JP2001217444A - 有色外観を持つ特に時計文字盤用光電池 - Google Patents
有色外観を持つ特に時計文字盤用光電池Info
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- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 効率性が高く、好感を持てる有色外観を持つ
時計の文字盤として使用するのに最適な太陽電池を提案
する。 【解決手段】 電池で電力供給される時計の文字盤や他
の電子装置に使用可能である半導体、好ましくはシリコ
ンを持つ有色光電池（１）である。電池は、下部電極の
役目をする反射金属基板（２）、ｐ−ｉ−ｎ接合（８）
を形成する硬化アモルファスシリコン層のスタック、及
び、透明な上部電極（９）を含む。上部電極は、僅かに
拡散性の有色でも無色でもよい塗料の層（１６）で被覆
される。所定の反射スペクトルにおいて干渉反射を生み
出すために、上部電極およびシリコンの各々の厚さｅ1
およびｅ2は、各材料の屈折率の関数として組み合わさ
れる。
時計の文字盤として使用するのに最適な太陽電池を提案
する。 【解決手段】 電池で電力供給される時計の文字盤や他
の電子装置に使用可能である半導体、好ましくはシリコ
ンを持つ有色光電池（１）である。電池は、下部電極の
役目をする反射金属基板（２）、ｐ−ｉ−ｎ接合（８）
を形成する硬化アモルファスシリコン層のスタック、及
び、透明な上部電極（９）を含む。上部電極は、僅かに
拡散性の有色でも無色でもよい塗料の層（１６）で被覆
される。所定の反射スペクトルにおいて干渉反射を生み
出すために、上部電極およびシリコンの各々の厚さｅ1
およびｅ2は、各材料の屈折率の関数として組み合わさ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、時計の文字盤また
は他の電子装置の形成に、および、前記時計または電子
装置に電力を供給するために使用される太陽電池とも呼
ばれる光電池に関する。
は他の電子装置の形成に、および、前記時計または電子
装置に電力を供給するために使用される太陽電池とも呼
ばれる光電池に関する。
【０００２】本発明は、より具体的には、基板の上から
下までの間に、基板に置かれるかまたは内部に組み込ま
れる反射下部電極、半導体層で形成される活性フォトダ
イオード部分、および、上部電極などを含む種類の有色
光電池に関する。本発明はまた、そのような有色光電池
を含む時計の文字盤に関する。
下までの間に、基板に置かれるかまたは内部に組み込ま
れる反射下部電極、半導体層で形成される活性フォトダ
イオード部分、および、上部電極などを含む種類の有色
光電池に関する。本発明はまた、そのような有色光電池
を含む時計の文字盤に関する。
【０００３】
【従来の技術】光電池を腕時計の文字盤に使用すること
は、技術的または審美的な一面を持つ様々な問題に直面
する。まず第１に、腕時計の装着時に電池または直列に
接続された１組の電池は、短期間だけでなく、光が不足
する時期、特に冬を考慮に入れて、貯蔵部材（アキュム
レータ）の年間エネルギー収支に基づいて十分な電力を
発生する必要がある。時計の文字盤の表面積が限られて
いるため、電池は、十分な光起電力効率を持つ必要があ
る。更に、電池を可能な限り薄くすることが望まれる。
アモルファスシリコン製の光電池は、特に基板が金属で
あって集電型電極の１つを形成すると有利である。
は、技術的または審美的な一面を持つ様々な問題に直面
する。まず第１に、腕時計の装着時に電池または直列に
接続された１組の電池は、短期間だけでなく、光が不足
する時期、特に冬を考慮に入れて、貯蔵部材（アキュム
レータ）の年間エネルギー収支に基づいて十分な電力を
発生する必要がある。時計の文字盤の表面積が限られて
いるため、電池は、十分な光起電力効率を持つ必要があ
る。更に、電池を可能な限り薄くすることが望まれる。
