JP2011503875A - 干渉型マスクを備えた光起電力デバイス - Google Patents

Abstract

光起電力デバイス９００の前面電極９１０，９１１を覆う干渉型マスク３００が開示される。このような干渉型マスク３００が、入射光の電極９１０，９１１からの反射を低減しうる。様々な実施形態において、前面電極９０１，９１１パターンが、可視光起電力活性材料の隣接する領域と同じ色に見えるように、このマスクが、反射を低減する。

Description

本発明は、一般的に、例えば、光起電力セルなどの、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電子変換器の分野に関する。

一世紀以上にわたり、石炭、石油、および天然ガスなどの化石燃料は、米国における主要なエネルギー源を提供してきた。代替エネルギー源のニーズは増大の一途を辿っている。化石燃料は、急激に枯渇しつつある再生不能のエネルギー源である。インドおよび中国などの発展途上国の大規模工業化は、利用可能な化石燃料に対するかなりの負担となっている。それに加えて、地政学的な問題が、そのような燃料の供給にすぐさま影響を及ぼしうる。地球温暖化も、近年、大きな問題になっている。地球温暖化には多数の要因が絡んでいると考えられるが、化石燃料の広範な使用が地球温暖化の主要原因であると推定されている。そこで、環境的にも安全である再生可能かつ経済的に実行可能なエネルギー源を見つけることが急務となっている。太陽エネルギーは、熱および電気などの他のエネルギー形態に変換できる環境的に安全な再生可能エネルギー源である。

光起電力（ＰＶ）セルは、光エネルギーを電気エネルギーに変換するので、太陽エネルギーを電力に変換するために使用できる。光起電力ソーラーセルは、非常に薄くすることができ、モジュールとして形成することができる。ＰＶセルのサイズは、数ミリメートルから数十センチメートルまでの範囲とすることができる。１つのＰＶセルから得られる個別の電気出力は、数ミリワットから数ワットまでの範囲としうる。数個のＰＶセルを電気的に接続して、アレイ状にパッケージングすることで、十分な量の電気を生成しうる。ＰＶセルは、動力を衛星および他の宇宙船に供給すること、電気を住宅および商業用建物に供給すること、および自動車のバッテリーを充電することなど、さまざまな用途に使用することができる。

ＰＶデバイスは、炭化水素燃料への依存を減らす可能性があるが、ＰＶデバイスの広範な使用が、非効率性及び美的な懸念によって妨げられている。従って、これらの点のいずれかの改善することで、ＰＶデバイスの使用を増加させることが出来る。

本発明のある実施形態は、観察者に対して暗く又は黒く見えるように、セル又はデバイスの一部又は全部を暗くする干渉型マスクを組み込んだ光起電力セル又はデバイスを含む。このような干渉型のマスクされた光起電力デバイスが、さらに均一な色を有し、これらをさらに見て美しくし、この結果、ビル又は建築用途にさらに実用的なものとしうる。様々な実施形態において、一つ以上の光共振キャビティ及び／又は光共振層が、光起電力デバイスに含まれ、特に、光起電力材料の前面又は光入射面上にあり、光起電力デバイスの前面上に存在しうる反射電極をマスクする。光共振キャビティ及び／又は層が、誘電体のような透明非−導電性材料、透明導電性材料、空隙、及びこれらの組み合わせを備えてよい。他の実施形態も可能である。

ある実施形態において、光が入射する前面及び該前面と対向する裏面を画定する光起電力デバイスが記載される。光起電力デバイスが、光起電力活性層及び該光起電力活性層の前面上の導電体を含む。干渉型マスクが、導電体の前面を覆うようにパターン化される。

他の実施形態において、光起電力デバイスが、光起電力材料及び該光起電力材料の前面に導電体を備える。この光起電力デバイスが、さらに、光起電力材料及び導電体の前面に光干渉型キャビティを備える。このキャビティが、光起電力材料の前面に反射表面、該反射表面の前面に光共振キャビティ、及び該光共振キャビティの前面に吸収体を備える。光起電力材料及び金属導電体の部分を備える光起電力デバイスの前面にわたる可視の色が、実質的に均一である。

他の実施形態において、光起電力デバイスが、その入射面への入射光から電流を生成するための手段と、生成された電流を伝導するための手段と、及び光起電力デバイスの入射面から前記伝導するための手段を干渉的にマスクするための手段とを備える。

他の実施形態において、光起電力デバイスの製造方法が提供される。この方法が、光起電力活性層、パターン化前面導電体及び裏面導電体を備えた光起電力発電器を提供するステップを含む。複数の層が、光起電力発電器上に形成される。複数の層の一つ以上が、パターン化前面導電体を覆う干渉型変調器を画定するようにパターン化される。

本願明細書に開示された例示的な実施形態が、説明目的のためのみに用いられる添付した概略図面に図示される。

理論的な光干渉型キャビティを示す略図である。 光干渉型変調器の一つの実施形態をなす複数の層を示す略図である。 吸収層、光共振キャビティ及び反射体を備えた図２と同様な干渉型変調器（“ＩＭＯＤ”）スタックのブロック図である。 光キャビティが、吸収体と反射体層との間のポスト（ｐｏｓｔ）又はピラー（ｐｉｌｌａｒ）によって形成された空隙を含むＩＭＯＤを示す略図である。 光共振キャビティが、“開放”状態に電気機械的に調節されることが可能であるＩＭＯＤの実施形態を示す図である。 光共振キャビティが、“閉鎖”状態に電気機械的に調節されることが可能であるＩＭＯＤの実施形態を示す図である。 法線入射及び反射光に対し黄色を反射するように構成された光キャビティを備えた干渉型光変調器の波長対全反射を示すものである。 法線入射及び反射光に対し可視反射を最小化するように構成された光キャビティを備えた波長対全反射を示すものである。 法線に対し入射角または視野角が約３０度である場合における、図５と同様な干渉型光変調器の波長対全反射を示すものである。 ｐｎ接合を備える光起電力セルを示す略図である。 堆積された薄膜光起電力活性材料を備えた光電セルの概略を示すブロック図である。 前面上に可視反射電極を備えた例示的な太陽電池デバイスを描く概略的な平面図である。 前面上に可視反射電極を備えた例示的な太陽電池デバイスを描く等角断面図である。 ＩＭＯＤマスクが、光起電力デバイス前面電極と共にパターン化された、光起電力デバイスと一体化された干渉型変調器（ＩＭＯＤ）マスクの実施形態を製造するプロセスにおけるステップを図示する概略的な断面図である。 ＩＭＯＤマスクが、光起電力デバイス前面電極と共にパターン化された、光起電力デバイスと一体化された干渉型変調器（ＩＭＯＤ）マスクの実施形態を製造するプロセスにおけるステップを図示する概略的な断面図である。 ＩＭＯＤマスクが、光起電力デバイス前面電極と共にパターン化された、光起電力デバイスと一体化された干渉型変調器（ＩＭＯＤ）マスクの実施形態を製造するプロセスにおけるステップを図示する概略的な断面図である。 ＩＭＯＤマスクが、光起電力デバイス前面電極と共にパターン化された、光起電力デバイスと一体化された干渉型変調器（ＩＭＯＤ）マスクの実施形態を製造するプロセスにおけるステップを図示する概略的な断面図である。 ＩＭＯＤマスクが、光起電力デバイス前面電極と共にパターン化された、光起電力デバイスと一体化された干渉型変調器（ＩＭＯＤ）マスクの実施形態を製造するプロセスにおけるステップを図示する概略的な断面図である。 ＩＭＯＤマスクが、光起電力デバイス前面電極と共にパターン化された、光起電力デバイスと一体化された干渉型変調器（ＩＭＯＤ）マスクの実施形態を製造するプロセスにおけるステップを図示する概略的な断面図である。 ＩＭＯＤマスクが、光起電力デバイス前面電極と共にパターン化された、光起電力デバイスと一体化された干渉型変調器（ＩＭＯＤ）マスクの実施形態を製造するプロセスにおけるステップを図示する概略的な断面図である。 ＩＭＯＤマスク上に保護膜を形成した後の図１０Ｇの光起電力デバイスの概略的な断面図である。 ＩＭＯＤマスク用の光共振キャビティを画定する層がパターン化されないままである、他の実施形態に従う光起電力デバイス上のＩＭＯＤマスクを追加するステップを図示する概略的な断面図である。 ＩＭＯＤマスク用の光共振キャビティを画定する層がパターン化されないままである、他の実施形態に従う光起電力デバイス上のＩＭＯＤマスクを追加するステップを図示する概略的な断面図である。 ＩＭＯＤマスク用の光共振キャビティを画定する層がパターン化されないままである、他の実施形態に従う光起電力デバイス上のＩＭＯＤマスクを追加するステップを図示する概略的な断面図である。 ＩＭＯＤマスク用の光共振キャビティを画定する層がパターン化されないままである、他の実施形態による光起電力デバイス上のＩＭＯＤマスクを追加するステップを図示する概略的な断面図である。 ＩＭＯＤマスクが光起電力デバイス前面電極よりもわずかに広くパターン化された層を備える、他の実施形態による電極を覆うＩＭＯＤマスクを備えた光起電力デバイスの概略的な断面図である。 一体化されたＩＭＯＤマスクを備えた透明基板上の薄膜光起電力デバイスを製造するプロセスにおけるステップを図示する概略的な断面図である。 一体化されたＩＭＯＤマスクを備えた透明基板上の薄膜光起電力デバイスを製造するプロセスにおけるステップを図示する概略的な断面図である。 一体化されたＩＭＯＤマスクを備えた透明基板上の薄膜光起電力デバイスを製造するプロセスにおけるステップを図示する概略的な断面図である。 一体化されたＩＭＯＤマスクを備えた透明基板上の薄膜光起電力デバイスを製造するプロセスにおけるステップを図示する概略的な断面図である。 一体化されたＩＭＯＤマスクを備えた透明基板上の薄膜光起電力デバイスを製造するプロセスにおけるステップを図示する概略的な断面図である。 ＩＭＯＤマスク用の光共振キャビティを画定する層がパターン化されないままである、透明基板上の薄膜光起電力デバイスと一体化されたＩＭＯＤマスクの他の実施形態の概略的な断面図である。 活性光起電力材料を備えた基板の面と対向する透明基板の前面上において一体化されたＩＭＯＤマスクの他の実施形態の概略的な断面図である。 前面電極上に形成されたＩＭＯＤマスクを備えず、単結晶半導体光起電力デバイスを備えて形成された光起電力デバイスの概略的な断面図である。 前面電極上に形成されたＩＭＯＤマスクを備え、単結晶半導体光起電力デバイスを備えて形成された光起電力デバイスの概略的な断面図である。 一体化されたＩＭＯＤマスクを備えた干渉型改良（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃａｌｌｙ−ｅｎｈａｎｃｅｄ）光起電力デバイスの実施形態の概略的な断面図である。

