JP2010157762A - 窓材を形成する光起電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、窓材ガラスとして用いられるような、十分に透明な光起電デバイスを提供する。
【解決手段】本発明は、基体（３）上に配置されたｐ−ｉ−ｎ型の複数の光電池（２）を含む光起電デバイス（１）に関する。この本発明の光起電デバイス（１）は、単層の形で、互いに平行に配置されており、導電層（７）が、各電池（２）の連続するｎ層（６）とｐ層（５）との間に配置されており、それによって複数の光電池（２）が直列に電気的に接続されている。また本発明は、グレージングとしてのこのような光起電デバイス（１）の使用、このような光起電デバイス（１）の製造方法、透明なこのような光起電デバイス（１）の検査方法、及びこのような検査方法を実施するための設備に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光起電デバイス、窓材としてのこの光起電デバイスの使用、この光起電デバイスの製造方法、この方法を実施するための設備、透明光起電デバイスの検査方法、並びにこの検査方法を実施するための設備に関する。

本発明は、いくつかのｐ−ｉ−ｎ型光電池が基体上に互いに平行に配列され、この電池が電気的に直列に接続されている光起電デバイスに関する。

これは一般に、基体が、建築物の外部窓材のために用いられる色ガラス板である場合に適用され得る。

これらの色ガラス板は、まぶしい光を弱めるため、及び太陽により放射される熱の一部を吸収して空調を行うための経費を低減するために、オフィス用建物、学校、病院及びその他の建物の構築に広範囲に用いられている。

多くの場合、窓用磨き板は建物全体を取り囲んでいる。これらは太陽光線に露出されているので、光起電デバイスを備えていれば、電気エネルギーの大きな供給源を構成し得る。

予備的計算によれば、相対的に低い光起電力効率を有する場合でさえ、建物に必要な電流の、全てでなくても、一部を満たすのに十分な電流を生成することができる。

特許文献１は、各々がｐ−ｉ−ｎ型半導体接合点を含む２、３又はそれ以上の単位光電池が光の伝播方向に沿って直列に積み重ねられるタンデム構造を有する光起電デバイスを記載している。

この型のデバイスにおいては、光起電力作用に関与することなく単位光電池を出る光は、デバイス全体の光起電力効率を改良するように、続く光電池で吸収され得る。

しかし光の伝播方向に沿った光電池の積み重ねは、光起電力効率の増大が光起電デバイスの透明性を犠牲にしてもたらされるという欠点を有する。

従って、十分な透明性を保有する必要がある建物のための窓材に、ガラス基体上に配列されるこれらのデバイスを考慮することは難しい。

更に、一般に利用可能な光起電デバイスは、電圧及び出力に関しては明らかに限定される。

実際、入射光は光電池の種々の層により次々に吸収されるので、最後の電池は、最初の電池より少ない光子を受け取り、従ってその出力は最適ではない。

米国特許第４，２７１，３２８号

従って本発明は、窓材ガラスとして用いられるような、十分に透明な光起電デバイスを提供することにより、これらの欠点を解決する。

更に本発明のデバイスの流出電圧及び光起電力効率は、従来技術のものと比較して改良される。

この効果のために、第１の特徴によれば、本発明は、基体上に配列される複数のｐ−ｉ−ｎ型光電池を含む光起電デバイスであって、この電池が単層状に配列され、互いに平行であり、且つこの電池を直列に電気的に接続するようにして、導電層が、連続する電池のｎタイプ層とｐタイプ層との間に配置されているデバイスに関する。

１つの態様では、本発明の光起電デバイスは光線を通過させる。

第２の特徴によれば、本発明は、建物のための窓材としてのこのデバイスの使用に関し、ここでは基体が窓材により形成される。

１つの態様では、光電池は、窓材１平方メートル当たりで発生する電力の量を増大するようにして、窓材のほぼ全表面を覆う。

第３の特徴によれば、本発明は、このデバイスの製造方法であって、種々の層を化学的気相堆積法で堆積させる方法に関する。

この方法の１つの態様によれば、基体の調製後に、下記のマスクを使用して種々の層を配置する：
−導電層に対応する開口部を有する第１のマスク、
−ｎタイプ層に対応する開口部を有する第２のマスク、
−ｐタイプ層に対応する開口部を有する第３のマスク、
−ｉタイプ層に対応する開口部を有する第４のマスク

これらのマスクは、対応する層を堆積させるようにして、ガラスプレート上に配置する。

１つの態様では、第１、第２、第３及び第４のマスクを、引き続いて用いる。

第４の特徴によれば、本発明は、この方法を実施するための設備であって、基体が配置される作業スペース、作業スペースを囲んでいるチャンバー、加熱手段、作業スペースの分離手段、及び冷却チャンバーを有する設備に関する。

