DE20021870U1 - Inexpensive, large, three-dimensional, solid solar cells with high effectiveness - Google Patents

Inexpensive, large, three-dimensional, solid solar cells with high effectiveness

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Description

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2. Titel: Kostengünstige, große, dreidimensionale, körperhaftige Solarzellen hoher Effektivität2. Title: Cost-effective, large, three-dimensional, solid solar cells with high efficiency

3. Beschreibung: Kostengünstige, große, dreidimensionale, körperhaftige Solarzellen hoher Effektivität3. Description: Cost-effective, large, three-dimensional, solid solar cells with high efficiency

4. Stand der Technik: Klassische Solarzellen sind zweidimensional, haben die Form von Panels ("Brettern"), eine Nennleistung (Nenneffektivität), die bei bestimmten, i.d.R. optimalen Bedingungen während eines meist kurzen Tageszeitraums (optimaler Sonnenstand, optimaler Einfall) erreicht wird. Die Nenneffektivität beträgt i.d.R. 5 bis 17%, bei Prototypen auch mehr. Außerhalb dieses Zeitraums (also morgens, Vormittags, Nachmittags und Abends) sinkt die Effektivität drastisch ab. Panelartige Solarzellen benötigen, wenn sie nicht, was auch kostenträchtig ist, auf Dächern montiert werden, zudem Trägerstrukturen, die sehr stabil sein müssen, damit "von hinten" kommender Wind die Panels nicht wegweht. Zur Erhöhung der Effektivität wurden z.T. auch Tandemsysteme eingesetzt (zwei Schichten untereinander), Systeme, die die Panels ("Bretter") der Sonne nachführen (kostenträchtig), vor den Panels angebrachte Spiegel oder auch direkt über den Panels angebrachte kleine Prismen, entsprechend "aufgerauhtes" Glas, etc., wobei die zweidimensionale "bretthaftige" Bauweise und die damit bedingten Effizienzverluste morgens, Vormittags, Nachmittags und Abends erhalten blieben. Alle zweidimensionalen Solarzellen (Panels, "Bretter") haben, unabhängig vom solaraktiven Material (polykristallin, amorph, nano-kristallin12, semi-organisch, organisch3) die genannten Nachteile. Die im Ergebnis hohen Kosten photovoltaischen Stroms sind zu einem wesentlichen Teil auch durch die genannten Nachteile bedingt, da, im Gegensatz zu anderen Energieanlagen, bislang die ohnehin niedrige Nennleistung während eines großen Teils der Betriebszeit NICHT erreicht wird und somit bisher bei bestehenden Herstellungskosten die an einem Tag erzeugte KUMULATIVE Energiemenge niedrig ist. Um mit anderen Energieformen konkurrieren zu können ist nicht die unter kurzzeitig (z.B. 4. State of the art: Classic solar cells are two-dimensional, have the shape of panels ("boards"), a nominal output (nominal efficiency) that is achieved under certain, usually optimal conditions during a mostly short period of the day (optimal position of the sun, optimal incidence). The nominal efficiency is usually 5 to 17%, and even more for prototypes. Outside of this period (i.e. in the morning, early afternoon, and evening), the efficiency drops drastically. Panel-like solar cells, if they are not mounted on roofs, which is also expensive, also require support structures that must be very stable so that wind coming "from behind" does not blow the panels away. To increase efficiency, tandem systems (two layers one below the other) were also used, systems that move the panels ("boards") towards the sun (costly), mirrors mounted in front of the panels or small prisms mounted directly above the panels, appropriately "roughened" glass, etc., whereby the two-dimensional "board-like" construction and the resulting efficiency losses in the morning, early morning, afternoon and evening remained. All two-dimensional solar cells (panels, "boards") have the disadvantages mentioned, regardless of the solar-active material (polycrystalline, amorphous, nano-crystalline 12 , semi-organic, organic 3 ). The resulting high costs of photovoltaic electricity are also largely due to the disadvantages mentioned, since, in contrast to other energy systems, the already low nominal output has NOT been achieved for a large part of the operating time and thus the CUMULATIVE amount of energy generated in one day is low given the existing production costs. In order to compete with other forms of energy, it is not necessary to use short-term (e.g.