光エネルギーを電気エネルギー又は電流に変換するための利用可能な表面上の光起電力（ＰＶ）デバイスの広範な採用を妨げる問題は、ＰＶデバイス上の前面導電体又は電極のその望ましくない美的な外観である。一般的な前面電極材料の高反射性は、活性ＰＶ材料自体の暗い外観と対称的であり、さらに、包囲材料とのＰＶデバイスの調和を妨げる。以下において本願明細書に記載された実施形態が、電極を暗くする、隠す又は調和させるように設計された干渉型変調器（ＩＭＯＤ）構造を使用し、ＰＶデバイス用の導電体上のＩＭＯＤマスクを提供する。光干渉の原理により、ＩＭＯＤマスク上への入射光が、電極内においてわずかに可視反射を生じる又は全く可視反射を生じない。干渉型マスキングの効果が、ＩＭＯＤマスクを形成する材料の寸法及び基本的な光特性によって制御される。従って、このマスキングの効果は、一般的な染料又は塗料と比較して、オーバータイムの減衰の影響を受けづらいことである。

本願明細書において、ある好ましい実施形態及び実施例が議論されているが、本発明の主題は、具体的に開示された実施形態を超え、他の代替の実施形態及び／又は本発明及び明らかな改良物及びその同等物の使用にまで広がるものであると理解される。本願明細書に開示された発明の範囲は、特定の開示された実施形態に制限されるべきではないことを意図する。従って、例えば、本願明細書に開示されたいずれの方法又はプロセスにおいて、その方法／プロセスを構成する行為又は操作が、いずれの適当な順序で実施されて良く、特定の開示された順序に必ずしも制限されない。その実施形態の様々な態様及び利点が、必要に応じて記載されている。このような態様又は利点の必ずしも全てが、いずれの特定の実施形態に従って達成されうるものでないと理解される。従って、例えば、様々な実施形態が、本願明細書において教示又は示唆しうるような他の態様又は利点を必ずしも達成することなく、本願明細書において教示するような一つの利点又は利点の群を達成する又は最適化する方法で実行されてよいと認められるべきである。以下の詳細な記載が、本発明のある具体的な実施形態を対象とする。しかしながら、本発明は、多数の異なる方法で具体化されることが可能である。本願明細書に記載された実施形態が、光エネルギーの収集のための光起電力デバイスを含む広範なデバイスにより実現されてよい。

本記載において、全体を通して類似の部分は類似の番号で示される図面が参照される。以下の記載から明らかなように、実施形態は、光起電力活性材料を含む様々なデバイスにより実現されてよい。

図１は、光共振キャビティを図示する。このような光共振キャビティの実施例が、反射色のスペクトルを生成しうるせっけん薄膜（ｓｏａｐ ｆｉｌｍ）である。図１に示されているような光共振キャビティが、２つの表面１０１及び１０２を備える。この２つの表面１０１及び１０２が、同一層の対向表面であってよい。例えば、これら２つの表面１０１および１０２は、ガラス又はプラスチックプレート又はシート、又はガラス、プラスチック又はいずれの他の透明材料の膜上の表面を含みうる。空気または他の媒質が、このプレート、シートまたは膜を囲んでよい。図示された実施例において、光が、部分的に反射し、界面１０１、１０２の各々において部分的に透過する。

光共振キャビティの前表面１０１に入射した光線１０３は、光路１０４で示されるように部分的に反射され、光路１０５にそって前表面１０１を部分的に透過する。透過光は、光路１０７にそって部分的に反射され、光路１０６にそって共振キャビティから部分的に透過して外へ出ることもある。透過する光と反射する光の量は、光共振キャビティを形成する材料および周囲媒質の屈折率に依存しうる。当業者が理解するように、この実施例は、多数の内面反射を省くことにより単純化される。

本明細書で示される議論のために、光共振キャビティから反射される光の全強度は、２つの反射光線１０４および１０７のコヒーレントな重ね合わせである。このようなコヒーレントな重ね合わせがある場合、２つの反射光線の振幅と位相は両方とも、総強度に関わる。このコヒーレントな重ね合わせは、干渉と称される。２つの反射光線１０４および１０７は、互いに関して位相差を持ちうる。いくつかの実施形態では、２つの波の間の位相差は、１８０度であり、互いに打ち消し合うことがある。２つの光線１０４および１０７の位相および振幅が、強度を低下させるように構成される場合、２つの光線は、破壊的に干渉すると称される。他方で、２つの光線１０４および１０７の位相および振幅が、強度を高めるように構成される場合、２つの光線は、建設的に干渉すると称される。位相差は、２つの経路の光路差によって決まり、これは、光共振キャビティの厚さの、２つの表面１０１と１０２の間の屈折率の両方、及び周囲の材料の率が光共振キャビティを形成する材料よりも高い又は低いかのいずれであるかによって決まる。入射光線１０３において波長が異なれば、位相差も異なる。したがって、いくつかの実施形態では、光共振キャビティは、入射光１０３の特定の波長群を反射し、入射光１０３内の他の波長を透過しうる。そのため、建設的に干渉する波長もあれば、破壊的に干渉する波長もある。一般に、それゆえ、光共振キャビティによって反射され、透過される色と全強度は、光共振キャビティ及び周囲媒体を形成する材料と厚さによって決まる。反射および透過波長は、視角によっても決まり、異なる角度において、異なる波長が反射され、透過される。

図２では、光共振キャビティが、２つの層の間に画定されている。特に、吸収体層２０１が、光共振キャビティの上端又は前面１０１を画定し、一方、底部反射体層２０２が、光共振キャビティの底又は裏面１０２を画定する。吸収体層及び反射体層の厚さが、互いに実質的に異なっていてもよい。例えば、吸収体層２０１は、通常、底部反射体層２０２より薄く、部分的透過型に設計される。吸収体層及び反射体層が、金属を含んでよい。図２に示されているように、光干渉キャビティの吸収体層２０１上に入射した光線２０３は、経路２０４および２０７のそれぞれにそって光干渉キャビティから部分的に反射される。前側又は入射側上における観察者から見た照射フィールドは、２つの反射光線２０４と２０７の重ね合わせである。底部反射体２０２を通して、デバイスに実質的に吸収されるか、または透過してデバイスから外に出る光の量は、反射体層の厚さおよび組成を変えることによって著しく増減させることができ、一方、反射の見掛けの色が、光共振キャビティ１０１の大きさ又は厚さ及び吸収体層２０１の材料特性によって左右される干渉効果によって主として決定される。

いくつかの実施形態では、前面及び裏面１０１，１０２間の光キャビティが、光学的に透明な誘電体層又は複数の層のような層によって画定される。他の実施形態では、前面及び裏面１０１，１０２間の光共振キャビティが、空隙又は、光学的に透明な層と空隙との組み合わせによって画定される。光干渉キャビティの大きさが、一つ以上の特定の色の入射光の反射を最大化又は最小化するように調整される。従って、キャビティの厚さを変えることによって、光干渉キャビティによって反射される１つまたは複数の色が変更されうる。従って、キャビティの高さが、光干渉によって特定の波長が最大化又は最小化されるようなものである場合、本願明細書において、この構造が、干渉型変調器（ＩＭＯＤ）と称される。

ある実施形態では、上部吸収体と底部反射体との間の光共振キャビティの高さが、例えば、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）によって、積極的に変更されてよい。ＭＥＭＳは、微小機械素子、アクチュエータ、および電子機器を備える。微小機械素子は、蒸着、エッチング、および／または基材および／または蒸着材料層の一部を、エッチングで取り去るか、もしくは除去するか、または層を加えて電気および電気機械デバイスを形成する他のマイクロマシニングプロセスを使用して製作されうる。このようなＭＥＭＳデバイスには、電気機械的に調節可能な光共振キャビティを有するＩＭＯＤｓが含まれる。ＩＭＯＤは、光干渉の原理を使用し、光を選択的に吸収及び／又は反射する。ある実施形態では、干渉型変調器は、一対の導電性プレートを備えてよく、その対の一方は、部分的反射性と部分的透過性を有し、その対の他方は、部分的反射性または全反射性を有する。導電性プレートは、適切な電気信号を印加すると相対運動を行うことができる。特定の実施形態では、一方のプレートは、基材上に堆積された固定層を備え、他方のプレートは、空隙により固定層から分離された金属膜を備えてよい。本明細書でさらに詳しく説明されるように、一方のプレートの他方のプレートに対する位置が、干渉型変調器に入射する光の干渉を変化させることが可能である。このようにして、干渉型変調器によって出力される光の色を変化させることができる。