第５の特徴によれば、本発明は、このような透明デバイスを光学的に検査するための方法であって、デバイスの像を、検査のための所望の幅を含む特定のラインの１又は複数個のセグメントに沿う一連の細いストリップについて観察する方法に関する。ここでは、デバイスの像は、読取りラインのこのセグメントを含む細い１つの領域でのみデバイスを照明することによって、透過様式で近くのスクリーン上に投射される。ここでこのスクリーンは、像を再拡散する。

第６の特徴によれば、本発明は、この検査方法を実施するための検査設備であって、デバイスのための下記の表示素子を更に有するものに関する：
○検査されるデバイスを検査設備に配置するとき又は取り出すときの移動経路を妨げないようにして合理的にできるだけ近くに、デバイスと向かい合って配置されている、半透明拡散スクリーン、
○スクリーンの後面からスクリーンを撮るようにされている線状（リニア）カメラ受光部、
○好ましくは透過する広げられた薄いビームを作ることによって、検査のための選択されたセグメント（単数又は複数）を含む細い領域をスクリーン上に十分に均質に照らすようにして、デバイスの反対側に配置されている固定発光部。

本発明のその他の目的及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の説明を読めば明らかになる。

図１は、ガラス基体上に互いに平行に配列されたいくつかの単位光電池を含む光起電デバイスを部分的に示す後透視図である。 図２は、図１の光起電デバイスを示す部分的切り取り図である。

《光起電デバイス》
図面では、光起電デバイス１が示されている。この光起電デバイスは、第１のガラスプレートで形成されている基体３上に互いに平行に配列されたいくつかの単位光電池２を有する。

各光電池２は、ｐ−ｉ−ｎ型半導体接合点を有する。ここで、ｉ型光学的活性層４は、ｐ型半導体層５とｎ型半導体層６とにより挟まれている。

本発明の理解を改善するために、ｉ型層は拡大されて別図に示されている。但し、ｉ型層は、ｐ型層５とｎ型層６との間に配置されているものとして見ることが必要である。

このデバイス１は入射太陽光線を受けると、電子光キャリア及び正孔がｉ型光学的活性層４内で作られる。

ｐ型層５とｎ型層６と間に存在する電場の作用下で、電子はｎ型層６に向かって動き、一方で正孔はｐ型層５に向かって動く。

従ってこの光電池２においては、ドーピング不純物がほとんど存在せず、且つ電気エネルギーの生成に実際に関与する１つの光学的活性ｉ型層４だけでなく、ｎ及びｐ型不純物によりドーピングされている層６，５を有し、それによって電気的接合領域を作ることが必要である。

ｎ型層６及びｐ型層５と接触して配置された導電体７によって回路が閉じられる場合には、外部回路において電流の循環が存在する（図示されていない）。

従って光起電デバイス１は、太陽により放射される光エネルギーを電気に変換することができ、そしてこの変換の出力は一定の光流に対して得られる電流の量に対応する。

光電池２の層であるｐ型層５、ｉ型層４及びｎ型層６は、各々の電池２の光起電力作用が入射光により起こるようにして、単層状に基体３上に互いに平行に配列される。

各光電池２の光学的活性ｉ型層４が、電池２の別の層又はデバイス１の別の電池２により一部が吸収されていない入射太陽光線を受けるので、この配列は光起電力効率を増大し得る。

従って、デバイス１の各光電池２のｉ型層４により生成される光キャリアの数は最適であるので、デバイス１の総光起電力効率は増大される。

更に、光学的活性ｉ型層４の禁止光学ストリップの幅を調整することにより、光起電力効率を更に増大し得るようにして、その感光性によるピーク波長をシフトすることができる。

更にこの態様によれば、建物のための窓材として用いるのに十分に透明な、光起電デバイス１を得ることができる。

この効果のために、そして多数の試験後に、本出願人は、ｉ型層としてのガリウム、及びガリウムヒ素で形成されるｐ層５とｎ層６とのホモ接合点を有する光電池２が、総光起電力効率及び出力電圧に関して良好な結果を示すということを発見した。

例えばガリウムヒ素のｐドーピングは、約１０原子％の炭素を導入することにより具体化され、そしてｎドーピングは、約１０原子％の窒素を導入することにより具体化され得る。

これらの種々の型のドーピングはすでに知られているので、この記載に関してはさらなる詳細は示さない。

それらの優れた電子的特徴のほかに、用いられる物質は、薄層で堆積させる場合、窓材として用いられ得る十分な透明性を示す。

この効果のために、ｐ型層５、ｉ型層４及びｎ型層６は、約２５Åであり得る。

特に非晶質ケイ素を用いる光起電デバイスと比較して、デバイス１の光起電力効率は、それが強い光線を長期間受けた場合には有意に小さくない。この特徴は、光子の作用下でのガリウムのわずかな老化によって得られる。