3 · jShiolka: t>iei<Jin£Qsiiiale.,.grc>ßfe, köfperhpftige ijolarjelten Öoher Effektivität3 · jShiolka: t>iei<Jin£Qsiiiale.,.grc>ßfe, body-hugging ijolarjelten Öoher effectiveness

Mittags) vorhandenen Idealbedingungen erzielte Effektivität entscheidend, sondern, die Relation zwischen Kosten und während des gesamten Tages erzeugte KUMULATIVE Energiemenge. Diese wird durch das neue Konzept der dreidimensionalen körperhaftigen Solarzelle bei in etwa vergleichbaren Kosten um ein mehrfaches gesteigert.It is not the ideal conditions (e.g. around midday) that determine the effectiveness achieved, but rather the relationship between costs and the CUMULATIVE amount of energy generated during the entire day. This is increased several times over by the new concept of the three-dimensional, physical solar cell at a similar cost.

5. Problem (Angabe der Wirkungen, die mit der Erfindung erzielt werden soll):5. Problem (statement of the effects to be achieved with the invention):

Der im Schutzanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Solarzelle zu schaffen, die insbesondere während der gesamten Tageszeit (im Sinne des Vorhandenseins von Tageslicht) nahezu unabhängig vom Sonnenstand mit der Nenneffektivität arbeitet und so bei mit bislang bestehenden zweidimensionalen Solarzellen vergleichbaren oder niedrigeren Produktionskosten eine um ein mehrfaches erhöhte KUMULATIVE Energieausbeute pro Tag erzielt.The invention specified in the protection claim is based on the problem of creating a solar cell which operates with the nominal efficiency almost independently of the position of the sun, in particular during the entire daytime (in the sense of the presence of daylight), and thus achieves a CUMULATIVE energy yield per day that is several times higher at production costs comparable to or lower than those of previously existing two-dimensional solar cells.

6. Lösung6. Solution

Dieses Problem (5) wird durch Solarzellen mit folgenden Merkmalen gelöst:This problem (5) is solved by solar cells with the following features:

6.1. Dreidimensionale pyramidenförmige Körper grosser Bauhöhe (also i.d.R. höher als ca. 1.30 Meter) deren6.1. Three-dimensional pyramid-shaped bodies of great height (i.e. usually higher than approx. 1.30 metres) whose

6.2. Bodenplatte ein Spiegel ist, der mit einer transparenten solaraktiven Schicht (dünn polykristallin, amorph, nanokristallin, semi-organisch oder organisch) beschichtet ist, deren6.2. Base plate is a mirror coated with a transparent solar active layer (thin polycrystalline, amorphous, nanocrystalline, semi-organic or organic) whose

6.3. Seitenflächen aus HALBdurchlässigen Spiegeln bestehen, die von Aussen lichtdurchlässig und von INNEN reflektierend sind, deren6.3. Side surfaces consist of SEMI-transparent mirrors which are translucent from the outside and reflective from the inside, whose

6.4. INNENFLÄCHEN mit TRANSPARENTEM solaraktiven Material beschichtet sind (dünn polykristallin, amorph, nano-kristallin, semiorganisch, organisch), die somit im Inneren des Körpers6.4. INTERNAL SURFACES are coated with TRANSPARENT solar active material (thin polycrystalline, amorphous, nano-crystalline, semi-organic, organic), which thus

&bull; JSptelka: Drfrtcfimlrfciojialej große, kijpVb4rti|£ Sblariellfcn höher Effektivität&bull; JSptelka: Drfrtcfimlrfciojialej large, kijpVb4rti|£ Sblariellfcn higher effectiveness

6.5. Mehrfachreflexionen erzeugen (und dadurch eine bei transparenten solarktiven Materialien und hochtransparenten, halbdurchlässigen Spiegeln eine im Vergleich zu zweidimensionalen, "bretthaftigen" Zellen ohnehin schon höhere Energieausbeute haben), die6.5. Generate multiple reflections (and thus have a higher energy yield in transparent solar-active materials and highly transparent, semi-transparent mirrors compared to two-dimensional, "board-like" cells), which

6.6. Aufgrund der Körperhaftigkeit Einstrahlbarkeit von allen Seiten zu jeder Tageszeit ohne Nachführungssystem gewährleisten und so die Nenneffektivität nahezu während des gesamten Tages (im Sinne des Vorhandenseins von Tageslicht) erreichen und so bei gegebener Effektivität der solaraktiven Schicht eine über den Tag KUMULIERTE Energieausbeute erzielen, die die von zweidimensionalen Panels ("Bretter") i.d.R. um ein mehrfaches übersteigt.6.6. Due to their physical nature, they can be irradiated from all sides at any time of day without a tracking system, thus achieving the nominal effectiveness almost throughout the day (in the sense of the presence of daylight) and thus, given the effectiveness of the solar active layer, achieving a CUMULATIVE energy yield over the day that is usually several times higher than that of two-dimensional panels ("boards").