このようなＭＥＭＳ−調整可能光干渉キャビティ又はＩＭＯＤを使用することで、少なくとも２つの状態を生じさせることが可能である。第１の状態は、ある寸法の光干渉キャビティを備え、これによって、選択された色の光（キャビティの大きさに基づく）が建設的に干渉し、反射してキャビティから出てくる。第２の状態は、光の建設的干渉および／または破壊的干渉によって発生する可視の黒い状態を含み、可視波長が実質的に吸収される。あるいは、この２つの状態を、色のついた及び広域スペクトル（白）の反射するものとすることが可能である。

図３Ａは、ＩＭＯＤスタック３００の簡易化された略図である。図示されているように、ＩＭＯＤスタック３００は、吸収体層３０１、反射体３０３、及び吸収体層３０１と反射体３０３との間に形成された光干渉キャビティ３０２を備える。例えば、反射体３０３が、アルミニウムのような金属層を備えてよく、通常、不透明にするために十分な厚さ（例えば、３００ｎｍ）である。光共振キャビティ３０２が、空隙及び／又は一つ以上の光学的に透明な材料を備えてよい。光共振キャビティ３０２が、反射体３０３と吸収体層３０１との間の単層によって定められる場合、透明な導電体又は透明な誘電体が使用されてよい。いくつかの実施形態では、光共振キャビティ３０２が、２つ以上の空隙、透明な導電体材料、及び透明な誘電体層を含みうる多数の材料を備えた複合構造を備えることが可能である。多層及び／又は空隙の可能な利点は、スタックの選択された層が、ＩＭＯＤスタック内におけるその光学的な役割に加え、デバイスのパッシベーション又はスクラッチ抵抗のような、多くの機能を果たしうることである。いくつかの実施形態では、光共振キャビティが、導電性又は誘電体のいずれかである一つ以上の部分的透明材料を備えてよい。光干渉キャビティ３０２用の例示的な透明材料が、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）及び／又は誘電性二酸化シリコンを備えてよい（ＳｉＯ_２）。

この実施形態では、光は、最初に吸収体層３０１に入りＩＭＯＤスタック３００を通過する。いくらかの光は、部分的透過性吸収体層３０１を通過し、光干渉キャビティ３０２を通過し、反射体３０３から反射され、光共振キャビティ３０２を通過して戻り、吸収体層３０１を通過する。

図３Ｂを参照する他の実施形態において、光共振キャビティ３０２の厚さが、レール、ポスト又はピラーのようなスペーサ３１１によって支持された空隙３０２を備えうる。ＩＭＯＤ３００内において、光共振又は干渉キャビティ３０２が、静的な又は動的な、すなわち、例えばＭＥＭＳ技術を使用する可変の空隙であってよい。

図３Ａ又は３Ｂに示されたような干渉型変調器（ＩＭＯＤ）構造が、選択的に、光学的干渉を使用する所望の反射出力を生じる。この反射出力が、光共振キャビティ３０２の厚さ及び光学的特性並びに吸収体３０１及び反射体３０３の厚さ及び光学的特性の選択によって“変調”されてよい。反射出力が、ＭＥＭＳデバイスを使用し、動的に変えられてもよく、光共振キャビティ３０２の大きさを変化させる。吸収体３０１の表面を見る観察者によって観察される色が、実質的にＩＭＯＤから反射され、かつ、ＩＭＯＤの様々な層によって実質的に吸収されずまた破壊的に干渉されないそれらの周波数と対応する。干渉し及び実質的に吸収されない周波数を、光共振キャビティ３０２の厚さを選択することによって変えることが可能である。

図３Ｃ及び３Ｄが、ＩＭＯＤの実施形態を示し、光共振キャビティ（図３Ｂにおける３０２）が、空隙を含み、ＭＥＭＳ技術を使用し電気機械的に変えられることが可能である。図３Ｃは、「開放」状態にあるように構成されたＩＭＯＤを示し、図３Ｄは、「閉鎖」または「折り畳み」状態にあるように構成されたＩＭＯＤを示している。図３Ｃおよび３Ｄに図示されているＩＭＯＤは、基板３２０、薄膜スタック３３０、及び反射膜３０３を備える。薄膜スタック３３０は、吸収体（図３Ａ及び図３Ｂにおける３０３に相当）並びに分離透明電極及び誘電体層のような他の層及び材料を備えてよい。いくつかの実施形態において、薄膜スタック３３０が、基板３２０に取り付けられてよい。「開放」状態では、薄膜スタック３３０は、ギャップ３４０によって反射膜３０３から分離される。いくつかの実施形態では、例えば、図３Ｃに示されているように、ギャップ３４０は、レール、ポスト又はピラーのようなスペーサ３１１によって支持された空隙であってよい。「開放」状態では、ギャップ３４０の厚さは、例えば、いくつかの実施形態において１２０ｎｍから４００ｎｍまでの間で変えることが可能である（例えば、約２６０ｎｍ）。従って、「開放」状態では、図３Ａ及び３Ｂの光共振キャビティが、薄膜スタック３３０内の吸収体上のいずれの透明な層とともに、空隙を備える。

ある実施形態では、図３Ｄに図示されるように、ＩＭＯＤは、薄膜スタック３３０と反射膜３０３との間に電位差を印加することによって「開放」状態から「閉鎖」状態に切り替えられることができる。「閉鎖」状態では、薄膜スタック３３０と反射膜３０３との間の吸収体上の光キャビティは、例えば、薄膜スタック３３０内の吸収体を覆う誘電体層によって定められ、通常、“黒”又は最小の可視反射を反射するように構成される。一般的に空隙の厚さは、約０ｎｍから約２０００ｎｍまでの間、例えば、いくつかの実施形態において「開放」状態と「閉鎖」状態との間で変えることが可能である。

「開放」状態では、入射光の１つまたは複数の周波数は、基板３２０の表面の上で建設的に干渉する。従って、入射光のいくつかの周波数は、ＩＭＯＤ内に実質的に吸収されず、代わりに、ＩＭＯＤから反射される。ＩＭＯＤから反射されて出てくる周波数は、ＩＭＯＤの外部で建設的に干渉する。基板３２０の表面を見ている観察者によって観察される表示色は、ＩＭＯＤから実質的に反射され、ＩＭＯＤのさまざまな層によって実質的に吸収されない周波数に対応する。建設的に干渉し、実質的に吸収されない周波数は、光キャビティ（ギャップ３４０を含む）の厚さを変え、これによって、光共振キャビティの厚さを変えることによって変えることができる。

図４は、ＩＭＯＤ（例えば、図３Ａ又は３ＢのＩＭＯＤ３００）の全反射、対、ＩＭＯＤの前表面と法線方向又は垂直からみた波長のグラフを示している。全反射のグラフは、約５５０ｎｍ（黄色）における反射ピークを示している。ＩＭＯＤを見る観察者は、黄色のＩＭＯＤを観察する。前述のように、全反射曲線のピークの位置は、光共振キャビティ３０２の厚さ又は材料のいずれかを変えるか、またはスタック内の１つまたは複数の他の層の材料及び厚さを変えることによってシフトさせることができる。

図５は、可視領域における反射を最小化するように選択された光キャビティ厚さを備えたＩＭＯＤに対する、約４００ｎｍから８００ｎｍまでの波長範囲にわたる波長対ＩＭＯＤの全反射のグラフを示す。全反射が、全体の波長範囲において均一に低いことが観察される。従って、ごくわずかな光が、干渉型変調器から反射される。いくつかの実施形態において、ＩＭＯＤの前表面において垂直に見ている観察者によって観察される色が、通常、黒、赤みを帯びた黒、紫でありうる。

一般に、ＩＭＯＤスタックは視野角依存性を有する。しかしながら、光共振キャビティが、可視領域におけるＩＭＯＤ反射を最小化するように選択された場合、この視野角依存性は、かなり低くなる傾向がある。図６は、入射角または視野角が３０度である場合に、可視反射を最小化するように最適化された光共振キャビティを備えたＩＭＯＤに対する波長対全反射を示す。全反射は可視波長範囲全域において一様に低いことが観察される。したがって、ごくわずかの可視光が、干渉型変調器から反射されて出てくる。図５と図６とを比較すると、入射角または視野角が３０度である場合に、可視反射を最小化するように選択又は調節されたキャビティ３０２を備えたＩＭＯＤのスペクトル感度は、法線入射に対してほぼ同じであることがわかる。換言すると、可視反射を最小化するように選択されたキャビティを備えた「黒」のＩＭＯＤのスペクトル感度は、入射角または視野角に対する強い依存性を示さない。

図７は、典型的な光起電力（ＰＶ）セル７００を示している。典型的な光起電力セルは、光エネルギーを電気エネルギー又は電流に変換することができる。ＰＶセルは、カーボンフットプリントが小さく、また環境に対する影響度が低い再生可能なエネルギー源の一例である。ＰＶセルを使用することで、エネルギー生成コストを低減し、可能な費用に対応する利益をもたらすことできる。ＰＶセルは、例えば、郵便切手より小さいサイズから数インチまでのさまざまなサイズおよび形状を有することができる。いくつかのＰＶセルを接続して、長さ数フィート、幅数フィートまでの大きさのＰＶセルモジュールを形成することができる。次いで、モジュールを組み合わせて接続することで、異なるサイズおよび出力を持つＰＶアレイを形成することができる。