図に示した実施態様では、光電池２は、基体３上の薄層中の各々の電池間に配置される導電体７によって、電気的に直列に接続される。

１つの態様では、導電体７は、ｐ型層、ｉ型層及びｎ型層とほぼ同じ厚さを有する銅の層で形成される。ここで、この層は、２つの連続する電池２のｐ型層５及びｎ型層６とそれぞれ接触している。

更に光起電デバイス１は、発生した電流を収集するために、外部回路との接続手段８を有する。接続手段８は、例えばエッチングにより、基体３上に配置され、またデバイス１の両端の電池２の導電体７と接触している。

図に示されている態様では、第１のガラス板と同一の第２のガラス板９が、デバイス１上に配置され、それらを保護するようにして光電池２と接触している。

デバイス１が機能している間、入射光（図２の矢印参照）は、第２のガラスプレート９を経て、全ての単位電池２のｉ型層４に伝播され、それによって光キャリアを作る。この光キャリアは、電気的接合場の作用下で、直列に接続された一連の電池２において電流を生じる。この電流は、接続手段８により外部回路に回収される。また、光は、デバイス１を通って伝播され（図２の矢印参照）、これが基体３を経て建物の内側に向かう。従ってデバイス１は、窓材としても用いられている。

窓材としてのその用途の一部として、デバイス１の別の利点は、電気エネルギー生産とは別に、それがペルティエ効果により熱エネルギーを吸収し、従ってそれが設備される建物の空調経費を低減することである。

《光起電デバイスの製造方法》
以下に、本発明の光起電デバイス１の製造方法を説明する。

この方法によれば、電池２は、完成デバイス１がすぐに取り付けられるように、それらの電気回路７と同時に具体化される。

光電池２及び導電体７は、直接的に第１のガラス板３上に気相化学堆積（ＣＶＤ）により適用される薄いコーティングの形態で具体化される。

その優れた表面状態及びその他の特性のために、ガラスは、薄いコーティングを適用するための最良の基体を構成する。それは非導電体であり、腐蝕及び悪天候条件に耐え、その低膨張率は、その表面に結合されたコーティングの破壊の危険性を低減し、且つそれが加熱された場合には、ガラスの融点は、光電池２を構成する他の活性物質の融点に対応する。

しかしながら、ガラス中のナトリウムイオンが光電池２に移動し、これを汚染することを防止するためには、例えば電池２を形成する種々の層の堆積前に酸化アルミニウムを用いて、ガラスの表面を不動態化することが望ましい。

本発明は特に窓材の分野に適用可能であるが、電池２はガラス以外の基体３、例えば他の用途に用いられる特殊な基体としての、研磨された金属又はガラス繊維で形成された基体に堆積させることができる。

特に、研磨された金属上に光電池２を堆積することにより、申し分ない結果が得られている。

金属物質又は半導体の気相化学堆積はすでに知られており、従って本明細書ではその原理は詳述しない。

特定の且つ簡単な実施方法は、プラズマ噴霧法、例えば水素非含有雰囲気での、電池３及び導電体７を構成する物質の高周波加熱である。

本方法の実施中、マスクを使用する。これは所望の位置（単数又は複数）に気体化合物を堆積させるようにして基体３上に配置し、そして堆積後に基体から分離する。

マスクは半永久的に用いる金属、炭素又はプラスチック製のものであるか、あるいは含浸紙又はプラスチックで作られる使い捨て可能なものである。

使用後に廃棄されるマスクの使用が示唆されるのは、層を堆積させると物質がマスクの開口部周囲に沿って集積し、それによって反復使用したときには開口部の形状が変化することによる。従って恒久的に用いるマスクは、各使用後に清浄化する必要がある。

使い捨て式マスクは、各適用に関して清浄であるという利点を有する。

用いられるマスクのタイプとは関係なく、マスクは、堆積の各段階の前に基体３上に固定する必要がある。この固定は、自動又は手動で行うことができる。

半永久的に用いるマスクは、堆積する物質が付着しないか又はわずかに付着するだけである限り、炭素又はグラファイトを含浸させたプラスチック又は金属材料で製造され得る。

使用後に廃棄されるマスクは紙で作ることができる。ここでは巻かれているこの紙に、切断又は貫通によって開口部を形成し、この紙を連続的に解く。あるいは個々のシートに、切断又は貫通によって開口部を形成し、この紙を基体の寸法に切断する。例えばこれらのマスクは、堆積を実行するために基体３と一時的に結合し得るように、感圧性接着剤で被覆され得る。この場合、接着剤は、基体３の損害を伴わずに結合を可能にする数及び配置で配列され得る。

更に、結合段階及びその後の基体３からのマスクの分離段階においては、光起電デバイス１の性能に悪影響を及ぼす基体３の任意の汚染又は引っ掻きを回避することが不可欠である。

