を制御するための回路を基板上に設ける必要があり、依然として構造は複雑なままであった。特許文献３には、太陽電池と蓄電池とが導電性基板を共通電極とする構造が記載されている。しかし、特許文献３に記載のデバイスにおいても、太陽電池と蓄電池を単に一体化しただけの構造であるため、別途外部に電力を制御するための回路を設ける必要があり、デバイスのサイズは大きくなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、電力を制御するための制御回路を必要とせず、エネルギー利用効率が高い電力デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る電力デバイスは、少なくとも１つの太陽電池を含む太陽電池層と、太陽電池層の受光面と反対側の面に設けられ、少なくとも１つの蓄電池を含む蓄電池層とを備える電力デバイスであって、太陽電池層と蓄電池層との間に、当該太陽電池層と当該蓄電池層との共通電極となる導電性基体を備え、太陽電池層の開放電圧に対する蓄電池層の公称電圧の比である電圧比が０．５８～０．８４である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電力を制御するための制御回路を必要とせず、エネルギー利用効率が高い電力デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本実施形態に係る電力デバイスの断面図である。
本実施形態に係る他の電力デバイスの断面図である。
本実施形態に係る他の電力デバイスの断面図である。
本実施形態に係る他の電力デバイスの断面図である。
太陽電池の標準試験条件における蓄電池の充電状態及び電圧カップリング比に応じた電力カップリング効率を示す図である。
実環境データに基づく蓄電池の充電状態及び電圧カップリング比に応じた電力カップリング効率を示す図である。
実環境データに基づく蓄電池の充電状態及び電圧カップリング比に応じた電力カップリング効率を示す図である。
実環境データに基づく蓄電池の充電状態及び電圧カップリング比に応じた電力カップリング効率を示す図である。
実環境データに基づく蓄電池の充電状態及び電圧カップリング比に応じた電力カップリング効率を示す図である。
太陽電池の標準試験条件における負荷の抵抗値及び電圧カップリング比に応じた電力カップリング効率を示す図である。
実環境データに基づく負荷の抵抗値及び電圧カップリング比に応じた電力カップリング効率を示す図である。
実環境データに基づく負荷の抵抗値及び電圧カップリング比に応じた電力カップリング効率を示す図である。
実環境データに基づく負荷の抵抗値及び電圧カップリング比に応じた電力カップリング効率を示す図である。
実環境データに基づく負荷の抵抗値及び電圧カップリング比に応じた電力カップリング効率を示す図である。
太陽放射照度を除く太陽電池の標準試験条件における太陽放射照度比及び電圧カップリング比に応じた蓄電池の平均充電電流密度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。
【００１０】
図１には、本実施形態に係る電力デバイス１００の断面図が示される。電力デバイス１００は、太陽電池層ＰＶ、導電性基体２０１、及び蓄電池層ＢＴを有する。太陽電池層ＰＶは、太陽電池１０１及び太陽電池１０２を有する。蓄電池層ＢＴは蓄電池３０１を有し、蓄電池３０１は太陽電池層の受光面と反対側の面に設けられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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