アモルファスシリコン製の光電池は、特に基板が金属で
あって集電型電極の１つを形成すると有利である。
【０００４】一方、時計学の分野においては審美的基準
も重要である。そのため、電池間に残って目につく分離
や相互接続の線をなくすために、直列に接続された数個
の隣接する電池よりも単独の電池の方が好まれて使用さ
れる。１つの根本的な審美的態様は色の問題である。金
属基板に堆積されたアモルファスシリコン電池は、本来
見栄えがしない灰色がかった外観である。その欠点を克
服する解決法を提案する様々な文献が以下に説明され
る。そして、美しく、変化に富み、十分に明るい色を得
ることだけでなく、文字盤が鏡面反射もしくは拡散反射
することを望むであろう。
も重要である。そのため、電池間に残って目につく分離
や相互接続の線をなくすために、直列に接続された数個
の隣接する電池よりも単独の電池の方が好まれて使用さ
れる。１つの根本的な審美的態様は色の問題である。金
属基板に堆積されたアモルファスシリコン電池は、本来
見栄えがしない灰色がかった外観である。その欠点を克
服する解決法を提案する様々な文献が以下に説明され
る。そして、美しく、変化に富み、十分に明るい色を得
ることだけでなく、文字盤が鏡面反射もしくは拡散反射
することを望むであろう。
【０００５】欧州特許第８７２ ７８３号は、上部電極
が、好ましくは入射光の６０％から７０％の間で反射す
るトランスフレクティブ、すなわち半反射の金属層で形
成される単独の硬化アモルファスシリコン光電池（α−
Ｓｉ：Ｈ）で作られる時計の文字盤を開示している。こ
れにより構造が簡単で薄くなり、文字盤に金属光沢が与
えられたが、入射光線のほとんどが外部へ反射されるか
金属層に吸収されてシリコンに達しないため、光起電力
効率は減少する。
が、好ましくは入射光の６０％から７０％の間で反射す
るトランスフレクティブ、すなわち半反射の金属層で形
成される単独の硬化アモルファスシリコン光電池（α−
Ｓｉ：Ｈ）で作られる時計の文字盤を開示している。こ
れにより構造が簡単で薄くなり、文字盤に金属光沢が与
えられたが、入射光線のほとんどが外部へ反射されるか
金属層に吸収されてシリコンに達しないため、光起電力
効率は減少する。
【０００６】特に欧州特許第７８８、０３７号および第
８１９、９９５号から知られる他の範疇の解決法は、そ
れ自体が文字盤の目標とする外観を与える多様な半透明
色の層で形成される板を光電池上に置くようにしてい
る。しかしながら、これらの板は、シリコンを隠すため
に拡散性である必要があり、一方ではフォトダイオード
に届く光線量を減らし、他方では文字盤に光沢の無い乳
白色の外観を与える。更に、この板により構造の総厚が
増す。
８１９、９９５号から知られる他の範疇の解決法は、そ
れ自体が文字盤の目標とする外観を与える多様な半透明
色の層で形成される板を光電池上に置くようにしてい
る。しかしながら、これらの板は、シリコンを隠すため
に拡散性である必要があり、一方ではフォトダイオード
に届く光線量を減らし、他方では文字盤に光沢の無い乳
白色の外観を与える。更に、この板により構造の総厚が
増す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、時計
の文字盤、または同様の審美的基準を課す装置として使
用される場合に上記欠点を避け得るような光電池を製造
することである。具体的には、本発明は、フォトダイオ
ードに達する入射光線量を極端に減少させることなく、
文字盤の幅広い色を選択できるようにすることである。
付加的な目的は、設計者に入射光の鏡面反射と拡散反射
との間の選択肢を提供することである。
の文字盤、または同様の審美的基準を課す装置として使
用される場合に上記欠点を避け得るような光電池を製造
することである。具体的には、本発明は、フォトダイオ
ードに達する入射光線量を極端に減少させることなく、
文字盤の幅広い色を選択できるようにすることである。
付加的な目的は、設計者に入射光の鏡面反射と拡散反射