使い捨てマスクは、種々の層の適用の間に生成物の検査を可能にするという利点を有し、異なるマスクが、各層の堆積のために用いられる。

しかしながら層の堆積中又はその後に基体が加熱される必要がある場合には、温度の作用下で有害でないか又は歪ができないマスクを形成する物質の選択がなされる必要がある。

光起電デバイス１の製造方法の第１段階は、基体３としてのガラス板の調製である。

この段階中、ガラスプレートは所望のサイズに切断され、縁はトリミングされ、そして清浄化後に、電池２を受け取るために少なくとも表面が、例えば酸化アルミニウムを用いて不動態にされる。

次に、光起電デバイス１の種々の層を、以下の様々なマスクを使用して堆積させる：
○導電体７の層に対応する開口部を有する第１のマスク。このマスクをガラス板上に配置し、そして銅を気相化学堆積により、例えば約２５Åの厚みで堆積させる。
○ｎ型層６に対応する開口部を有する第２のマスク。このマスクをガラス板上に配列し、そしてｎ型ガリウムヒ素を気相化学堆積により、例えば約２５Åの厚みで堆積させる。
○ｐ型層５に対応する開口部を有する第３のマスク。このマスクをガラス板上に配置し、ｐ型ガリウムヒ素を気相化学堆積により、例えば約２５Åの厚みで堆積させる。
○ｉ型層４に対応する開口部を有する第４のマスク。このマスクをガラス板上に配置し、ガリウムを気相化学堆積により、例えば約２５Åの厚みで堆積させる。

光起電デバイス１が得られた後で、接続手段８を配置し、次に第２のガラス板９を配置することによって、建物に容易に取り付けることができる窓材ガラスを形成する光起電デバイス１が得られる。

光起電デバイス１の生成方法を実施するための設備の説明を以下に示す。

この種類の設備は典型的に、基体３が配置される作業スペース、作業スペースを取り囲むチャンバー、加熱手段、作業スペースの断熱手段、及び冷却チャンバーを有する。

作業スペースからチャンバーの壁への熱の伝達は、基本的には熱伝導、対流及び放射により起こる。

真空下での配置中、熱の伝達は放射及び固体構成成分の熱伝導によって起こるだけであり、圧力が増大すると、熱の伝達はチャンバーの壁に向かって増大する。

好ましくない影響、例えば設備の寿命及び信頼度を限定する作用を有するチャンバー壁の過大温度、又はエネルギーの過剰消費、又は作業スペースの温度の不適当な均等性は、この熱伝達が制御されないか又は低減されない場合にもたらされると考えられる。

これらの設備は、ドイツ国特許３０，１４，６９１号及び米国特許第４，３９８，７０２号明細書に記載されている。上記の欠点を軽減するために、これらの明細書に記載された特徴のほかに、本発明は、以下のことを明らかにする：
（１）チャンバーの壁の前面に、追加の断熱手段を配置する必要があること、
（２）シート及び／又は金属板を用いて、チャンバー壁の断熱手段を具体化すること、
（３）作業スペースの断熱手段が、側面壁、上部覆い壁及び前面壁上に配置される気体に対して不透性の硬質フェルト板により構成されるか、又は上縁及び接合部が、炭素繊維により強化されたグラファイト角形部分で覆われ、それによって気体の通過に関して不透性が得られ、一方で下部縁はこの気体の排気を可能にするために開放されていること、
（４）角形部分を、ラビリンス型不透性を確立するようにして、硬質フェルト板の間に交互に反復的に配置すること、
（５）作業スペース及び／又は接合表面の断熱手段の前縁を、炭素繊維により強化されたグラファイト部分中に固定すること、
（６）仕切りを、作業スペースの断熱手段とチャンバー壁の断熱手段との間に、対流防止バリアとして配置すること、
（７）仕切りを、シート及び／又はスチール板の形の金属材料から作ること、
（８）水による付加的冷却手段を、チャンバー壁の断熱手段とチャンバー壁との間に配置すること、
（９）水による付加的冷却手段を、フランジ及びカバーに近いチャンバーの上半分に配置すること。

上記の（１）及び（２）の特徴は、チャンバー内壁のレベルでの温度の急激な低下を生じ、それによってその位置で低温を維持できるようにするという作用を有する。

上記の（３）及び（４）の特徴に関しては、断熱は特に重要な位置で改良される。例えば作業スペースが、２つの壁の間の接合点で多角形部分を有する場合である。実際、これらの接合点は、残留間隔を示し、これは従来技術の設備においては、時間と共に増大し、従って断熱欠陥の原因であり得る。

この好ましくない効果は、その間隔を被覆することにより回避される。しかしながらその場合、ある種の困難が出現する。実際、造形の観点から、金属シートは角及び縁を被覆するのに適しているが、作業スペースの断熱材料はグラファイトフェルトにより構成されるので、細い接触部分での被覆は、化学反応、及び熱膨張の間の機械的応力をもたらし、これが設備の効率に悪影響を及ぼす。