7. Bewertung:7. Rating:

1.) Erfinderischer Entwicklungsschritt / Entwicklungshöhe: Ein Gewinn von mehreren 100% kumulativer Energieausbeute pro Tag ist ein beträchtlicher Fortschritt.1.) Inventive development step / level of development: A gain of several 100% of cumulative energy yield per day is a considerable advance.

2.) Da bisherige auf dem Markt und in der Literatur erhältlichen Solarzellen ZWEIDIMENSIONAL sind, ist die Entwicklung der dreidimensionalen Solarzelle für den "Fachmann nicht naheliegend" gewesen.2.) Since solar cells available on the market and in literature are TWO-DIMENSIONAL, the development of the three-dimensional solar cell was not obvious to the "expert".

8. Abgrenzung gegenüber anderen Solarzellen:8. Differentiation from other solar cells:

Das Gebrauchsmuster bezieht sich auf Solarzellen, bei denen mindestens eine der Flächen OBERHALB der Bodenplatte (im Sinne von: Von der Bodenplatte entfernt) mit transparentem solaraktiven Material beschichtet ist, nicht jedoch auf Panels, bei denen sich ÜBER der am Boden befindlichen solaraktiven Schicht nur ein Prisma oder Spiegel befindet, das oder der innen keine solaraktive Schicht hat. Konstruktionen, bei denen die Höhe der Spitze der Pyramide ca. weniger als ein Drittel der Kantenlänge der kleineren Seite überThe utility model relates to solar cells in which at least one of the surfaces ABOVE the base plate (in the sense of: away from the base plate) is coated with transparent solar-active material, but not to panels in which there is only a prism or mirror ABOVE the solar-active layer on the base, which has no solar-active layer on the inside. Constructions in which the height of the top of the pyramid is approximately less than a third of the edge length of the smaller side above

&bull; jsiflOlka: DuSdimliisicmale^^roßp, kijrperh&ftije Solariellen .Ijoher Effektivität&bull; jsiflOlka: DuSdimliisicmale^^roßp, kijrperh&ftije Solarielen .Ijoher effectiveness

&igr; &iacgr; ·&igr;&iacgr; ·

der Bodenplatte (im Sinne von: von der Bodenplatte entfernt) liegt, sind auch nicht eingeschlossen (Kriterium der "Körperhaftigkeit").the base plate (in the sense of: away from the base plate) are also not included (criterion of "corporeality").

9. Weitere Erläuterungen (siehe Figur)9. Further explanations (see figure)

Um während des gesamten Tages (im Sinne des Vorhandenseins von Tageslicht) photovoltaisch Strom mit der Nenneffektivität zu produzieren, wurde das Konzept von (1.) großen (größer als 1 Meter Höhe) und (2.) dreidimensionalen Solarzellen (siehe Zeichnung) entwickelt.In order to produce photovoltaic electricity with the nominal efficiency throughout the day (in the sense of the presence of daylight), the concept of (1.) large (greater than 1 meter in height) and (2.) three-dimensional solar cells (see drawing) was developed.

Die Entwicklung besteht aus:The development consists of:

1.) Einer Bodenplatte (Figur: Seite (a), Bodenplatte: (B)), die i.d.R. rechteckig oder quadratisch ist. Diese Bodenplatte besteht aus einem Spiegel idealerweise hoher Reflektivität. Die reflektierende Seite ist oben. AUF dem Spiegel befindet sich eine Schicht transparenten solaraktiven Materials (C). Dieses Material kann z.B. dünn polykristallin, amorph, halb-organisch, organisch oder auch polykristallin sein, sofern es transparent ist. Es können alle erhältlichen solaraktiven Materialien verwendet werden, sofern sie transparent sind. In der Zeichnung ist die solaraktive Schicht gestrichelt dargestellt.1.) A base plate (figure: side (a), base plate: (B)), which is usually rectangular or square. This base plate consists of a mirror, ideally with high reflectivity. The reflective side is on top. ON the mirror there is a layer of transparent solar-active material (C). This material can be, for example, thin polycrystalline, amorphous, semi-organic, organic or even polycrystalline, as long as it is transparent. All available solar-active materials can be used, as long as they are transparent . In the drawing, the solar-active layer is shown in dashed lines.