１つのアレイのサイズは、特定の場所で利用可能な日光の量および消費者のニーズなど、複数の要因によって決めることが可能である。このアレイのモジュールは、電気的接続部、取り付け金具、出力調節装置、及び太陽が照らない場合に使用するための太陽エネルギーを蓄える電池を含むことが可能である。ＰＶデバイスは、その付随する電気的接続部及び周辺機器、又はＰＶモジュール若しくはＰＶアレイを備えた単一のセルであることが可能である。ＰＶデバイスが、例えば、ＰＶセルで動く部品である機能的に関係のない部品を含むことも可能である。

典型的なＰＶセルは、２つの電極間に配置されたＰＶ活性領域を含む。いくつかの実施形態において、ＰＶセルは、それ上に層のスタックが形成される基板を備える。ＰＶセルのＰＶ活性層が、シリコンのような半導体材料を備えてよい。いくつかの実施形態において、活性領域が、図７に示されるように、ｎ−型半導体材料７０３とｐ−型半導体材料７０４とを接続することによって形成されるｐ−ｎ接合を備えてよい。このようなｐ−ｎ接合は、ダイオードのような特性を有し、従って、フォトダイオード構造とも称されうる。

ＰＶ活性層７０３，７０４は、電流路を形成する２つの電極の間に挟まれる。背後電極７０５は、アルミニウム、銀もしくはモリブデンまたは他の何らかの導電性材料から形成することができる。背後電極は、粗く、未研磨のものでよい。前面電極７０１は、接触抵抗を低くし、収集効率を高めるためにｐｎ接合の前面の大部分を覆うように設計される。前面電極７０１が、不透明材料で形成される実施形態では、前面電極７０１は、ＰＶ活性層に照明光が当たるようにＰＶ活性層の前面上に開口を残すように構成される。いくつかの実施形態では、前面電極は、透明導電体、例えば、酸化スズ（ＳｎＯ_２）またはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を含む。ＴＣＯは、良好な電気的接触および導電性をもたらし、それと同時に、入光に対し透明であることができる。いくつかの実施形態では、ＰＶセルは、前面電極７０１上に配置された反射防止（ＡＲ）コーティング７０２の層を備えることもできる。ＡＲコーティング７０２の層は、ＰＶ活性層７０３，７０４の前面から反射される光の量を低減することができる。

活性ＰＶ材料の前面が照射されると、光子がエネルギーを活性領域内の電子に伝達する。光子によって伝達されるエネルギーが半導体材料のバンドギャップより大きい場合、電子は、伝導バンドに入る十分なエネルギーを有しうる。ｐｎ接合の形成とともに、内部電界が発生する。内部電界は、励起された電子に作用して、それらの電子を移動させ、それにより、外部回路７０７内に電流を発生させる。その結果生じる電流は、図７に示されているように電球７０６などの様々な電気デバイスに電力を供給するために使用できる。

いくつかの実施形態では、図７に示されているｐｎ接合は、真性半導体または非ドープ半導体層がｐ型半導体とｎ型半導体との間に挟まれるｐｉｎ接合で置き換えることができる。ｐｉｎ接合は、ｐｎ接合によりも高い効率を有しうる。いくつかの他の実施形態では、ＰＶセルは、多接合部を備えることができる。

ＰＶ活性層は、結晶シリコン（ｃ−シリコン）、非晶質シリコン（α−シリコン）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、二セレン化銅インジウム（ＣＩＳ）、二セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、光吸収色素およびポリマー、光吸収ナノ粒子が分散したポリマー、ＧａＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ族半導体などのさまざまな光吸収、光起電力材料のいずれかから形成されることが可能である。他の材料も使用することができる。光子が吸収され、光子がエネルギーを電気的キャリア（ホール及び電子）に伝達する光吸収材料は、本願明細書では、ＰＶセルのＰＶ活性層と称され、この用語は、多数の活性副層を含むものと意図される。ＰＶ活性層用の材料は、ＰＶセルの所望の性能および用途に応じて選択できる。

いくつかの実施形態において、ＰＶセルは、薄膜技術を使用することによって形成されることができる。例えば、光エネルギーが、透明基板を通過する一実施形態では、ＰＶセルは、基材上にＴＣＯの第１又は前面電極層を堆積することによって形成されうる。ＰＶ活性材料が、第１電極層上に堆積される。第２電極層は、ＰＶ活性材料の層の上に堆積されることが可能である。これらの層は、物理気相成長法、化学気相成長法、電気化学気相成長法などの蒸着技術を使用して堆積されうる。薄膜ＰＶセルは、薄膜シリコン、ＣＩＳ、ＣｄＴｅ、またはＣＩＧＳなどの多結晶材料又は非晶質材料を含みうる。薄膜ＰＶセルのいくつかの利点として、とりわけ、デバイスフットプリントが小さいこと、および製造プロセスの拡張性のよいことが挙げられる。

図８は、典型的な薄膜ＰＶセル８００の概略を示すブロック図である。典型的なＰＶセル８００は、光が通過できるガラス基材８０１を含む。ガラス基材８０１上に配置されるのは、第１電極層８０２、（非晶質シリコンを含むものとして示される）ＰＶ活性層８０３、及び第２電極層８０５である。第１電極層８０２は、ＩＴＯのような透明導電性材料を含むことが出来る。図示されるように、第１電極層８０２と第２電極層８０５が、その間に薄膜ＰＶ活性層８０３を挟む。図示されたＰＶ活性層８０３は、非晶質シリコン層を含む。当業界で周知のとおり、ＰＶ材料として機能する非晶質シリコンは、一つ以上のダイオード接合を含みうる。さらに、非晶質シリコンＰＶ層又は層群が、真性シリコンの層が、ｐ型ドープ層とｎ型ドープ層との間に挟まれるｐｉｎ接合を備えてよい。

図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、多くのＰＶデバイスが、デバイスの前面又は光入射側及びＰＶデバイス９００の背面上に鏡面又は反射導電体９１０，９１１を用いる。前面又は光入射側上の導電体が、バス電極９１０又はグリッドライン電極９１１を備えることが可能である。光エネルギーが、ＰＶ活性材料９０３によって吸収される場合、電子−ホール対が生成される。図９Ｂに示されるように、これらの電子及びホールが、前面電極９１０，９１１の一方若しくは他方に、又は背面電極９０５に移動することにより、電流を生成することが出来る。前面導電体又は電極９１０，９１１が、電子又はホールが電極に到達するために移動しなければならない距離を減少させるようにパターン化され、また、十分な光が、ＰＶ活性層９０３に通過することも可能となる。しかしながら、これらの電極によって生成された輝く反射のラインが、しばしば、見栄えが悪いものと考えられ、ＰＶデバイスが、可視的な位置にはあまり使用されない。

従って、以下のいくつかの実施形態が、外観の悪い電極を覆う方法を説明し、露出されたＰＶ活性領域の外観と良好に一致するように、電極パターンが、暗く又は黒く見える。さらに、以下に記載されたいくつかの実施形態では、外観が均一である光起電力デバイスを提供し、これらが、周囲の構造（例えば、屋上のタイル）と上手く調和することが可能である。これが、パターン化された電極を有するＰＶデバイスの前面の部分を暗くすることによって、又は光起電力デバイスの全体の前面を暗くすることによって、達成されうる。

導電層又は電極からの反射を抑えるように電極を暗くするあるいはマスキングする一つの方法が、マスクとして、露出されたＰＶ活性領域の色に関する外観と調和させる及び／又は電極を暗くするように調整された反射率を有する干渉型変調器（ＩＭＯＤ）を使用する。ＩＭＯＤスタックにおいて、マスクされた導電体（例えば、図９Ａ及び９Ｂの前面バス電極９１０又はグリッドライン電極９１１）により、ＩＭＯＤ反射体（例えば、図３Ａ又は３Ｂの反射体３０３）の機能を持たせることが可能である。上述の光干渉の原理により、ＩＭＯＤマスク上への入射光が、電極の領域内において、ほとんど可視反射を生じない。有利に、干渉型効果が、光共振キャビティ及び吸収体の材料及び厚さによって調節される。従って、このマスキング効果が、一般的な染料又は塗料と比較して、オーバータイムの減衰の影響を受けづらいことである。

図１０Ａ−１０Ｇは、前面電極上にＩＭＯＤマスクを組み込んだＰＶデバイスの製造方法のある実施例を図示している。この実施例では、ＰＶ活性材料の堆積薄膜を用いる。ある実施形態において、このような光起電力デバイスが、プラスチック，ガラス又は他の適したワークピースのような基板１０１０上に形成されてよい。図１０Ａに図示されているように、このようなデバイスの製造方法は、周知の方法を使用し、基板１０１０上に背面電極１０２０を形成するステップを含むことが出来る。光起電力デバイス用の背面電極１０２０として機能するように、金属層が堆積されてよいが、非金属導電体材料も使用することが可能である。