これらの困難は、覆いのために、作業スペースの断熱手段を構成するものと同じ材料、即ちグラファイトを用いると克服され得る。しかしながら慣用的グラファイト材料は、それらの過剰な脆性のために、角及び縁の接合部の密封を具体化するのに適していないので、除外される。

それにもかかわらず、炭素繊維により強化され、任意の選択された部分に沿わせることができるグラファイト物質は、利用可能である。角及び縁の残留間隔を覆うためのこの材料により構成される角形部分の使用は、この問題に対する考え得る最良の解決である。

更に、これらの要素が、作業スペースの種々の断熱層の間に複数の複製１の形で配列される場合、ラビリンス型封止が得られ、従って作業スペースの断熱手段の付加的改良が得られる。

同様に重要な位置は、作業スペースの断熱手段の前縁に見出され、ここでは、頻繁な開閉のために、断熱のために用いられる表面が過剰磨耗に曝される。上記の（５）で示された配置はこの問題を解決して、信頼でき且つ有効な断熱を生じ得る。

上記の（６）及び（７）に示した仕切りは対流を防止し、従ってチャンバーの壁に向けての、あるいはチャンバーの壁の断熱手段に向けての作業スペースからの熱の伝達を低減する。

チャンバーカバーの側面の付加的冷却手段は、上記の（８）及び（９）で記載されている。この冷却は、フランジ及びカバーがある壁がかなり厚いためにチャンバーの通常冷却が不適切であるので、必要である。

作用中及び平衡状態中は、第１に、加熱手段によりもたらされる熱量のために、そして第２に、伝導、放射及び／又は熱対流によりチャンバーの壁に向かって作業スペースから設備の外側に排出される熱量のために、一定温度が作業スペースに存在する。

上記の（１）及び（２）の特徴により、チャンバーの壁の前面における対流の低減が得られ、そしてその結果、温度勾配が大きくなり、それによってチャンバーの壁の前面の温度が低下する。

上記の（３）及び（５）の特徴により、対流によって作業スペースからチャンバーの他の容積に伝達される熱量は低減される。

上記の（６）及び（７）の特徴により、対流により伝達される熱量が低減される。

上記の（８）及び（９）の特徴は、熱排出の改良により、フランジ及びカバーが取り付けられるチャンバーの温度を低下させる作用を有する。

《透明光起電デバイスの光学的検査方法》
透明光起電デバイス１の光学的検査方法を以下に記載する。

「透明」という用語は、光がデバイス１を透過して、背後に位置する対象物を十分な鮮明さで見せるデバイスに関する。

半透明体を検査するための最も古い技法は、光源の前方において手でそれらを回転させ、それによってそれらを透過様式で観察して検査することからなる。ここで、この光源は好ましくは、強く照らされている白色のバックグラウンドにより構成される。

現代の検査方法は、物体により再伝達される適切な光源からのシグナルの変動を段階毎に電子的に分析することからなる。それらは、少なくとも部分的軸系を有する物品、特にガラスから作られた物品、例えば壜、コップ、あるいはプラスチック製のものを検査するために用いられる。

表面の相対的に広い領域の読取りに関しては、これは、軸と平衡の連続巻き出し平面中の壁の連続ストリップを厳密に分析することによって、カラム毎に実行される。

次に、各欠陥の位置、程度及び特に強度を可視化するようにして、すべての種類の判定基準に従って合成が実行される。しかしながら、概して選択される分析又は合成方法は、直接的に観察方式によらない。この場合、それらは当該方法の対象外であり、以下に記載されない。

最も精密な方法は、固定台上で、又は場合によってはトラッキングデバイスの助けを借りて操作される。また照明に関しては、一般に細いブラシ、例えば同期準厳密レーザーブラシを用いて物品の高さを走査し、一方でそれを全回転により回転させる。

簡素化は、モジュール化されていてもよい永久光源の前方にデバイス１を配置することによって、検査される全領域を照明することからなる。ここでこの光源は、集束源であるか又は光バックグラウンドを有するものかに関わらない。１回回転又は通過させるだけの回転で、しかしいくつかの付加的角度で、また本質的である場合には単一角度で操作できる。これによれば、比較的簡潔であるが、比較的迅速で且つ多くの場合に十分な分析が得られる。

中空物に関しては、そのとき観察される像が、いくつかの様式で、スクリーンに近い壁のラインの影を形成するようにして、光はその物と１回交差するだけである。しかしながらより一般的には、そのときの像が最も遠い壁のいくつかの欠陥を反映するようにして、光を２回交差させる。

本発明の方法は、上記の方法から導かれ、確認されるデバイスの精密な分析を可能にする。この方法は、所望の試験幅を含む１又は複数のセグメントに沿った一連の狭ストリップについて、読取りラインのこのセグメントを含む細い領域でのみデバイス１を照らすことによって近くのスクリーン上に透過によって投影され、再拡散されるデバイス１の像を観察することからなる。