2.) Über der Bodenplatte befindet sich eine drei- oder vierseitige Pyramide aus /73/£>durchlässigen Spiegeln (Figur: Seiten (b), (c), (d) und ggf. (e)). Diese sind so angeordnet, daß sich die reflektierende Seite (A) auf der INNENseite der Pyramide befindet und die transparente Seite aussen. Einfallendes Licht gelangt also in die Konstruktion hinein, aber zu einem großen Teil nicht mehr hinaus (siehe Strahlengang (D), Figur: Ziffern (1) bis (6)).2.) Above the base plate there is a three- or four-sided pyramid made of transparent mirrors (Figure: sides (b), (c), (d) and possibly (e)). These are arranged so that the reflective side (A) is on the INSIDE of the pyramid and the transparent side is on the outside. Incident light thus enters the construction, but to a large extent does not leave (see beam path (D), Figure: numbers (1) to (6)).

3.) An der INNENSEITE der Spiegel befindet sich eine dünne Schicht transparenten solaraktiven Materials (C). Diese kann dünn polykristallin, amorph, nanokristallin, halb-organisch oder organisch sein. Entscheidend ist, daß sie transparent ist.3.) On the INSIDE of the mirrors there is a thin layer of transparent solar active material (C). This can be thin, polycrystalline, amorphous, nanocrystalline, semi-organic or organic. The important thing is that it is transparent.

: Slft&lka: Die'idimensicjialq.'großp, kijrpiärh&ftige SolarEelfenJjQher Effektivität: Slft&lka: The'idimensicjialq.'large, kijrpiärh&ftige SolarElfJjQher Effectiveness

4.) Damit die Erreichung der Nenneffektivität über einen GROSSEN Teil des Tages (im Sinne des Vorhandenseins von Tageslicht) erreicht ist, ist der Körper GROSS (Mindesthöhe (Figur: hmin) ca. 1.30 m). Die Spitze der Pyramide befindet sich also in einem Abstand von mindestens einem Drittel der Kantenlänge der kleinsten Seite der Bodenplatte OBERHALB der Bodenplatte; bei einer quadratischen Bodenplatte von einem Meter Kantenlänge also mindestens dreissig Zentimeter oberhalb der Bodenplatte. In der Regel dürfte sich die Spitze bei einer Bodenplatte von 1.50 Meter Kantenlänge 1.60 bis 1.90 m oberhalb der Bodenplatte befinden. Die Solarzelle ist also ein KÖRPER (und kein Paneel (Brett)).4.) In order to achieve the nominal effectiveness over a LARGE part of the day (in the sense of the presence of daylight), the body is LARGE (minimum height (figure: hmin) approx. 1.30 m). The tip of the pyramid is therefore at a distance of at least one third of the edge length of the smallest side of the base plate ABOVE the base plate; for a square base plate with an edge length of one meter, this means at least thirty centimeters above the base plate. As a rule, the tip should be 1.60 to 1.90 m above the base plate for a base plate with an edge length of 1.50 meters. The solar cell is therefore a BODY (and not a panel (board)).