図１０Ｂを参照すると、この方法は、光起電力活性材料１０３０を形成するステップをさらに含む。図示された実施形態において、光起電力（ＰＶ）活性材料１０３０が、堆積薄膜を含むが、他の配置においては、それ上に、単結晶、半導体基板及び／又はエピタキシャル層の部分が用いられる。堆積ＰＶ活性材料が、例えば、最近注目されている非晶質シリコン薄膜を含むことが可能である。物理気相成長法（ＰＶＤ）、化学気相成長法（ＣＶＤ）、電気化学気相成長法、又はプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）及び当業者に周知である他の方法によって、薄膜としての非晶質シリコンが、大きな領域上に堆積されることが可能である。当業者に周知であるように、非晶質シリコン層を含むＰＶ活性材料が、ｎ型ドープ及び／又はｐ型ドープシリコンとの一つ以上の接合を有し、さらに、ｐｉｎ接合をさらに備えうる。ＰＶ活性材料１０３０用の他の適切な材料が、ゲルマニウム（Ｇｅ）、Ｇｅ合金、及びセレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）のような合金、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、及びＩＩＩ−Ｖ族半導体材料、又はタンデム型多接合光起電力材料及び膜を含む。ＩＩＩ−Ｖ族半導体材料が、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、ヒ化ホウ素（ＢＡｓ）のような材料を含む。インヂウムガリウム窒化物のような半導体合金が使用されてもよい。他の光起電力材料及びデバイスも可能である。これらの材料を形成する方法が、当業者に周知である。例示的な実施例として、ＣＩＧＳのような合金が、真空ベースプロセスによって形成されることが可能であり、銅、ガリウム及びインジウムが、共蒸着又は共スパッタリングされ、次に、セレナイド蒸気とともにアニールされ、最終的なＣＩＧＳ構造を形成する。

図１０Ｃにおいて、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）１０４０が、ＰＶ活性材料１０３０上に任意で堆積される。ＰＶ活性層１０３０との電極接触を改善するために、ＴＣＯ層は、しばしば、特に薄膜光起電力材料である光起電力材料と共に使用される。機能的に、ＴＣＯ１０４０が、前面電極の一部を形成し、ＰＶ活性材料１０３０によって生成された電流を運ぶための回路を完成させるが、標準的には、ＴＣＯ１０４０を覆いかつＰＶセルを幅広い回路と接続するより導電性の金属導電体が、前面電極と称される。当業者に周知のように、一般的なＴＣＯはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）である。ＩＴＯを形成又は堆積する方法が、当業界において周知であり、電子ビーム蒸着、物理的気相成長法、又はスパッタ堆積技術を含む。他のＴＯＣ材料及び製造プロセスを使用してもよい。他の実施形態では、ＴＯＣ層が省略されることが可能である。

図１０Ｄにおいて、ＴＣＯ材料１０４０の堆積の後に、前面導電体操１０５０を形成するステップが続く。前面電極として機能しＰＶセルによって生成された電流を運ぶ回路内にＰＶセルを接続するように、前面導電体層１０５０が、金属又は高導電性材料を備えてよい。上記のように、このような導電体が、過度に反射型となる傾向があり、ＰＶデバイスの外観を悪くし、ＰＶデバイスの広範な使用を妨げる。前面導電体層１０５０用の典型的な反射型材料が、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、銀（Ａｇ）、及びクロム（Ｃｒ）を含む。

図１０Ｅに示されるように、光共振キャビティ１０６０が、前面導電体１０５０上に形成される。図示された実施形態において、光共振キャビティ１０６０は、堆積された透明な層であるが、図３Ａ及び３Ｂについて上述したように、他の配置では、キャビティが、ポスト、ピラー又はレールのようなスペーサによって画定された空隙（図３Ｂ参照）；単一の透明導電体又は誘電体層；多数の導電性又は誘電性透明層によって形成された複合材料；又は空隙と一つ以上の透明層との組み合わせによって形成された複合材料を含むことが可能である。透明材料の単層の光共振キャビティが、製造を単純化し、コストを削減することが可能である。形成されたＩＭＯＤマスク内におけるその光学的な役割に加え、デバイスパッシベーション又はスクラッチ抵抗のような多数の機能を提供するために、多層及び／又は空隙を含む複合構造が、多層を使用することが可能である。

空隙又は複合光共振キャビティが、デバイスの換気、又は、多数の色を反射する（例えば、カラーモード及びブラックマスクモード）あるいは有効に調節可能なＩＭＯＤマスクを形成するためのＭＥＭＳを用いた機能の提供といった、多数の機能を提供することも可能である。ＩＭＯＤマスク反射体３０３がＰＶデバイス用の前面電極としても機能する図示された実施形態において、例えば、ＰＶデバイスが非アクティブである場合に、反射体３０３が、静電アクチュエーションのための固定電極として使用されることが可能である。吸収体３０１が、可動電極として機能することが可能である。ＰＶデバイスからの電流収集及び静電ＭＥＭＳ操作の二重機能を操作するための外部回路及び相互接続部が、ＰＶデバイスの活性ＩＭＯＤマスクに組み込まれることが可能であることを当業者は理解するであろう。

ある実施形態の光共振キャビティ１０６０が、ＳｉＯ_２又は他の透明な誘電体材料の層によって形成される。干渉型暗又は黒効果を生じるために、ＳｉＯ_２（又は同様なインデックス）光共振キャビティ１０６０の適切な厚さが、３００Å（オングストローム）から１０００Åである。ＳｉＯ_２を堆積又は形成する方法は、当業界において周知であり、ＣＶＤ及び他の方法を含む。光共振キャビティ１０６０を形成するための他の適当な透明材料はには、ＩＴＯ，Ｓｉ_３Ｎ_４及びＣｒ_２Ｏ_３が含まれる。他の実施形態の光共振キャビティ１０６０が、ＳｉＯ_２又は他の透明な誘電体材料の空隙層によって形成される。干渉型暗又は黒効果を生じるために、空隙光共振キャビティ１０６０の適切な厚さが、４５０Åから１６００Åである。

図１０Ｆを参照すると、吸収体層１０７０が、光共振キャビティ１０６０上に形成される。構成されたＩＭＯＤマスクが、必然的に反射型となる前面導電体１０５０の外観を干渉的に暗くするように設計される図示された実施形態において、吸収体層１０７０が、例えば、金属又は半導体層の半透明の厚さを備えてよい。吸収体層が、非−ゼロｎ＊ｋ、すなわち、吸光係数（ｋ）及び屈折率（ｎ）の非−ゼロ製品を有する材料を備えてもよい。特に、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、及びタングステン（Ｗ）の全てが、適当な層を形成する。ある実施形態において、吸収体層１０７０の厚さが、２０Åから３００Åの間である。

図１０Ｇを参照すると、次に、例えば、フォトリソグラフィパターニング及びエッチング又は他の適当な技術を使用して、図１０Ｆに図示されたスタックがパターン化され、図１０Ｇに示されたようなＰＶデバイス１０００Ｇを形成する。結果として生じる干渉型変調器（ＩＭＯＤ）マスク３００が、反射体３０３（ＰＶデバイス用の前面導電体又は電極としても機能する）と、光共振キャビティ３０２（パターン化の前に参照符号１０６０として参照されていた）と、パターン化吸収体３０１とを備える。図１０Ｇの実施形態において、反射体３０３と、光共振キャビティ３０２と、吸収体３０１とが、共にパターン化され、従って、互いに整列される。他の配置では、ＩＭＯＤマスク３００の構成材が、ＩＭＯＤマスク反射体３０３として機能する導電体のパターンと何らか形状が異なるパターンを有してよく、これは、以下の図１２の議論から良く理解されるだろう。この結果、ＩＭＯＤマスク３００が、前面電極又は反射体３０３を覆う。ＰＶデバイス用の前面電極として機能する反射体３０３を備えたＩＭＯＤマスク３００の位置あわせにより、鋭角の視野角における反射体３０３の両側からのいくらかのごくわずかな反射のリスクを生じる。しかしながら、いずれにせよ前面電極として存在する反射体３０３よりも、いっそう多くの光が、ＰＶ活性層に届くことを回避しないやり方で吸収体３０１がパターン化され、すでにされている。従って、吸収体３０１が、さらなるＰＶ効率の減少を回避する方法でパターン化される。

光共振キャビティ３０２及び吸収体３０１の寸法及び材料が、下部の反射体３０３からの反射率を低減させるように選択される。反射率が、マスク３００の上表面に対し垂直な方向において、［ＩＭＯＤマスク３００から反射された光の強度］と［ＩＭＯＤマスク３００の上端上に入射する光の強度］の比として定義される。反射体３０３用の一般的なＰＶデバイス前面電極材料が、３０％−９０％の範囲の反射率を示す。しかしながら、ＩＭＯＤマスク３００が、全体的な反射率を１０％未満まで干渉的に低減させるように構成される。従って、ＩＭＯＤマスク３００上で観察可能な反射率は、最も一般的な反射体３０３材料に対し、１０％未満であり（反射が、“グレイ”に見える傾向がある点において）、さらに典型的には５％未満である。本願明細書の開示内容を考慮し、反射率をわずか１％−３％にまで低減させることが可能であり、従って、吸収体３０１及び光共振キャビティ３０２内の層に対する寸法及び材料の適切な選択によって、まさに“黒”に見えることを当業者は理解しうる。

従って、観察者は、ＰＶデバイスの前面導電体から反射された光をほとんど見ない。従って、電極を覆うＩＭＯＤマスク３００によって形成されたパターンが、暗く又は黒く見えうる。あるいは、ＩＭＯＤマスク３００の構造が、前面導電体と隣接する光起電力活性材料の可視領域の色と実質的に一致する色を反射するように選択される。多くのＰＶデバイスに対し、ＰＶ活性領域が、完全に暗く見え、ＩＭＯＤマスク３００を経由した可視反射を低減することが、効果的に、導電体をＰＶ活性領域の外観と調和させ、見ることによりＰＶデバイスの２つの領域を区別することが困難になる。しかしながら、暗い又は黒い色以外の色を示すＰＶ活性材料の可視領域の範囲において、新しいＰＶ材料又はＰＶ活性材料に対するウィンドウ上の他のコーティングのいずれかのため、ＰＶ活性領域の可視領域と一致させ及びＰＶデバイス用の均一な色又は外観を形成するために、ＩＭＯＤマスク３００が、他の色を反射するように構成されてよい。