との間の選択肢を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
ると、上記種類の光電池が準備され、上部電極の各々の
厚さの１組と活性フォトダイオード部分とは、それらの
材料の各々の屈折率の関数として選択され、それにより
所定の反射スペクトルに従って入射光の干渉反射を発生
させることを特徴とする。すなわち、光電池の多層構造
は、光電池の構成材料を使用し、ただ単に干渉反射を生
じる層厚の適切な選択によって幅広い反射光の色を得る
ことができる反射干渉フィルターを構成する。実際に
は、前記厚さは、光電池の適切な動作、特に電池がもた
らす電力に関して適合する厚さの範囲より選択される。
ると、上記種類の光電池が準備され、上部電極の各々の
厚さの１組と活性フォトダイオード部分とは、それらの
材料の各々の屈折率の関数として選択され、それにより
所定の反射スペクトルに従って入射光の干渉反射を発生
させることを特徴とする。すなわち、光電池の多層構造
は、光電池の構成材料を使用し、ただ単に干渉反射を生
じる層厚の適切な選択によって幅広い反射光の色を得る
ことができる反射干渉フィルターを構成する。実際に
は、前記厚さは、光電池の適切な動作、特に電池がもた
らす電力に関して適合する厚さの範囲より選択される。
【０００９】入射光の相当の部分が外部へ反射するスペ
クトル部分は、比較的狭い可能性があり、入射周辺光の
ほとんどが電力生成のためフォトダイオードに吸収され
る。他の全ての条件が同等であれば、この種の電池は、
従って色光沢で覆われた半反射金属の上部電極を備える
電池よりも極めて高い電流を得ることができる。フォト
ダイオードは、従来の方法で硬化アモルファスシリコン
から有利に作られる。好ましくは基板は金属であり、下
部電極および反射体の両方の役目をする。
クトル部分は、比較的狭い可能性があり、入射周辺光の
ほとんどが電力生成のためフォトダイオードに吸収され
る。他の全ての条件が同等であれば、この種の電池は、
従って色光沢で覆われた半反射金属の上部電極を備える
電池よりも極めて高い電流を得ることができる。フォト
ダイオードは、従来の方法で硬化アモルファスシリコン
から有利に作られる。好ましくは基板は金属であり、下
部電極および反射体の両方の役目をする。
【００１０】好ましくは、シリコン・フォトダイオード
の活性部分の厚さは、１００から６００ナノメートルの
範囲であり、上部電極の厚さは、６０から３００ナノメ
ートルの範囲であり、これら２つの厚さを組み合わせた
厚さにより反射光の色が決まる。特に好ましい厚さの範
囲は、シリコンフォトダイオードの活性部分は、厚さは
２５０から４５０ナノメートルの範囲であり、上部電極
の厚さが７０から１５０ナノメートルである。これらの
下限値を下回ると、上部電極のシート抵抗が増加し、好
ましくない抵抗損を引き起こし、シリコンの厚さが薄す
ぎる場合、シリコンの電力変換が減少する。上記上限を
超えると上部電極の堆積に費用がかかりすぎ、基板上の
シリコンの機械的支持が問題になる。
の活性部分の厚さは、１００から６００ナノメートルの
範囲であり、上部電極の厚さは、６０から３００ナノメ
ートルの範囲であり、これら２つの厚さを組み合わせた
厚さにより反射光の色が決まる。特に好ましい厚さの範
囲は、シリコンフォトダイオードの活性部分は、厚さは
２５０から４５０ナノメートルの範囲であり、上部電極
の厚さが７０から１５０ナノメートルである。これらの
下限値を下回ると、上部電極のシート抵抗が増加し、好
ましくない抵抗損を引き起こし、シリコンの厚さが薄す
ぎる場合、シリコンの電力変換が減少する。上記上限を
超えると上部電極の堆積に費用がかかりすぎ、基板上の
シリコンの機械的支持が問題になる。
【００１１】利用できる色彩の範囲をより広げるために
本発明は、上部電極を、それ自体がまた拡散性である、
澄んだつまり透明な塗料で覆うことから成る。この層