Dies hat zur Folge, daß die Sonne zu jeder Zeit in diesen Körper hineinstrahlen kann und so die Nenneffektivität ohne ein Nachführungssystem nicht nur Mittags sondern auch (nahezu) morgens und abends erreicht wird (Ergebnis, Erfindungshöhe: Hohe kumulative Energieausbeute). Die Mehrfachreflexionen kompensieren die größere Fläche. Die Körperhaftigkeit der Konstruktion bedingt, daß die Solarzelle überall leicht aufstellbar ist, leicht (in Teilen) transportierbar ist, sie so gut wie keine Windanfälligkeit aufweist und vor allem sie sich nicht selber abschattet sondern, wie schon gesagt, fast den ganzen Tag (im Sinne des Vorhandenseins von Tageslicht) die Nenneffektivität (Nennleistung) erbringt. Dies bedingt, daß die Kosten zur Erzeugung von Solarstrom auf ein Drittel im Vergleich zu zweidimensionalen Solarzellen sinken dürften. Ferner kann die dreidimensionale Solarzelle mit erhältlichen Technologien (Floatglas, Bedampfung für halbdurchlässige Spiegel / solaraktive Schicht,oder auch, falls nanokristalline Schichten verwendet werden, aus Flüssigkeiten), hergestellt werden. Die Notwendigkeit DÜNNE Schichten zu verwenden senkt durch die Materialersparnis nicht nur die Kosten sondern trägt auch zum Umweltschutz bei. Weitere zukünftige Vorteile: Entwicklungen im Bereich der Nanotechnologie lassen neue transparente solaraktive Materialien erwarten. Die jüngst entdeckte Möglichkeit Licht zu speichern eröffnet die Perspektive ggf. das Innere mit einem entsprechenden Gas zu füllen und so die Ausbeute zu erhöhen. Ähnliches gilt für die Anwendbarkeit neuer Materialien,This means that the sun can shine into this body at any time and so the nominal efficiency is achieved without a tracking system not only at midday but also (almost) in the morning and evening (result, inventiveness: high cumulative energy yield). The multiple reflections compensate for the larger surface area. The physical nature of the construction means that the solar cell can be easily set up anywhere, is easy to transport (in parts), is almost not susceptible to wind and, above all, does not shade itself but, as already mentioned, delivers the nominal efficiency (nominal power) almost all day (in the sense of the presence of daylight). This means that the costs of generating solar power should fall to a third compared to two-dimensional solar cells. Furthermore, the three-dimensional solar cell can be manufactured using available technologies (float glass, vapor deposition for semi-transparent mirrors / solar-active layer, or, if nanocrystalline layers are used, from liquids). The need to use THIN layers not only reduces costs by saving material, but also contributes to environmental protection. Further future advantages: Developments in the field of nanotechnology mean that new transparent solar-active materials can be expected. The recently discovered possibility of storing light opens up the possibility of filling the interior with a corresponding gas and thus increasing the yield. The same applies to the applicability of new materials,

: ISih'olka: DFeifiirjejsiijnale,,· große, kCrpfertiaftige Solai«ellen#$pher Effektivität: ISih'olka: DFeiirjejsiijnale,,· large, body-tight solar cells # $pher effectiveness

die z.B. ihre Transparenz / Reflektivität in Abhängigkeit von z.B. angelegten Spannungen verändernwhich, for example, change their transparency / reflectivity depending on, for example, applied voltages

Zahlenbeispiel (Figur): Es sei ein solaraktives Material mit 10% Effizienz verwendet, ein halbdurchlässiger Spiegel mit einer Reflektivität von 95%.Numerical example (figure): A solar active material with 10% efficiency is used, a semi-transparent mirror with a reflectivity of 95%.

Schritt 1, Primäreffektivität: Durch die Mehrfachreflexionen wird eine Energieausbeute von ca. 40% (schon, aufgrund von in der Zeichung nicht sichtbaren Brechungsverlusten nach unten korrigiert) erzielt, die größere Fläche ist also kompensiert.Step 1, primary effectiveness: Due to the multiple reflections, an energy yield of approx. 40% is achieved (already corrected downwards due to refraction losses not visible in the drawing), so the larger area is compensated.

Schritt 2, Sekundäreffektivität: Der eigentliche Beitrag zur Effizienzsteigerung ist die Sekundäreffektivität: Diese entsteht dadurch, daß die Nennleistung (Nenneffektivität), siehe Strahlengang, nahezu den ganzen Tag (im Sinne des Vorhandenseins von Tageslicht) erreicht wird, also nahezu UNABHÄNGIG vom Stand der Sonne. Die KUMULATIVE ENERGIEAUSBEUTE übersteigt also die klassischer zweidimensionaler Solarzellen um ein mehrfaches (mehrere 100 Prozent). Dies wird, siehe Strahlengang, dadurch erreicht, daß mit entsprechend großen Körpern, unabhängig davon, ob die Sonne rechts, in der Mitte, links, hoch oder tief steht, die gleiche Anzahl von Mehrfachreflexionen durchgeführt wird.Step 2, secondary effectiveness: The actual contribution to the increase in efficiency is secondary effectiveness: This is achieved by the fact that the nominal output (nominal effectiveness), see beam path, is achieved almost all day (in the sense of the presence of daylight), i.e. almost INDEPENDENT of the position of the sun. The CUMULATIVE ENERGY YIELD is therefore several times higher than that of classic two-dimensional solar cells (several 100 percent). This is achieved, see beam path, by carrying out the same number of multiple reflections with appropriately large bodies, regardless of whether the sun is on the right, in the middle, on the left, high or low.