概して、特にデバイス１を回転するために、経線又は一連の母線に沿って、回転を実行するのが好ましい。

説明は主にこの種の検査に言及するが、しかし特定の場合には、これは、素速く移動させ、通過するときに行うことができる。

検査領域の種々のセグメントを照らすために、少なくとも横断方向に、小開口を有する指向性光線を用いるのが好ましい。最後に、スクリーン上に形成される像はほぼ必然的に、スクリーンの「後」面、すなわちデバイス１に面していない面で、つまりスクリーンを透して観察される。

検査台上のデバイス１の慣用的な部品とは別に、光検査方法を実行するための設備は、固定台又は適切な場合には、トラッキングマウント上に、以下のものを有する：
○デバイス１を配置及び取り出すときにその経路を特に妨げないようにするのに合理的にできるだけ近くで、デバイス１の位置の反対側に配置されている、半透明拡散スクリーン、
○スクリーンを後面から撮る、リニアカメラ受光部、
○好ましくは透過様式で操作される薄いビームを広げることによって、選択された検査セグメント（１又は複数）を含む細い領域をスクリーン上で十分に均質に照明するようにして、デバイス１の位置の向こう側に配置されている固定光源。

全体的又は部分的軸対称を有するデバイス１、例えばほとんどの窓材ガラスに関しては、提示並びに主に回転素子は、通常、参照水平プレートと連携する。またデバイスの光学素子はすべて、経線に原則的に十分に近い検査ラインを照準とするデバイスの交差経路に垂直な台の所定対称面に沿って配置される。最新機械はプレート又は垂直軸バレルコンベアを用いるので、この平面は、機械の軸を貫く垂直平面である。しかしながら斜めに、また必要な場合には、少なくとも１つの壁を通る軸上で、場合によっては傾斜している後者に近接している別個の平面で、操作することができる。

実際問題として、慣用的なレンズと単一ダイオードリニア（ライン）バーにより構成される感光性素子とを組合せるカメラを有する受信機は、所望の精度で、検査される領域全体によって供給される像を観察するのに適している。

有利には、所望の距離にこれを配置し、横方向の過剰な密集を生じることなく、検査される全高さを網羅できるように、リターンミラーを配向させて具備させる。光ファイバー光ガイドを用いることもできる。

スクリーンは、その前面の乳白又はガラスシートで形成される細い半透明の平らな小プレートのみで構成され得る。但し、必要な場合には、それは、対象となる経路に沿った基本的プリズム位置に従って配向される面の並置も含むことができる。あるいは、それは湾曲面を有し、即ち、対称の平面に対して垂直の軸を有する筒の横断面又は少なくとも非常に斜めでない断面を有する。従って、スクリーンは、例えば１〜３ｃｍの間隔で、デバイス１の後ろにある。この距離は、しかしながら、構築に関して、あるいは照明又は絞り角又は視野深度に関して、困難をもたらす過剰な巻きが存在することなく、一定のままである。

スクリーンが薄いほど、分析の精度及び感度は良好である。

発光部に関しては、細い光線を生じる窓により隔てられる単一集束光源で十分である。

しかしながら、デバイス１の対称軸又は少なくともその近くを通過することにより選択された検査セグメントを照明するために、フラット光線により基本的に隔てられる細い光線を発光する線状又は点光源を有する光学系を用いるプロジェクターを使用することもできる。スクリーンが受光部に向けて均一な光流を十分に均一な光流束で再伝達するためには、複数のプロジェクターを連携させ、均一な輻射領域を生じるために、又は角度ギャップの影響を補正するために、一連の輻射領域の考え得る範囲で、調整可能な強度下で、それぞれの領域を各々照明する。この発光部は、リターン光学系を装備することもできる。

このように、利点を獲得するために、例えばより大きいスペースを得るために、構成要素の位置は、主要部分に関してこの対称から間隔を配置され得る。受光部及び発光部を調整し、近いがしかし異なる平均照明及び観察平面（これらはともに基本的に、検査位置デバイス１の軸と平衡又はわずかに傾いている）でスクリーン上に焦点を結ぶ。

透明デバイス１の光学的な検査方法を実施するための設備の第１及び第２の実施態様について、以下に記載する。

デバイス１を慣用的機械の上に取り付け、水平プレート上に静置すると、その軸は垂直になる。それは、外部計数器−ローラーを検査台で回転させ得るローラーを保有する星形ホイールにより駆動される。これは、便宜のために選定される配列に関するので、詳細には記載しない。

第１の実施態様では、スクリーンは、乳白色プラスチック製の細い円筒湾曲半透明の薄いプレートで形成され、検査位置でデバイス１の主発光ライン又は外部経線に沿う対称平面を横断して配置され、その湾曲の直後にそれ以上の湾曲を伴わない。