は、更に着色料または顔料を含んでもよく、所定の吸収
スペクトルを呈して、ある特定波長の吸収によって反射
光の色を調節する。これらの技術により、得られる文字
盤が従来の時計文字盤のような外観および色を疑似する
ことを可能にする。本発明の他の形態や利点は、添付図
と共に非限定的な例として挙げられる下記の様々な実施
形態の説明により明らかになるであろう。
本発明は、上部電極を、それ自体がまた拡散性である、
澄んだつまり透明な塗料で覆うことから成る。この層
は、更に着色料または顔料を含んでもよく、所定の吸収
スペクトルを呈して、ある特定波長の吸収によって反射
光の色を調節する。これらの技術により、得られる文字
盤が従来の時計文字盤のような外観および色を疑似する
ことを可能にする。本発明の他の形態や利点は、添付図
と共に非限定的な例として挙げられる下記の様々な実施
形態の説明により明らかになるであろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に示される時計文字盤は、電
池の下部電極３としての役目をする金属基板２を含む本
発明による光電池１により形成される。基板２は、ステ
ンレス鋼で作られるのが好ましいが、アルミニウムのよ
うな他の金属やクロミウムで被覆された金属基板を使用
してもよい。基板の上部表面４は、電力効率を向上させ
るために鏡面反射的または拡散的のどちらかで光を反射
する。基板２は、ｎ、ｉ、ｐまたはこの逆の順の硬化ア
モルファスシリコンの３つの薄層５、６、７のスタック
を支持し、参照符号８に示すｎ−ｉ−ｐまたはｐ−ｉ−
ｎ接合フォトダイオードの活性部分を形成する。シリコ
ン層スタックの上には、例えばスズでドープ処理された
インジウム酸化物層（ＩＴＯ）、または、アンチモンで
ドープ処理されたスズ酸化物層などの導電性酸化物の薄
層で形成された透明な上部電極９が形成されている。
池の下部電極３としての役目をする金属基板２を含む本
発明による光電池１により形成される。基板２は、ステ
ンレス鋼で作られるのが好ましいが、アルミニウムのよ
うな他の金属やクロミウムで被覆された金属基板を使用
してもよい。基板の上部表面４は、電力効率を向上させ
るために鏡面反射的または拡散的のどちらかで光を反射
する。基板２は、ｎ、ｉ、ｐまたはこの逆の順の硬化ア
モルファスシリコンの３つの薄層５、６、７のスタック
を支持し、参照符号８に示すｎ−ｉ−ｐまたはｐ−ｉ−
ｎ接合フォトダイオードの活性部分を形成する。シリコ
ン層スタックの上には、例えばスズでドープ処理された
インジウム酸化物層（ＩＴＯ）、または、アンチモンで
ドープ処理されたスズ酸化物層などの導電性酸化物の薄
層で形成された透明な上部電極９が形成されている。
【００１３】時計においては、電気アキュムレータの充
電回路への電極の接続は、電池１で形成される文字盤の
端部で従来の方法により達成される。中央の穴１１は、
時計の針の軸が通るように文字盤の中を通過して配置さ
れる。
電回路への電極の接続は、電池１で形成される文字盤の
端部で従来の方法により達成される。中央の穴１１は、
時計の針の軸が通るように文字盤の中を通過して配置さ
れる。
【００１４】もちろん下部電極３は、基板材料が隣接す
るｎまたはｐ型層５と適合しない場合、上記した基板２
とは異なる材料で作られた反射金属層を含むことができ
るであろう。
るｎまたはｐ型層５と適合しない場合、上記した基板２
とは異なる材料で作られた反射金属層を含むことができ
るであろう。
【００１５】シリコンおよびＩＴＯ層は、例えばシリコ
ンに対するＲＦプラズマ堆積、及び、ＩＴＯに対する陰
極スパッタリング堆積など、層厚を慎重に制御できる従
来方法により堆積可能である。この種の光電池の製造方
法の例は、特に米国特許第４４８５ １２５号、及び、
第５ ４５７ ０５７号、及び、欧州特許第９４８０６
０号に記載されている。
ンに対するＲＦプラズマ堆積、及び、ＩＴＯに対する陰
極スパッタリング堆積など、層厚を慎重に制御できる従