Weitere Vorteile: (1) Ein Nachführungssystem ist nicht nötig; (2) Hausdächer zur Befestigung oder stabile Strukturen (Träger) ebenfalls nicht. (3) Es können als solaraktive Schicht prinzipiell alle Materialien verwendet werden, sofern sie Transparenz aufweisen. (4) Die gesamte Konstruktion kann z.B. auf Basis von Floatglas hergestellt werden; andere Trägermaterialien, sofern sie transparent sind, sind auch denkbar. (5) Da sich die solaraktive Schicht INNEN befindet, ist ein Wetterschutz nicht erforderlich. Im Grundsatz kann auch außen eine weitere transparente solaraktive Schicht angebracht werden. (6) Die Körper können in Platten transportiert werden und einfach, ohne Personal, überall aufgestellt werden (z.B. auf ungenutzten Ackerflächen, Brachland etc.). Further advantages: (1) A tracking system is not necessary; (2) neither are roofs for fastening or stable structures (supports). (3) In principle, any material can be used as a solar-active layer, provided it is transparent. (4) The entire construction can be made from float glass, for example; other support materials are also conceivable, provided they are transparent. (5) Since the solar-active layer is INSIDE, weather protection is not necessary. In principle, another transparent solar-active layer can also be attached outside. (6) The bodies can be transported in panels and easily set up anywhere without personnel (e.g. on unused farmland, fallow land, etc.).

: Dre!dJmäi&ioiiale4 groß?, kütpej-häftigi aiarfellen hgjier Effektivität: Three-quarter length 4-6 cm, high-strength elastic fabric, high effectiveness

Weitere Perspektiven: Zukünftige Entwicklungsarbeiten können sich somit auf die Erhöhung der Transparenz der solaraktiven Materialien ebenso konzentrieren wie auf die Erhöhung der Reflektivität halbdurchlässiger Spiegel. Somit werden kommende Entwicklungen durch immer geringeren Materialverbrauch gekennzeichnet sein (dünne Schichten) und so zu weiterer Ressourcenschonung beitragen. Hier ist noch beträchtliches Potenzial vorhanden. Further perspectives: Future development work can therefore focus on increasing the transparency of solar-active materials as well as on increasing the reflectivity of semi-transparent mirrors. Future developments will therefore be characterized by ever lower material consumption (thin layers) and thus contribute to further conservation of resources. There is still considerable potential here.

10. Literatur (Auswahl)10. Literature (selection)

1. Bach, U., Lupo, D., Comte, P., Moder, J.E., Weissö, F., Salbeck, J., Spreitzer, H. & Graetzel, M. Solid-state dye-sensitized mesoporous TiO2 solar cells with high, proton-to-electron conversion efficiencies. Nature 395, 583-585(1998).1. Bach, U., Lupo, D., Comte, P., Moder, JE, Weissö, F., Salbeck, J., Spreitzer, H. & Graetzel, M. Solid-state dye-sensitized mesoporous TiO 2 solar cells with high, proton-to-electron conversion efficiencies. Nature 395, 583-585 (1998).

2. Tennakone, K., Kumara, G.R.RA, Kottegota, I.R.M., Wiljayantha, K.G.U. & Perera, V.P.S. A solid-state photovoltaic cell sensitized with a ruthenium bipyridye complex. J. Phys. D: Appl. Phys. 31, 1492-1496 (1998)2. Tennakone, K., Kumara, GRRA, Kottegota, IRM, Wiljayantha, KGU & Perera, VPS A solid-state photovoltaic cell sensitized with a ruthenium bipyridye complex. J. Phys. D: Appl. Phys. 31, 1492-1496 (1998)

3. Schön, H., Kloc, Ch. & Buttlog B. Efficient photovoltaic energy conversion in pentacene-based heterojunctions. Applied Physics Letters 77, 2473-2475 (2000).3. Schön, H., Kloc, Ch. & Buttlog B. Efficient photovoltaic energy conversion in pentacene-based heterojunctions. Applied Physics Letters 77, 2473-2475 (2000).