光共振キャビティ３０２が、ポスト、ピラー又はレール（図３Ｂ参照）のようなスペーサによって画定された空隙を備えるひとつの実施例において、暗い又は黒いＩＭＯＤマスク３００を形成するための空隙の適当な高さが、４５０Åから１６００Åの間であり、ＩＭＯＤマスク３００用に選択された他の材料にある程度依存する。光共振キャビティ３０２が１から３の間の屈折率を有する誘電体（例えば、ＳｉＯ_２）を含む他の実施例において、暗い又は黒いＩＭＯＤマスク３００が、３００Åから１０００Åの間の誘電体厚を有して形成されることが可能である。

図１０Ｈを参照すると、ＰＶデバイス１０００Ｈは、ＩＭＯＤマスクのマスキング機能を損なうことなく、上部ハードコート、反射防止コーティング又はパッシベーション層のような付加的な層を備えることが可能である。例えば、ＩＭＯＤマスク３００を覆う誘電体層１０８０が、ＳｉＯ_２又は窒化シリコンを備えることが可能であり、ＰＶデバイス用の上部パッシベーション層として機能することが可能である。さらに、誘電体層１０８０が、前面電極領域の黒い状態をさらに促進することが可能な反射防止（ＡＲ）層として機能するのに適した厚さで設けられることが可能である。酸化又は窒化シリコンのＡＲ層の典型的な厚さが、約３００Åから１５００Åの間である。他の層が、観察者と前面電極反射体３０３との間に位置する限りにおいて、様々な層の厚さ、光学的特性及び材料の選択を調整することが必要とされ、干渉型マスク３００が所望の反射率を提供することを保証しうる。

図１１Ａ−１１Ｄは、前面電極をパターン化した後にＩＭＯＤブラックマスクが形成された他の実施形態を図示する。図１１Ａは、図１０Ｄの導電体層１０５０がフォトリソグラフィ及びエッチングなどによってパターン化された後の図１０ＤのＰＶデバイス構造を図示する。前面導電体層１０５０に適した材料が、図１０Ｄに関して上記で議論された。パターン化が、形成されるＩＭＯＤマスク用の反射体３０３としても機能しうるパターン化された導電体又は前面電極を画定する。この構造が、例えば、パッケージング前の既製光起電力（ＰＶ）デバイスに相当しうる。あるいは、他の実施形態において、ＰＶデバイスが、パッケージングされ、例えば、図１１Ｂ−１１Ｄのステップを実施する前の図１１Ａの構造上のパッシベーション層（図示しない）を含みうる。このような配置において、その後に形成される光共振キャビティ及び吸収体に対する材料及び寸法の選択により、パッシベーション層の光学的効果の原因となる。言い換えれば、パッシベーション層（図示しない）が、形成された複合光共振キャビティの一部と見なされることが可能である。

図１１Ｂは、ＩＭＯＤマスク用の光共振キャビティ層１０６０を画定するように選択された複合構造又はブランケット層を形成した後の図１１Ａの構造を示す。図１０Ｅの議論において言及したように、光共振キャビティ層１０６０が、ポスト、ピラー又はレールのようなスペーサによって画定された空隙（図３Ｂ参照）；単一の透明導電体又は誘電体層；多数の導電体又は誘電性透明層によって形成された複合構造；又は、空隙と一つ以上の透明層の組み合わせによって形成された複合構造であることが可能である。

図１１Ｃが、吸収体層１０７０の堆積後の図１１Ｂの構造を図示する。半透明吸収体層１０７０に適した材料及び厚さが、図１０Ｆに関して上記に議論されている。

図１１Ｄが、パターン化吸収体３０１を残すように吸収体層１０７０をパターン化した後の図１１Ｃの構造を図示する。図示された実施形態において、光共振キャビティ層１０６０が、ブランケット又は非パターン化層として残されている。従って、光共振キャビティ層１０６０が、ＰＶセル上に覆われている。吸収体３０１が、フォトリソグラフィマスキング及びエッチングなどによってパターン化され、導電体／電極３０３を実質的に覆う。

図１１Ｄの結果として生じる構造が、干渉型又はＩＭＯＤマスク３００を含むＰＶデバイス１１００であり、ＰＶデバイス用の前面電極又は前面導電体としても機能するパターン化反射体３０３、ブランケット光共振キャビティ層１０６０、及びパターン化吸収体３０１を含む。上記の単層又は複合構造に相当するブランケット光共振キャビティ層１０６０が、ＰＶ活性層１０３０が可視的又は露出されている領域にわたって、任意の介在ＴＣＯ層１０４０又はＰＶ活性層１０３０用の反射防止又はパッシベーションのような他の機能を果たすことも可能である。パターン化反射体３０３と吸収体３０１との間に存在する光共振キャビティ層１０６０の領域が、ＩＭＯＤマスク３００用の光共振キャビティ３０２を形成する。図示された実施形態において、吸収体３０１が、反射体３０３と実質的に位置あわせされるようにパターン化される。

図１２が、本発明の他の実施形態を示し、図１１Ｃに関して議論されたようなＰＶデバイスの層を覆う吸収体層１０７０及び光共振キャビティ層１０６０が、共にパターン化され、図１２に示されるようにＰＶデバイス１２００を生じる反射体３０３を覆う。この実施形態において、吸収体３０１及び光共振キャビティ３０２が、電極３０３をわずかに超えて広がることにより電極を覆うように共にパターン化される。このような実施形態において、パターン化吸収体３０１が、各側部上の電極の幅の１０％未満だけ、ある実施形態では電極の幅の５％未満だけ、電極の端部を越えて横方向に広がることが可能である。広い吸収体３０１が、前面導電体／反射体３０３からの反射をマスクするように覆うことを上手く確保し、反射体３０３パターンと吸収体３０１パターンとの間のマスク不整合の適当なレベルを提供する。一方、干渉的にマスクされる反射体３０３よりも広い吸収体３０１の範囲を最小化することによって、ＰＶ活性層１０３０に届く光の量、ひいては全体のＰＶデバイス効率を高いまま維持することが可能である。

図示されない他の実施形態では、吸収体層及び光共振キャビティ構造が、ＰＶデバイスの全体にわたって広がることが可能であるが、その場合、ＰＶ活性層に届く光の減少を最小化するために、吸収体層を極めて薄くすべきである（主に透過型）。従って、透過率を最大化するようにブランケット吸収層を薄くする場合に、暗い又は“黒”効果の範囲が、いくらか犠牲にされる。その場合、反射された色と前面電極領域におけるＩＭＯＤのそれとが上手く一致するように、ＰＶ活性層上において、比較的高い透過率を有する付加的な半透明反射体を用いることが望ましい場合もある。

図１０Ｈに関して議論したように、図１１Ｄ及び１２の干渉型マスク３００が、この実施形態の表面上に堆積又は形成されたさらなる層によって保護又は不動態化されることも可能である。

図１３Ａ−Ｅが、本発明の他の実施形態の製造方法を示し、ここで、ＰＶデバイスの層が、光をＰＶ活性領域内に透過する透明基板上に形成される。図１３Ａが、ガラス、プラスチック又は有用な光学的特性を有する他の適当な基板のような適切な光学的に透明な基板１３１０から開始される。吸収体層１３２０が、光入射又は前面と反対の基板の背面上に堆積又は形成される。従って、図１３Ａ−１３Ｅにおいて、光が、下側から入射する。半透明吸収体層１３２０に対する適当な材料及び厚さが、図１０Ｆの吸収体層１０７０に関し上記で議論されている。

図１３Ｂが、吸収体層１３２０上に光共振キャビティ層１３３０を堆積又は形成した後の図１３Ａの構造を図示している。図１０Ｅの議論において示したように、光共振キャビティ層１３２０が、ポスト、ピラー又はレールのようなスペーサによって画定された空隙（図３Ｂ参照）；単一の透明導電体又は誘電体層；多数の導電体又は誘電性透明層によって形成された複合構造；又は、空隙と一つ以上の透明層の組み合わせによって形成された複合構造であることが可能である。

図１３Ｃが、光共振キャビティ層１３３０上の導電体層１３４０のさらなる堆積又は形成を図示している。導電体層１３４０用の適当な材料が、図１０Ｄの導電体層１０５０に関し上記で議論されている。

図１３Ｄを参照すると、層１３２０，１３３０，１３４０をエッチング又はパターン化するステップにより、反射体３０３パターンと実質的に同様な又はこれを覆うＩＭＯＤマスク３００パターンが形成される。層スタックをパターン化するステップにより、ＩＭＯＤマスク３００に対する反射体３０３としても機能するパターン化導電体又は前面電極を画定する。基板の背面上に形成されるが、反射体３０３が、まだ形成されていないＰＶ活性層に対して、さらに前面（光入射側に近い）にあり、反射体３０３が、ＰＶデバイスに対する“前面導電体”を画定すると考えられている。

図１３Ｅが、干渉型マスク３００の光入射側又は後ろに薄膜光起電力（ＰＶ）活性層１３５０を堆積した結果を図示しており、この後、背面導電体層１３６０の堆積が続く。薄膜ＰＶ活性層に対する適当な材料が、図１０Ｂに関し上記で議論されており、一般的に、ＰＶ活性材料が、非晶質シリコンのような、多種の光電性半導体材料を含む。図示しないが、前面導電体３０３との電気的接触及びＰＶデバイス１３００Ｅの収集効率を改善するため、ＰＶ活性層１３５０を堆積する前に、ＩＴＯのような透明導電体層（ＴＣＯ）が、堆積されることが可能である。背面導電体層１３６０が、金属導電体層を含んでよく、典型的には、不透明な厚さに形成される。