受光部は、そのレンズがプレ増幅器に連結された感光性ダイオードリニアバーの前方に配置されているカメラを有する。このユニットは、スクリーンの後面に面するようにするときに、水平空間要件を低減し、スクリーン上に焦点を結ぶためにレンズを垂直に配向させ得るリターンミラーを保有する箱の内側に位置する。

発光部は、反射器を装備する単一のランプで形成され、参照プレートの下で機械の内側に向けて配置される。ここでリニア窓は、光を薄くし、中央面をまたぐスクリーン上で、検査するセグメントを含む明るい領域を作る。

デバイス１の存在下では、単一壁は、デバイスの任意の考え得る欠陥が照明の局所的変動により発現されるように、交差される。デバイスにより検出されるこれらの局所的変動は、これらの欠陥を示し、適切な場合には、適切な時間遅延デバイスがデバイス１を除去することを可能にする。

第２の態様では、半透明スクリーンは、デバイス１に向けて配向され、対応する主要発光ラインに十分に近く通過するその前面が磨かれていない平坦なガラス板で形成される。

受光部及び発光部は、従って、デバイス１の経路上に並置される。

受光部は、第１の実施態様と同様に、極めてわずかに斜めの横方向配列で垂直から約４０°傾いた反射鏡に向けて上から下に向けられたカメラを有するが、これにより、ダイオードバーを適切に配向することにより、最も近い発光ラインに沿ってスクリーン上に焦点を結ぶことができる。発光部は、わずかに下向きでスクリーンを照明する光線を曲げるために、反射鏡に向けて上から下に向けられ、中心からわずかに動かされて、垂直から約４０°傾いたプロジェクターを含む。

受光部の場合と同様に、この配列は、いかなる過剰空間も取らずに、十分な距離にプロジェクターを動かし得る。

光線を通過させるためにプレートにスロットが作られる。

慣用的構造を有するプロジェクターは、ランプ、並びに一般に短い距離でそのフィラメントの像を形成し、光がレンズによってピックアップされるようにして、凹面鏡と連携した２つのレンズで形成されるキャパシターを有する。

光源は点でないので、鏡は、その形状にもかかわらず、プロジェクターから発光された光を不完全に平坦光線に絞る。従って、１５ｍｍで０．７ｍｍのスロットを有し、像の近くに配置されている視野絞りでレンズを調整し、但しわずかに焦点をずらし、それによって検査されるデバイス１の非存在下でのスクリーンの領域で、細い矩形像が１５〜２０倍大きくあるいは実際には最終的に均質照度で形成されるようにする。

Claims (37)