来方法により堆積可能である。この種の光電池の製造方
法の例は、特に米国特許第４４８５ １２５号、及び、
第５ ４５７ ０５７号、及び、欧州特許第９４８０６
０号に記載されている。
【００１６】活性フォトダイオード部分８を形成するシ
リコン層は、制御された全体厚ｅ2と、約４の実部を持
つ屈折率とを持つ。上部電極を形成するＩＴＯは、制御
された厚さｅ1と、約２の実部屈折率を持ち、このよう
な層などの特殊なケースでは吸収は無視できる。その結
果、空気と金属基板との間に配置された光電池の２つの
構成層８および９は、反射率Ｒ（λ）を持つ干渉光学シ
ステムを形成する。ここでλは、スペクトル強度Ｉ
0（λ）を持つ入射光１０の波長である。電池１によっ
て反射される、スペクトル強度Ｉ0（λ）Ｒ（λ）の光
１４は、干渉システムの部材の指数および厚さにより定
められる反射率Ｒ（λ）に左右される色彩外観を持つ。
リコン層は、制御された全体厚ｅ2と、約４の実部を持
つ屈折率とを持つ。上部電極を形成するＩＴＯは、制御
された厚さｅ1と、約２の実部屈折率を持ち、このよう
な層などの特殊なケースでは吸収は無視できる。その結
果、空気と金属基板との間に配置された光電池の２つの
構成層８および９は、反射率Ｒ（λ）を持つ干渉光学シ
ステムを形成する。ここでλは、スペクトル強度Ｉ
0（λ）を持つ入射光１０の波長である。電池１によっ
て反射される、スペクトル強度Ｉ0（λ）Ｒ（λ）の光
１４は、干渉システムの部材の指数および厚さにより定
められる反射率Ｒ（λ）に左右される色彩外観を持つ。
【００１７】光電池を作るために使われた材料の屈折率
を知ることにより、干渉反射スペクトルと対応する色指
数を厚さｅ1およびｅ2の関数として計算することがで
き、光電池の良好な電気的および機械的特性を得るため
に課せられる制約を考慮に入れながら、目標とする色を
もたらす厚みの組み合わせを選択することができる。同
様な操作は、他の屈折率を持つ他の材料に対して行って
もよい。
を知ることにより、干渉反射スペクトルと対応する色指
数を厚さｅ1およびｅ2の関数として計算することがで
き、光電池の良好な電気的および機械的特性を得るため
に課せられる制約を考慮に入れながら、目標とする色を
もたらす厚みの組み合わせを選択することができる。同
様な操作は、他の屈折率を持つ他の材料に対して行って
もよい。
【００１８】図２は、図１に関して説明された光電池１
の構造が、上部電極９上に形成された透明または拡散性
塗料により完成される第２の実施形態を示す。屈折率約
１．５および厚み１ミクロンから数十ミクロン程度を持
つこの層は、その屈折率がＩＴＯのものと異なるため
に、基礎干渉システムの反射率Ｒ（λ）を変更する。更
に、拡散塗料は、従来の文字盤の外観をより良く再生
し、一方では反射光における干渉の角度依存性を減少ま
たは削除する。この実施形態において層１６の塗料は、
固有の吸収を持たず、すなわちそれ自体に色がない。そ
の層厚が比較的厚いため、層１６の唯一干渉反射におけ
る顕著な影響は、その屈折率が塗料と上部電極９との間
の境界面で光学条件を変更することである。更に塗料
は、電極９の機械的および化学的保護を成す。
の構造が、上部電極９上に形成された透明または拡散性
塗料により完成される第２の実施形態を示す。屈折率約
１．５および厚み１ミクロンから数十ミクロン程度を持
つこの層は、その屈折率がＩＴＯのものと異なるため
に、基礎干渉システムの反射率Ｒ（λ）を変更する。更
に、拡散塗料は、従来の文字盤の外観をより良く再生
し、一方では反射光における干渉の角度依存性を減少ま
たは削除する。この実施形態において層１６の塗料は、
固有の吸収を持たず、すなわちそれ自体に色がない。そ
の層厚が比較的厚いため、層１６の唯一干渉反射におけ
る顕著な影響は、その屈折率が塗料と上部電極９との間
の境界面で光学条件を変更することである。更に塗料
は、電極９の機械的および化学的保護を成す。
【００１９】図３は、第３の実施形態を示す。図１に関