図１３Ａ−１３Ｅの実施形態において、ＰＶ活性材料１３５０を形成又は堆積する前に、ＰＶデバイスに対する干渉型マスク３００が、光学基板上に形成される。この実施形態において、光起電力デバイス及び干渉型マスク３００が、基板の前面又は光入射面と反対である光学基板の一側上に形成される。従って、層を形成する順番が、図１０Ａ−１０Ｇのそれと反対であることが可能である。付加的な層（図示しない）が、ＰＶ活性層１３５０と基板１３１０との間のＴＣＯ、及び基板１３１０の前面上のハードコート又はＡＲコーティングを含むことが可能である。

図１３Ｆが、本発明の他の実施形態を図示している。図１３Ｆは、光共振キャビティ１３７０の形成の前にパターン化された３０１を残すようにパターン化された図１３Ａの吸収体層１３２０を示す。次に、光共振キャビティ層１３７０が、パターン化吸収体層３０３上に形成又は堆積される。図１０Ｅの議論において示したように、光共振キャビティ層１３７０が、ポスト、ピラー又はレールのようなスペーサによって画定された空隙（図３Ｂ参照）；単一の透明導電体又は誘電体層；多数の導電体又は誘電性透明層によって形成された複合構造；又は、空隙と一つ以上の透明層の組み合わせによって形成された複合構造であることが可能である。導電体材料の層が、光共振キャビティ１３７０上に堆積される。次に、導電体層が、ＩＭＯＤマスク３００用のパターン化反射体３０３としても機能するＰＶデバイス１３００Ｆ用の前面電極を形成するようにパターン化され、一方、ＰＶセル上のパターン化されていない光共振キャビティ層１３７０を残す。その後、ＰＶ活性層１３５０が、ＩＭＯＤマスク３００（前面電極を含む）上に形成され、背面電極１３６０が、ＰＶ活性層１３５０上に形成される。

図１３Ｆに示されるように、光が基板を通して透過される実施形態において、ブランケット光共振キャビティ層１３７０の使用が、いくつかの利点を有する。上記のように、電極と光起電力材料との間の接触を改善するために、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）が、しばしば使用される。図１３Ｆの実施形態において、光共振キャビティ構造が、反射体３０３によって形成された前面電極と接触するＴＣＯ層を含む又はＴＣＯ層によって形成される。

図１３Ｇが、他の実施形態を図示しており、干渉型マスク３００が、透明基板１３１０の前面又は光入射面上に形成され、一方、前面電極１３９０及び光起電力（ＰＶ）活性層１３５０が、光入射又は前面と反対である基板１３１０の背面上に存在する。このような実施形態において、反射型前面電極１３９０と吸収体３０１との間の基板１３１０の厚さによって、前面ＩＭＯＤマスク３００が、基板１３１０の前面上において基板１３１０の他側上に存在する反射型前面電極１３９０を覆うようにパターン化された分離反射体３０３を含むことが望ましい。この場合、ＰＶデバイス１３００Ｇが、基板１３１０の背面上に従来型の構造を有することが可能であり、透明基板１３１０の背面上に順に形成されている、パターン化された前面電極１３９０、ＴＣＯ層１３８０、ＰＶ活性層１３５０及び背面電極１３６０を含む。基板１３１０の前面が、光透過型基板１３１０の前面上に順に形成された分離反射体３０３、光共振キャビティ３０２及び吸収体３０１のＩＭＯＤマスク３００スタックを含む。図示された実施形態と同様に、このＩＭＯＤスタックが、好ましくは、前面導電体１３９０パターンを覆うようにパターン化される。これが、その反射体３０３及び吸収体３０１を備えるため、ＩＭＯＤマスクが、ＰＶ活性層１３５０から電気的に分離され、その結果、静電ＭＥＭＳ ＩＭＯＤを形成するように、離れて相互接続されることが可能である。このような実施形態において、図３Ｃ及び３Ｄに図示されるように、ＩＭＯＤマスク３００が、開放及び閉鎖されることが可能である。この場合において、光共振キャビティ３０２が、空隙（図３Ｃにおける３４０）を備えてよく、可動電極（図３Ｃ及び３Ｄにおける３０３）がこれを通して移動することが可能である。当業者が理解するように、このような実施形態において、誘電体層及び他の層、並びに可動電極／反射体を固定された電極／吸収体から間隔をあけるための支持ポストが、基板１３１０の前に形成されてよく、基板１３１０の光入射面上に可動ＩＭＯＤマスク３００を実装する。

図１４Ａ−１４Ｂでは、ＰＶデバイス１４００ＡにＩＭＯＤマスクを組み込んだ実施形態図示しており、ここで、光起電力材料が、単結晶基板のなどの上に形成されたエピタキシャル層及び／又は単結晶半導体基板の一部である。図１４Ａが、背面電極１４１０、ｐ−型シリコン層１４２０、ｎ−型シリコン層１４３０、前面導電体又は電極１４４０及び反射防止コーティング１４５０を備えた光起電力（ＰＶ）デバイス１４００Ｂを示している。上記のとおり、前面電極１４４０が（例えば、ＰＶアレイ用のグリッドライン又はバスラインである）マスクされる、又は、それらからの反射が、低減若しくは最小化されることが望ましい。従って、図１４Ｂに示されるように、干渉型マスク３００が、電極の前面又は光入射面上に形成されてよい。このことが、上記のそれと同様な方法で、同様な材料を使用して達成されることが可能である。ある実施形態において、このプロセスが、図１４Ｂのように既にパターン化された導電体３０３を有する活性領域を備えたシリコン基板又は単結晶シリコン材料から開始されてよく、ＩＭＯＤマスク３００がそれ上に形成される。他の実施形態において、このプロセスが、前面導電体又は電極パターンのない活性領域を備えたシリコン基板又は単結晶シリコン材料から開始されてよく、図１０Ａ−１０Ｇ及び１１Ａ−１１Ｄに関する上記のそれと同様な技術を使用し、前面導電体が、光共振キャビティ３０２及び吸収体３０１に沿って反射体３０３として形成される。上記のように、吸収体３０１及び光共振キャビティ３０２、又は吸収体のみが、前面電極／反射体３０３と実質的に位置合わせされるようにパターン化されてよく、図１４Ｂに示された反射体３０３を覆う。他の実施形態において、前面電極／反射体３０３のパターンに従うが、反射体３０３よりも大きな表面積を覆うように広くなるように、吸収体３０１及び光共振キャビティ３０２、又は吸収体のみが、パターン化されてよい。図１１Ｄ及び１３Ｆのように、光共振キャビティ層が、パターン化されないまま残る又はＰＶセル上を覆うが、前面電極／反射体３０３及び吸収体３０１がパターン化されてよい。さらに他の実施形態では、吸収体３０１、光共振キャビティ３０２、及び／又は前面電極／反射体３０３が、スクリーン印刷されることが可能であり、この場合、形成及びパターン化が、同時に行われることが可能である。前面電極／反射体、光共振キャビティ及び吸収体を形成する層が、いずれの組み合わせで一緒に又は別々にスクリーン印刷されることが可能である。さらに、いくつかの層が、リソグラフィ及びエッチングによってパターン化されることが可能であり、一方、他の層が、スクリーン印刷されることが可能である。

上記の実施形態において、様々な構造を有するＰＶデバイスの前面電極を干渉的にマスクするために用いることが可能なＩＭＯＤマスク構造が教示される。例えば、上記の薄膜及び結晶シリコンＰＶセル及び透過型基板の実施形態に加え、薄膜干渉型改良光起電力セル又はデバイスの前面電極からの反射をマスクするために、干渉型又はＩＭＯＤマスクが、使用されてよい。

図１５には、干渉型マスク３００が、適当な基板１５１０上に形成された干渉型改良セルの前面導電体又は電極として機能しうる反射体３０３からの反射をマスクするＰＶデバイス１５００の実施形態を図示している。図示された実施形態において、導電体３０３が、ＴＣＯ層１５５０を介して活性層１５４０と電気的に接続する。他の実施形態において、導電体３０３が、直接、活性層１５４０と電気的に接続する、又は図示しない他の層及び材料を介して電気的に接続される。干渉型の調節された光起電力セルのある実施形態が、ＰＶ活性層１５４０の後ろ側又はＰＶ活性層１５４０の光入射面と反対側に配置された光共振キャビティ１５３０及び反射体１５２０を備える。ＰＶ活性層が、非晶質シリコン、ＣＩＧＳ又は他の薄い半導体膜光起電力材料のような薄膜光起電力材料を備えてよい。層状ＰＶデバイス１５００の界面からの反射が、論理的にまとめられ、光エネルギーが電気エネルギーに変換される光起電力セルのＰＶ活性層１５４０における増加したフィールドを生成するように、反射体１５２０及び光共振キャビティ１５３０の光学的特性（寸法及び材料特性）が選択される。このような干渉型改良光起電力デバイスが、干渉型光起電力セルの活性領域における光エネルギーの吸収を増加させ、これによって、デバイスの効率が上昇する。この実施形態を変化させたものとして、異なる光の波長を別々に調節し、ＰＶ活性層における吸収を最大化するように、多数の光共振キャビティが使用されることが可能である。埋め込まれた光共振キャビティ及び／又は層が、透明導電性又は誘電性材料、空隙、又はこれらの組み合わせを備えてよい。

上記の詳細な説明において、本発明の様々な実施形態が開示されているが、この開示は、一例にすぎず、本発明の範囲を制限するものではない。開示された特定の構成及び操作は、上記のそれらと異なることが可能であり、本願明細書に記載された方法が、半導体デバイスの製造以外の状況に使用できることが理解されるだろう。