&bull; :Sjnt)lka: bsöidimfeisuJnale^groEJj, k$rpcrhjiftiie 3olarfcelfen#5oher Effektivität&bull; :Sjnt)lka: bsöidimfeisuJnale^groEJj, k$rpcrhjiftiie 3olarfcelfen # 5oher effectiveness

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Figur: Konzeptzeichnung großer dreidimensionaler Solarzellen hoher Effektivität. Drei- oder vierseitige (Seiten (a) bis (d) bzw. (a) bis (e)) Pyramide, Höhe (hmin) ca. größer als 1.30 m. Spiegelnde Bodenplatte (B), Seitenflächen als halbdurchlässige Spiegel (A), reflektierende Seite innen, transparent von aussen, transparente solaraktive Schicht, gestrichelt innen (C), Strahlengang (Beispiel, (D)), Mehrfachreflexionen (Auswahl: (1-6), Brechungen nicht dargestellt).Figure: Concept drawing of large three-dimensional solar cells with high efficiency. Three- or four-sided (sides (a) to (d) or (a) to (e)) pyramid, height (hmin) approximately greater than 1.30 m. Reflective base plate (B), side surfaces as semi-transparent mirrors (A), reflective side inside, transparent from the outside, transparent solar-active layer, dashed inside (C), beam path (example, (D)), multiple reflections (selection: (1-6), refractions not shown).

11 : j Söfolka: DreiäinjepsiijnalQ,· große, kßrpferKaftige.Solai^ejtfe^&pher Effektivität11 : j Söfolka: DreiäinjepsiijnalQ,· large, body-powerful.Solai^ejtfe^&pher effectiveness

Claims (1)

Solarzellen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie dreidimensional, körperhaftig und pyramidenförmig sind, bei denen die Bauhöhe mindestens ca. 1/3 der Kantenlänge der Bodenplatte (i. d. R. also ab ca. 1.30 bis 2.20 METER) beträgt, die als Aussenflächen HALBdurchlässige Spiegel haben (transparente Seite Aussen, reflektierende Seite innen), deren INNENflächen mit transparenten solaraktiven Material (dünn polykristallin, amorph, nanokristallin, semi-organisch, organisch) beschichtet sind, deren Bodenplatte ein Spiegel ist, der mit transparentem solaraktiven (dünn polykristallin, amorph, nanokristallin, semi-organisch, organisch) Material beschichtet ist, die durch Vielfachreflexionen UND Körperhaftigkeit bedingt (daraus resultierende nahezu vollkommene Unabhängigkeit vom Sonnenstand während des Tages, im Sinne des Vorhandenseins von Tageslicht) die Nenneffizienz zu nahezu der gesamten Tageszeit (im Sinne des Vorhandenseins von Tageslicht) erreichen. Solar cells which are characterized by the fact that they are three-dimensional, solid and pyramid-shaped, in which the construction height is at least approx. 1/3 of the edge length of the base plate (usually from approx. 1.30 to 2.20 METERS), which have SEMI-transparent mirrors as outer surfaces (transparent side outside, reflective side inside), whose INNER surfaces are coated with transparent solar-active material (thin polycrystalline, amorphous, nanocrystalline, semi-organic, organic), whose base plate is a mirror coated with transparent solar-active (thin polycrystalline, amorphous, nanocrystalline, semi-organic, organic) material, which achieve the nominal efficiency for almost the entire day (in the sense of the presence of daylight) due to multiple reflections AND solidity (resulting in almost complete independence from the position of the sun during the day, in the sense of the presence of daylight).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1304747A2 (en) * 2001-10-22 2003-04-23 Deutsche Aerosol GmbH Solar cell module
FR2948242A1 (en) * 2009-07-15 2011-01-21 Eric Robert Jean Pierre Besnard Pyramid universal solar charger for use by e.g. enterprise to charge battery of portable telephone, has mirror device arranged at base of each face of charger to capture and reflect light rays continuously towards face
DE202023000086U1 (en) 2023-01-04 2023-02-02 Semen Zaitchik Photovoltaic system with a special arrangement of solar cells

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