して記載された光電池１の構造の上部電極９上に設けら
れた透明またはやや拡散性の色塗料１８の層により完成
される。無色塗料１６の層と同じ効果を生み出すことに
加え、色塗料１８は、反射光１４を修正する透過スペク
トルＴ（λ）を持つ。そのスペクトルは、スペクトルＩ
0（λ）、Ｒ（λ）、及び、Ｔ（λ）をたたみこむこと
により得られる。これは、例えば干渉反射スペクトルの
好ましくない特定成分を除去するために、反射光の色を
修正できるという意味である。これにより、本発明の原
理を用いて非常に多くの色のニュアンスを得ることがで
きる。
して記載された光電池１の構造の上部電極９上に設けら
れた透明またはやや拡散性の色塗料１８の層により完成
される。無色塗料１６の層と同じ効果を生み出すことに
加え、色塗料１８は、反射光１４を修正する透過スペク
トルＴ（λ）を持つ。そのスペクトルは、スペクトルＩ
0（λ）、Ｒ（λ）、及び、Ｔ（λ）をたたみこむこと
により得られる。これは、例えば干渉反射スペクトルの
好ましくない特定成分を除去するために、反射光の色を
修正できるという意味である。これにより、本発明の原
理を用いて非常に多くの色のニュアンスを得ることがで
きる。
【００２０】図４は、図１で説明される構造を持つ光電
池の３つの例、厚さｅ1およびｅ2の３つの異なる組に対
する波長λの関数としての反射率Ｒのスペクトル図を示
す。図５は、これら３つの例における色、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、及び、Ｂ（青）のコーディネートを示す。
池の３つの例、厚さｅ1およびｅ2の３つの異なる組に対
する波長λの関数としての反射率Ｒのスペクトル図を示
す。図５は、これら３つの例における色、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、及び、Ｂ（青）のコーディネートを示す。
【００２１】実線で示されるスペクトル２１は、厚さの
値ｅ2＝シリコンの２８０ナノメートルおよびｅ1＝ＩＴ
Ｏの８０ナノメートルと対応する。図５によれば反射光
は、主に青色を持つことになる。
値ｅ2＝シリコンの２８０ナノメートルおよびｅ1＝ＩＴ
Ｏの８０ナノメートルと対応する。図５によれば反射光
は、主に青色を持つことになる。
【００２２】鎖線で示されるスペクトル２２は、前記例
と同じ値ｅ1＝８０ナノメートルと対応するが、しか
し、シリコンは厚さの値ｅ2＝４２０ナノメートルを持
つ。従ってスペクトルは、緑および赤の領域で修正さ
れ、反射光は、同様に主に青色であるが、わずかに異な
るであろうことがわかる。
と同じ値ｅ1＝８０ナノメートルと対応するが、しか
し、シリコンは厚さの値ｅ2＝４２０ナノメートルを持
つ。従ってスペクトルは、緑および赤の領域で修正さ
れ、反射光は、同様に主に青色であるが、わずかに異な
るであろうことがわかる。
【００２３】点線で示されるスペクトル２３は、前記例
と同じ値ｅ2＝４２０ナノメートルと対応するが、しか
しＩＴＯの厚さについては値ｅ1＝８０ナノメートルに
代わって６０ナノメートルを持つ。従ってスペクトル
は、様々な領域内で大きく修正され、反射光は主に深紅
色を持つことになることがわかる。すなわち、ＩＴＯ電
極の厚さは、検討した実施例において、圧倒的な重要性
があると帰結することができる。
と同じ値ｅ2＝４２０ナノメートルと対応するが、しか
しＩＴＯの厚さについては値ｅ1＝８０ナノメートルに
代わって６０ナノメートルを持つ。従ってスペクトル
は、様々な領域内で大きく修正され、反射光は主に深紅
色を持つことになることがわかる。すなわち、ＩＴＯ電
極の厚さは、検討した実施例において、圧倒的な重要性
があると帰結することができる。
【００２４】図６は、シリコンおよびＩＴＯの各々の厚
さの値の１組ｅ2＝４５０ナノメートルおよびｅ1＝９０
ナノメートルについて、図１、図２、及び、図３で各々
説明された構造を持つ光電池の３つの実施例に対する、
波長λの関数としての反射率Ｒのスペクトル図である。