1. 基体（３）上に配置されたｐ−ｉ−ｎ型の複数の光電池（２）を含む光起電デバイス（１）であって、前記電池（２）が互いに平行で単層状に配置されていること、及び前記電池（２）を直列で電気的に接続するようにして、導線（７）の１つの層が、各電池（２）の連続するｎ層（６）とｐ層（５）との間に配置されていることを特徴とする、光起電デバイス（１）。
2. 前記ｎ層（６）が、ｎドープされたガリウムヒ素で形成され、前記ｐ層（５）がｐドープされたガリウムヒ素で形成され、前記層ｉ（４）がガリウムで形成され、且つ前記導線の層（７）が銅で形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記種々の層（４、５、６、７）の厚みがほぼ同一であることを特徴とする、請求項２に記載のデバイス。
4. 第１の前記基体（３）上に配置されており、且つ光電池（２）と接触してそれらを保護する第２の基体（９）を更に有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のデバイス。
5. 前記デバイス（１）を外部回路と接続するための手段（８）が、前記基体（３）上に配置され、且つ前記デバイス（１）の２つの両端の光電池（２）の導線の層（７）とそれぞれ接触されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のデバイス。
6. 前記基体（３）がガラスプレートで形成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
7. 光放射線を通過させることを特徴とする、請求項６に記載のデバイス。
8. 前記基体（３）がグレージングにより形成されている請求項７に記載のデバイス（１）の、建物のためのグレージングとしての使用。
9. 前記光電池（２）が前記グレージング（３）の表面のほぼ全体を覆っていることを特徴とする、請求項８に記載の使用。
10. 種々の前記層（４、５、６、７）を気相化学堆積技術により堆積させる、請求項１〜７のいずれかに記載のデバイス（１）の製造方法。
11. 前記基体（３）の調製後に、
    前記導線層（７）に対応する開口部を有する第１のマスク、
    前記ｎ型層（６）に対応する開口部を有する第２のマスク、
    前記ｐ型層（５）に対応する開口部を有する第３のマスク、
    前記ｉ型層（４）に対応する開口部を有する第４のマスク、
    を用い、前記マスクを基体（３）上に配置して、種々の前記層（４、５、６、７）を堆積させることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１、第２、第３及び第４のマスクを引き続いて用いることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 前記マスクが恒久的に用いられるマスクであることを特徴とする、請求項１１又は１２記載の方法。
14. 前記マスクが使い捨て用マスクであることを特徴とする、請求項１１又は１２記載の方法。
15. 種々の前記層（４、５、６、７）の堆積後に、接続手段（８）を基体（３）上に配置することを特徴とする、請求項１０〜１４のいずれかに記載の方法。
16. 前記光電池（２）上にガラスプレート（９）を重ねるための最終段階を含むことを特徴とする、請求項１０〜１５のいずれかに記載の方法。
17. 請求項１０〜１６のいずれかに記載の方法を実施するための設備であって、前記基体（３）が配置される作業スペース、この作業スペースを囲んでいるチャンバー、加熱手段、前記作業スペースの断熱手段及び冷却チャンバーを有する、設備。
18. 前記チャンバーの壁の前に配置されている付加的断熱手段を更に有することを特徴とする、請求項１７に記載の設備。
19. 前記チャンバーの壁の断熱手段が、シート及び／又はスチールプレートを有することを特徴とする、請求項１８に記載の設備。
20. 前記作業スペースの断熱手段が、気体に対して不透性のグラファイトシートを有する硬質フェルトプレートにより構成され、且つ側面壁、上部覆い壁及び前面壁に配置されていること、並びに前記上縁及び接合部が、炭素繊維により強化されたグラファイト角形部分で覆われていることを特徴とする、請求項１７〜１９のいずれかに記載の設備。
21. 前記角形部分が、ラビリンス型不透性部分を提供するようにして、硬質フェルトプレート間に交互に反復的に取り付けられていることを特徴とする、請求項２０に記載の設備。
22. 前記作業スペース及び／又は接合表面の断熱手段の前縁が、炭素繊維により強化されたグラファイト部分中に固定されていることを特徴とする、請求項１７〜２１のいずれかに記載の設備。
23. 前記作業スペースの断熱手段とチャンバー壁の断熱手段との間に、仕切りが対流防止バリアとして装備されていることを特徴とする、請求項１７〜２２のいずれかに記載の設備。
24. 前記仕切りが、シート及び／又はスチールプレートの形態の金属から作られていることを特徴とする、請求項２３に記載の設備。
25. 前記チャンバーの壁の断熱手段とチャンバー壁との間に、水による付加的冷却が提供されていることを特徴とする、請求項１７〜２４のいずれかに記載の設備。
26. 前記フランジ及びカバーの領域のチャンバーの上半分に、付加的水冷却手段が提供されていることを特徴とする、請求項２５に記載の設備。
27. 請求項１〜７のいずれかに記載の透明デバイス（１）を光学的に検査するための方法であって、所望の検査の幅を含む所定のラインの１又は複数のセグメントに沿う一連の細いストリップについて、この読み取りラインのセグメントを含む細い領域でのみデバイス（１）を照射することによる透過によって近くのスクリーンに投影され、再拡散されるデバイス（１）の画像を観察する、検査方法。
28. 請求項２７に記載の検査方法を実施するための設備であって、デバイス（１）のための下記の表示要素を更に有することを特徴とする設備：
    合理的にできるだけ近くでデバイス（１）と向かい合わせて配置されている、半透明拡散スクリーン、
    後面からスクリーンを撮るリニアカメラを装備している、受光部、及び
    選択された検査セグメント（１又は複数）を含む細い領域をスクリーン上で十分に均質に照らすようにして、デバイス（１）の上方に配置されている、固定発光部。
29. 前記受光部が更に、カメラとは別に、ダイオードリニアバーにより構成される感光性素子を有することを特徴とする、請求項２８に記載の設備。
30. 前記受光部が、反射鏡を有することを特徴とする、請求項２９に記載の設備。
31. 前記受光部が、光ファイバー光ガイドを有する、請求項２９に記載の設備。
32. スクリーンが、乳白ガラス又は曇りガラスから作られるシートで形成されていることを特徴とする、請求項２８〜３１のいずれかに記載の設備。
33. 前記スクリーンが、対象となる経路に沿ったプリズム配列に従って配向される面の並置を含むことを特徴とする、請求項３２に記載の設備。
34. 前記スクリーンが、湾曲面を有することを特徴とする、請求項３２に記載の設備。
35. 前記発光部が、絞りによって集中され絞られる光の光源で形成されていることを特徴とする、請求項２８〜３４のいずれかに記載の設備。
36. 前記発光部が、線状又は点状光源を有する光学系を用いる少なくとも１つのプロジェクターで形成されていることを特徴とする、請求項２８〜３４のいずれかに記載の設備。
37. 前記発光部が、調整可能な強度で特定のセクションを各々照明する複数のプロジェクターを有することを特徴とする、請求項３６に記載の設備。

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