JP2013524282A - 太陽電池に使用される埋め込み空洞を有する積層構造体および関連する製造方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図7
Description
− その中への光透過を可能にする実質的に光透過性材料を好ましくは含む、プラスチックまたはガラス板などの第1の担体要素と、
− いくつかの表面レリーフ形態を含み、かつそこへの光入射に対して少なくとも1つの所定の光学機能を有する少なくとも1つの表面レリーフパターンが設けられたプラスチックまたはガラス板などの第2の担体要素であって、その中への光透過を可能にする実質的に光透過性材料を好ましくは含む第2の担体要素と、
を含み、
少なくとも1つの表面レリーフパターンが組み立てられた積層構造体内に埋め込まれ、かついくつかの関連の光学機能性空洞が前記第1および第2の担体要素の界面に形成されるように、第1および第2の担体要素は互いに積層されている。
− その中への光透過を可能にする実質的に光透過性材料を好ましくは含むプラスチックまたはガラス板などの第1の担体要素を入手すること、
− いくつかの表面レリーフ形態を含み、かつ入射光に対して少なくとも1つの所定の光学機能を有する少なくとも1つの表面レリーフパターンが設けられたプラスチックまたはガラス板などの第2の担体要素であって、その中への光透過を可能にする実質的に光透過性材料を好ましくは含む第2の担体要素を入手すること、および
− 少なくとも1つの表面レリーフパターンが組み立てられた積層構造体内に埋め込まれるように、第1および第2の担体要素を互いに積層すること、
を含む。
number of)」という表現は、本明細書では1から始まる任意の正の整数、例えば、1、2または3を指す。
plurality of)」という表現は、本明細書では2から始まる任意の正の整数、例えば、2、3または4を指す。
Claims (25)
- 太陽光技術関連での用途に適した集積化積層構造体であって、
− その中への光透過を可能にする実質的に光透過性材料を任意に含む、プラスチックまたはガラス板などの第1の担体要素と、
− いくつかの表面レリーフ形態を含み、かつ入射光に対して少なくとも1つの所定の光学機能を有する少なくとも1つの表面レリーフパターンが設けられた第2の担体要素であって、その中への光透過を可能にする実質的に光透過性材料を任意に含む第2の担体要素と、
を含み
前記少なくとも1つの表面レリーフパターンが前記組み立てられた積層構造体内に埋め込まれ、いくつかの関連の光学機能性空洞が前記第1および第2の担体要素の界面に形成されるように、前記第1および第2の担体要素は互いに積層されている、集積化積層構造体。 - 前記積層体内に形成された空洞は、好ましくは一方または両方の前記担体要素に対して異なる屈折率を有する、前記第2および任意で第1の担体要素の材料とは異なる流体または固体を含む、請求項1に記載の集積化積層構造体。
- 形成された空洞は、好ましくは前記第2および/または第1の担体要素の材料などの周囲の材料のうちの1つとは異なる屈折率を有する実質的に空気または他の気体媒体を含む、前記請求項のいずれかに記載の集積化積層構造体。
- 形成された空洞は、好ましくは周囲の材料のうちの1つとは異なる屈折率を有する液体またはゲルを含む、前記請求項のいずれかに記載の集積化積層構造体。
- 前記第2の担体要素は、好ましくは前記第1の担体要素よりも実質的に薄い実質的にフィルムであり、任意で屈曲可能なフィルムである、前記請求項のいずれかに記載の集積化積層構造体。
- 機能性の任意で光学機能性のフィルムをさらに含む、前記請求項のいずれかに記載の集積化積層構造体。
- 前記埋め込み表面レリーフパターンは、前記構造体に入った日光などの入射光を結合するように構成されており、結合された前記入射角は、任意で少なくとも約130°の全範囲を画定しており、前記埋め込み表面レリーフパターンは、実質的に太陽電池の所定の方向に向かって前記入射光を視準機能に結合させるように構成されている、前記請求項のいずれかに記載の集積化積層構造体。
- 反結合および/または光が前記パターンまたは形態に到着した方向に実質的に戻るように光を再方向づけすることによって内部光捕捉のために構成された埋め込み表面レリーフパターンまたは形態、および内部光結合および/または任意で反射機能なしで再方向づけするように構成された埋め込み表面レリーフパターンまたは形態からなる群から選択された少なくとも1つの要素を含む、前記請求項のいずれかに記載の集積化積層構造体。
- 共通の機能または少なくとも一緒に設計された複数の機能を有する表面レリーフ形態の少なくとも部分的に埋め込まれた多層パターンを含み、前記多層パターンは、前記積層構造体内で互いに積層された1つ以上の要素によって形成されていてもよい、前記請求項のいずれかに記載の集積化積層構造体。