実線で示されるスペクトル２４は、図１の塗料なしのバ
ージョンに対応し、強く支配的な青色である。鎖線で示
されるスペクトル２５は、厚さ数ミクロンである指数
１．５の無色塗料の層１６を持つ図２のバージョンに対
応する。スペクトル２４と比較すれば青域が大幅に減少
し、緑および赤がより目立つ。点線で示されるスペクト
ル２６は、吸収スペクトルα（λ）が図７に示される青
色顔料と混合された塗料の層１８を持つ図３のバージョ
ンに対応し、その層厚は数ミクロンである。顔料を追加
することで反射光の量、特に黄色および赤色、が減少す
ることがわかる。
さの値の１組ｅ2＝４５０ナノメートルおよびｅ1＝９０
ナノメートルについて、図１、図２、及び、図３で各々
説明された構造を持つ光電池の３つの実施例に対する、
波長λの関数としての反射率Ｒのスペクトル図である。
実線で示されるスペクトル２４は、図１の塗料なしのバ
ージョンに対応し、強く支配的な青色である。鎖線で示
されるスペクトル２５は、厚さ数ミクロンである指数
１．５の無色塗料の層１６を持つ図２のバージョンに対
応する。スペクトル２４と比較すれば青域が大幅に減少
し、緑および赤がより目立つ。点線で示されるスペクト
ル２６は、吸収スペクトルα（λ）が図７に示される青
色顔料と混合された塗料の層１８を持つ図３のバージョ
ンに対応し、その層厚は数ミクロンである。顔料を追加
することで反射光の量、特に黄色および赤色、が減少す
ることがわかる。
【００２５】上記の例により本発明は、所定の色を呈し
ながら可能な限り簡単な構造と十分な効率とを持つ光電
池を設計する手段を当業者に提供することを示し、従っ
て本発明は、時計文字盤または他の美的外観が重要なパ
ラメータとなる携帯用装置として十分に適する。
ながら可能な限り簡単な構造と十分な効率とを持つ光電
池を設計する手段を当業者に提供することを示し、従っ
て本発明は、時計文字盤または他の美的外観が重要なパ
ラメータとなる携帯用装置として十分に適する。
【図１】本発明による、時計文字盤を形成する光電池の
第１の実施形態の概略部分断面図である。
第１の実施形態の概略部分断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す図１に類似の概
略部分断面図である。
略部分断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す図１に類似の概
略部分断面図である。
略部分断面図である。
【図４】シリコンおよび透明な上部電極の異なる厚さの
組に対して、図１で解説された構造について得られた反
射率を波長の関数として示す図である。
組に対して、図１で解説された構造について得られた反
射率を波長の関数として示す図である。
【図５】図４にその反射スペクトルが示された構造に対
する反射光の３原色コーディネートを示す図である。
する反射光の３原色コーディネートを示す図である。
【図６】シリコンおよび透明な上部電極の各々の厚さの
選択された１組に対して、図１、図２，及び、図３で各
々解説された構造について得られた反射率を波長の関数
として示す図である。
選択された１組に対して、図１、図２，及び、図３で各
々解説された構造について得られた反射率を波長の関数
として示す図である。
【図７】図３および図６（曲線２６）に示すケースの１
つに使用される着色料の吸収スペクトルを示す図であ
る。
つに使用される着色料の吸収スペクトルを示す図であ
る。
１ 光電池 ２ 基板 ３ 下部電極 ８ 活性フォトダイオード部分 ９ 上部電極 １０ 入射光 １４ 反射光 １６ 有色塗料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルネ・ヴィエンネ スイス国・シイエイチ−2000・ヌシャテ ル・ピエール−ア−マゼル・54 (72)発明者 イヴァン・ジーグラー スイス国・シイエイチ−2057・ヴィリエ・ リュ シャンピ・５ (72)発明者 ディエゴ・フィッシャー スイス国・シイエイチ−2000・ヌシャテ ル・リュ ルイ−ファーブル・８