１０１，１０２ 表面
１０３ 光線
１０４，１０５，１０６，１０７ 光路
２０１ 吸収体層
２０２ 底部反射体層
２０３ 光線
２０４，２０７ 経路
３００ ＩＭＯＤスタック
３０１ 吸収体層
３０２ 光共振キャビティ
３０３ 反射体
３１１ スペーサ

Claims (50)

1. 光が入射する前面と、該前面と反対の背面とを画定する光起電力デバイスであって、
   前記光起電力デバイスが、
   光起電力活性層と、
   前記光起電力活性層の前面上の導電体と、
   前記導電体の前面を覆うようにパターン化された干渉型マスクと、
   を備えることを特徴とするデバイス。
2. 前記干渉型マスクの前面から反射された光の色が、実質的に、前記導電体と隣接する領域において可視である前記光起電力活性層の色と一致するように、前記干渉型マスクが構成されたことを特徴とする請求項１記載のデバイス。
3. 入射可視光が、前記干渉型マスクの前面からほとんど反射されず、前記干渉型マスクが、法線視野角から黒く見えるように、前記干渉型マスクが構成されたことを特徴とする請求項１記載のデバイス。
4. 前記干渉型マスクの反射率が１０％未満であるように、前記干渉型マスクが構成されたことを特徴とする請求項１記載のデバイス。
5. 前記導電体が、アレイ中の複数の光起電力セル用のバス接続電極を備えることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
6. 前記導電体が、前記光起電力活性層と電気的に接続された電極を備えることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
7. 前記干渉型マスクが、前記導電体上の光共振キャビティ上の吸収体を備えることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
8. 前記光共振キャビティが、前記導電体から前記吸収体を分離するポストによって形成された空隙を備えることを特徴とする請求項７記載のデバイス。
9. 前記空隙の高さが、約４５０Åから１６００Åの間であることを特徴とする請求項８記載のデバイス。
10. 前記光共振キャビティが、誘電体材料の層を備えることを特徴とする請求項７記載のデバイス。
11. 前記誘電体材料の厚さが、約３００Åから１０００Åの間であることを特徴とする請求項１０記載のデバイス。
12. 前記誘電体層が、約１から３の間の屈折率を有することを特徴とする請求項１０記載のデバイス。
13. 前記誘電体層が、前記光起電力デバイスに広がるブランケット層であることを特徴とする請求項１０記載のデバイス。
14. 前記吸収体上にパッシベーション層をさらに備えることを特徴とする請求項７記載のデバイス。
15. 前記パッシベーション層が、二酸化シリコンを含むことを特徴とする請求項１４記載のデバイス。
16. 前記光起電力活性層が、単結晶シリコン、非晶質シリコン、ゲルマニウム、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、セレン化銅インジウムガリウム、テルル化カドミウム、ガリウムヒ素、窒化インジウム、窒化ガリウム、ヒ化ホウ素、窒化インジウムガリウム、及びタンデム型多接合光起電力材料からなる群から選択されたことを特徴とする請求項１記載のデバイス。
17. 前記光起電力活性層が、薄膜光起電力材料を含むことを特徴とする請求項１記載のデバイス。
18. 前記薄膜が、非晶質シリコンを含むことを特徴とする請求項１７記載のデバイス。
19. 前記薄膜が、透明基板の背面上、前記干渉型マスク上及び前記導電体上に形成されることを特徴とする請求項１７記載のデバイス。
20. 前記導電体が、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を介して、前記光起電力材料と電気的に接続されたことを特徴とする請求項１９記載のデバイス。
21. 前記薄膜が、透明基板の背面上かつ前記導電体上に形成され、前記干渉型マスクが、前記透明基板の前面上に形成され及びパターン化されたことを特徴とする請求項１７記載のデバイス。
22. 前記干渉型マスクが、前記透明基板の前面上に反射体を備えた活性ＭＥＭＳデバイスを備えることを特徴とする請求項２１記載のデバイス。
23. 前記光起電力活性層が、干渉型改良光起電力デバイスを備えることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
24. 前記干渉型マスクが、活性ＭＥＭＳデバイスを備えることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
25. 光が入射する前面、及び該前面と反対の背面とを画定する光起電力デバイスであって、
    前記光起電力デバイスが、
    光起電力材料と、
    前記光起電力材料の前面の導電体と、
    前記光起電力材料及び前記導電体の前面の光干渉型マスクと、
    を備え、
    前記マスクが、
    前記光起電力材料の前面の反射型表面と、
    前記反射型表面の前面の光共振キャビティと、
    前記光共振キャビティの前面の吸収体と、
    を備え、
    前記光起電力材料及び前記金属導電体の部分を含む前記光起電力デバイスの前面にわたる可視の色が、実質的に均一であることを特徴とするデバイス。
26. 前記光共振キャビティが、空隙、透明導電体層及び透明誘電体層の２つ以上の複合物を備えることを特徴とする請求項２５記載のデバイス。
27. 入射可視光がほとんど反射されず、前記光起電力デバイスが黒く見えるように、前記光干渉型マスクが構成されたことを特徴とする請求項２５記載のデバイス。
28. 前記金属導電体を覆いかつ前記光起電力材料の部分を露出するように前記光干渉型マスクがパターン化されたことを特徴とする請求項２７記載のデバイス。
29. 前記光干渉型マスク及び前記導電体の１つ以上の層が、スクリーン印刷されたことを特徴とする請求項２５記載のデバイス。
30. 前記導電体が、透明であることを特徴とする請求項２５記載のデバイス。
31. 反射型表面が、前記導電体によって画定されたことを特徴とする請求項２５記載のデバイス。
32. 光起電力デバイスであって、
    前記デバイスが、
    電流を生成する手段であって、前記電流を生成する手段の入射面への入射光から電流を生成する手段と、
    生成された電流を伝導する手段と、
    前記光起電力デバイスの入射面から、前記伝導する手段を干渉的にマスキングする手段と、
    を備えることを特徴とするデバイス。
33. 前記電流を生成する手段が、半導体光起電力活性材料を含むことを特徴とする請求項３２記載のデバイス。
34. 前記伝導する手段が、前記電流を生成する手段と電気的に接続された反射型パターン化前面電極を備えることを特徴とする請求項３２記載のデバイス。
35. 前記干渉的にマスキングする手段が、前記伝導する手段上に吸収体及び光共振キャビティを含むスタックを備え、前記伝導する手段からの反射率を干渉的に低減させるように構成されたことを特徴とする請求項３２記載のデバイス。
36. 光起電力デバイスを製造する方法であって、
    光起電力活性層、パターン化前面導電体及び背面導電体を備えた光起電力発電器を設けるステップと、
    前記光起電力発電器の前面上に複数の層を形成するステップと、
    前記パターン化前面導電体を覆う干渉型変調器を画定するように前記複数の層の一つ以上をパターン化するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
37. 前記複数の層を形成するステップが、前記光起電力活性層の露出された部分によって反射された可視スペクトルと実質的に一致する可視光を反射するように構成された光共振キャビティ及び吸収体を形成するステップを含むことを特徴とする請求項３６記載の方法。
38. 前記干渉型変調器が、前面から黒く見えるように構成されたことを特徴とする請求項３７記載の方法。
39. 干渉型の前記キャビティを形成するステップが、吸収体と誘電体層とを形成するステップを含むことを特徴とする請求項３７記載の方法。
40. パターン化するステップが、前記吸収体と前記誘電体層とをパターン化するステップを含むことを特徴とする請求項３９記載の方法。
41. パターン化するステップが、前記パターン化前面導電体のパターンに従うように前記吸収体をパターン化するステップと、ブランケット層として前記誘電体層を残すステップとを含むことを特徴とする請求項３９記載の方法。
42. パターン化するステップが、前記前面導電体と同一の広がりを持つ前記干渉型変調器を形成するステップを含むことを特徴とする請求項３６記載の方法。
43. 前記光起電力デバイスを設けるステップが、前記複数の層の一つ以上をパターン化すると同時に前記前面導電体をパターン化するステップを含むことを特徴とする請求項４２記載の方法。
44. 前記複数の層を形成及びパターン化するステップが、前記パターン化前面導電体に従うパターンに前記複数の層をスクリーン印刷するステップを含むことを特徴とする請求項３６記載の方法。
45. 光共振キャビティを形成するステップが、空隙及びスペーサを形成するステップを含むことを特徴とする請求項３７記載の方法。
46. 光起電力デバイスを製造する方法であって、
    前記光起電力デバイスが、
    光が入射する前面と、
    前記前面と反対の背面と、
    を備え
    前記方法が、
    前記光起電力デバイスの前面上が黒く見えるように構成された干渉型変調器を形成するステップを含むことを特徴とする方法。
47. 前記光起電力デバイスが、前面反射型導電体を備え、
    前記干渉型変調器を形成するステップが、吸収体、光共振キャビティ及び導電体を形成するステップを含み、
    前記吸収体及び前記光共振キャビティが、前記反射型導電体のパターンに従うようにパターン化されることを特徴とする請求項４６記載の方法。
48. 前記パターン化された吸収体及び光共振キャビティを形成するステップが、スクリーン印刷を行うステップを含むことを特徴とする請求項４７記載の方法。
49. 前記光起電力デバイスが、対向する側を有する透明基板上に形成され、前記前面反射型導電体及び前記干渉型変調器が、前記透明基板の両側上に形成されることを特徴とする請求項４７記載の方法。
50. 前記光起電力デバイスが、前面反射型導電体を備え、
    前記干渉型変調器を形成するステップが、吸収体、光共振キャビティ及び導電体を形成するステップを含み、
    前記吸収体が、前記反射型導電体のパターンに従うようにパターン化されることを特徴とする請求項４６記載の方法。

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