- 好ましくは、前記埋め込み表面レリーフパターンの光学機能としては、光方向づけ機能、光捕捉機能、反射機能、透過機能、半透過機能、結合機能、光取り込み機能、光取り出し機能、偏光機能、回析機能、屈折機能、防眩機能、不透明機能、反射防止機能、視準機能、前視準機能、レンズ機能、収束機能、発散機能、波長修正機能、散乱機能、着色機能、媒体分配機能および拡散機能の群から選択される少なくとも1つの機能が挙げられる、前記請求項のいずれかに記載の集積化積層構造体。
- 前記第1、第2またはさらなる担体要素は、プラスチック、エラストマー、ポリマー、ガラス、半導体、シリコン、接着剤、樹脂およびセラミック材料からなる群から選択された少なくとも1種の材料を含む、前記請求項のいずれかに記載の集積化積層構造体。
- 機能性コーティングおよび/または表面レリーフパターンなどの表面構造体を含む、前記請求項のいずれかに記載の集積化積層構造体。
- 前記コーティングおよび/または表面構造体は、反射防止機能、疎水機能、親水機能および自己洗浄機能からなる群から選択された少なくとも1つの機能を有する、請求項12に記載の集積化積層構造体。
- ミクロン以下の大きさの前記埋め込み表面レリーフパターン内にいくつかの形態を含む、前記請求項のいずれかに記載の集積化積層構造体。
- 前記表面レリーフパターンは、溝、突起部、隆起部、凹部、バイナリー形態、傾斜形態、長方形形態、正方形形態、三角形形態、回折格子ピクセル形態、台形形態、二等辺台形形態およびレンズ形態からなる群から選択された少なくとも1つの形態を含む、前記請求項のいずれかに記載の集積化積層構造体。
- 好ましくはその集積された固定部分として、請求項1〜15のいずれかに記載の集積化積層構造体を含む太陽電池構造体。
- その表面積を増加させる表面レリーフパターンが設けられた半導体材料含有要素を含む、請求項16に記載の太陽電池構造体。
- 前記表面レリーフパターンは、前記太陽電池の効率を上げるために、前記材料内への光吸収を高めかつ/またはそこからの反射を減少させるように構成されている、請求項17に記載の太陽電池構造体。
- 太陽光技術関連での用途に適した集積化積層構造体であって、少なくとも2つの要素を含み、そのうちの少なくとも1つ、任意で両方は、実質的に光透過性材料を含み、いずれかの要素の少なくとも1つの表面レリーフパターンが前記積層構造体内に埋め込まれるように前記要素は互いに積層されている、集積化積層構造体。
- 請求項1〜15のいずれかに記載の太陽電池構造体および積層構造体を含むシステムであって、前記積層構造体は、前記太陽電池構造体上に配置され、かつ任意で積層化などによって固定されているシステム。
- 太陽光技術関連での光学的用途のために、太陽電池が組み込まれているか少なくとも太陽電池上に配置された構造体などの集積化構造体を組み立てる方法であって、
− その中への光透過を可能にする実質的に光透過性材料を任意に含む、プラスチックまたはガラス板などの第1の担体要素を入手すること、
− いくつかの表面レリーフ形態を含み、かつ入射光に対して少なくとも1つの所定の光学機能を有する少なくとも1つの表面レリーフパターンが設けられた第2の担体要素であって、その中への光透過を可能にする実質的に光透過性材料を含む第2の担体要素を入手すること、および
− 前記少なくとも1つの表面レリーフパターンが前記組み立てられた積層構造体内に埋め込まれ、かついくつかの空洞が前記第1および第2の担体要素の界面に形成されるように、任意でロールツーロール法で、前記第1および第2の担体要素を互いに積層すること、
を含む方法。 - 表面レリーフ製造用マスターを製造する間に、表面レリーフ形態のパターンを有するプレマスターを作製し、かつ前記パターン内にインクなどの好ましくは除去可能な材料を含めて、そのいくつかの形態を充填し、よって、前記マスターへのそれらの流入を防止することによって、前記パターンを調節して前記マスターを作製する、請求項21に記載の方法。
- エンボス加工、転写、リソグラフィー、成形、ミクロ成形および鋳造からなる群から選択される少なくとも1つの技術を用いて表面レリーフ形態を作製する、請求項21または22に記載の方法。
- 前記表面レリーフパターンの積層化および/または形成の間に、接着剤および/または硬化を適用する、請求項21〜23のいずれかに記載の方法。
- 前記第2の担体要素は、前記少なくとも1つの表面レリーフパターンの母材となるのに適した硬化性ラッカーなどの硬化材料を含むか、それが設けられている、請求項21〜24のいずれかに記載の方法。
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