Claims (10)
- 【請求項１】 基板（２）、前記基板に配置されるかま
たは内部に組み込まれる反射下部電極（３）、半導体層
で形成される活性フォトダイオード部分（８）、及び、
透明な上部電極（９）を含む有色光電池であって、 所定の反射スペクトルに従って入射光の干渉反射を生み
出すために、前記上部電極（９）および前記活性フォト
ダイオード部分（８）の各々の厚み（ｅ1およびｅ2）の
１組は、それらの材料の各屈折率の関数として選択され
ることを特徴とする光電池。 - 【請求項２】 前記半導体は、ｎ、ｉ、ｐ型の硬化アモ
ルファスシリコンであることを特徴とする請求項１に記
載の光電池。 - 【請求項３】 前記上部電極（９）は、透明塗料の層
（１６、１８）で被覆されることを特徴とする請求項１
または請求項２に記載の光電池。 - 【請求項４】 前記塗料の層（１６、１８）は、拡散性
であることを特徴とする請求項３に記載の光電池。 - 【請求項５】 前記塗料の層（１８）は、着色料または
顔料を包含することを特徴とする請求項３または請求項
４に記載の光電池。 - 【請求項６】 前記基板（２）は、金属であり、前記下
部電極（３）および反射体として両方の役目をすること
を特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれかに
記載の光電池。 - 【請求項７】 シリコンから作られる前記活性フォトダ
イオード部分（８）は、１００から６００ナノメートル
の範囲の厚さ（ｅ2）を持ち、前記上部電極（９）は、
６０から３００ナノメートルの範囲の厚さ（ｅ1）を持
ち、前記厚さの組合せが、前記反射光（１４）の決めら
れた色をもたらすことを特徴とする請求項２に記載の光
電池。 - 【請求項８】 シリコンから作られる前記活性フォトダ
イオード部分（８）は、２５０から４５０ナノメートル
の範囲の厚さ（ｅ2）を持ち、前記上部電極（９）は、
７０から１５０ナノメートルの範囲の厚さ（ｅ1）を持
つことを特徴とする請求項７に記載の光電池。 - 【請求項９】 請求項１から請求項８のうちのいずれか
に記載の光電池（１）を含むことを特徴とする時計文字
盤。 - 【請求項１０】 前記時計文字盤は、単一の光電池で形
成され、前記光電池の基板（２）が前記文字盤の基板を
構成することを特徴とする請求項９に記載の時計文字
盤。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH2381/99 | 1999-12-27 | ||
| CH238199 | 1999-12-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001217444A true JP2001217444A (ja) | 2001-08-10 |
Family
ID=4232453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000390119A Pending JP2001217444A (ja) | 1999-12-27 | 2000-12-22 | 有色外観を持つ特に時計文字盤用光電池 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6459035B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001217444A (ja) |
| KR (1) | KR100646492B1 (ja) |
| CN (1) | CN1213488C (ja) |
| HK (1) | HK1038438A1 (ja) |
| TW (1) | TW510058B (ja) |
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