JP2021502703A - 高効率且つ角度に耐性のある太陽光発電デバイス用色付きフィルタ組立体 - Google Patents
高効率且つ角度に耐性のある太陽光発電デバイス用色付きフィルタ組立体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021502703A JP2021502703A JP2020525876A JP2020525876A JP2021502703A JP 2021502703 A JP2021502703 A JP 2021502703A JP 2020525876 A JP2020525876 A JP 2020525876A JP 2020525876 A JP2020525876 A JP 2020525876A JP 2021502703 A JP2021502703 A JP 2021502703A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- thickness
- less
- colored
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 67
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims abstract description 50
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 24
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 23
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical group N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 21
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 13
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 claims description 10
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 9
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 6
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(iv) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 4
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 293
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 10
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 9
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000306 component Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 5
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 235000000177 Indigofera tinctoria Nutrition 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 3
- 229940097275 indigo Drugs 0.000 description 3
- COHYTHOBJLSHDF-UHFFFAOYSA-N indigo powder Natural products N1C2=CC=CC=C2C(=O)C1=C1C(=O)C2=CC=CC=C2N1 COHYTHOBJLSHDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000000313 electron-beam-induced deposition Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013041 optical simulation Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si].[Si] SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/0547—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/26—Reflecting filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/0549—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising spectrum splitting means, e.g. dichroic mirrors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
Description
は、インピーダンスの逆数で、ε及びμはそれぞれ誘電率及び透磁率であり、光周波数では磁気の影響を無視できるため、材料の複素屈折率に等しい。アドミタンスの軌跡は、透明な誘電体及び完全な導電体に対する円であり、半導体及び実際の金属などの吸収材に対する螺旋である。構造体のアドミタンスは、基板から始まり、厚みが増すにつれて円形又は螺旋状の軌道上を回転する。層状構造体の終端点のアドミタンスと空気のアドミタンス(1,0)との間の距離により、反射強度は
で決定され、ここで、Y0及びY1はそれぞれ、空気のアドミタンス及び構造体の終端点のアドミタンスを指す。図11では、300nm、400nm、450nm、600nm、800nm、1000nm、及び1100nmを含む様々な波長における、本開示の特定の態様にしたがって作製された受動反射青色フィルタ構造体のアドミタンス図をプロットした。構造体の終端点のアドミタンスと空気とを結ぶ黒線の長さが、構造体の反射率の測定値を提示している。最終的なアドミタンス位置は、(0.76,−0.07)、(1.04,−0.71)、(4.33,0.40)、(1.22,−0.07)、(1.07,0.07)、(1.16,0.04)、及び(1.04,0.03)であり、それぞれ約2.01%、10.84%、39.37%、1.08%、0.23%、0.58%、及び0.06%の反射に相当する。話を簡単にするために、シリカ基板の裏面反射は、ここでの計算では無視した。450nmでの唯一の強い反射強度は、青い外観及び広帯域にわたる高い透過率をよく説明している。
Claims (35)
- 太陽光発電デバイスと共に使用する色付きフィルタであって、前記フィルタは、
第1の側面及び第2の側面を画定する極薄反射層と、
前記極薄反射層の前記第1の側面に隣接する、誘電体材料の透明な第1のペアであって、前記第1のペアは、誘電体材料の第1の層及び別個の誘電体材料の第2の層を備える第1のペアと、
前記極薄反射層の前記第2の側面に隣接する、誘電体材料の透明な第2のペアであって、前記第2のペアは、誘電体材料の第3の層、及び別個の誘電体材料の第4の層を備える第2のペアと
を備え、所定の波長の第1の範囲を有する電磁スペクトルの第1の部分を透過し、所定の波長の第2の範囲を有する前記電磁スペクトルの第2の部分を反射して反射出力を生成することができる色付きフィルタ。 - 前記反射出力は、前記波長の第2の範囲が、前記色付きフィルタに対して約0°から約60°までの範囲の入射角で約80nm以下の変化となるような、最小の角度依存性を示し、角度の影響を受けない色付きフィルタを形成する、請求項1に記載の色付きフィルタ。
- 前記極薄反射層は、アモルファス・シリコン(a−Si)材料を含む、請求項1に記載の色付きフィルタ。
- 前記超薄反射層は、約15nm以下の厚さを有する、請求項1に記載の色付きフィルタ。
- 前記極薄反射層は、約5nm以上約12nm以下の厚さを有する、請求項1に記載の色付きフィルタ。
- 前記所定の波長の第2の範囲を有する前記反射出力は可視光範囲内にあり、赤、緑、青、及びその組合せで構成される群から選択される色を有する、請求項1に記載の色付きフィルタ。
- 前記第1の層、前記第2の層、前記第3の層、及び前記第4の層のそれぞれを形成する前記誘電体材料は、窒化ケイ素(Si3N4)、酸化チタン(TiO2)、二酸化ケイ素(SiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ハフニウム(HfO2)、三酸化モリブデン(MoO3)、五酸化タンタル(Ta2O5)、五酸化ニオブ(Nb2O5)、三酸化タングステン(WO3)、セレン化亜鉛(ZnSe)、硫化亜鉛(ZnS)、酸化アルミニウム(Al2O3)、フッ化マグネシウム(MgF2)、及び屈折率が約1.6以上のポリマーで構成される群から別々に選択される、請求項1に記載の色付きフィルタ。
- 前記第1の層、前記第2の層、前記第3の層、及び前記第4の層のそれぞれを形成する前記誘電体材料は、窒化ケイ素(Si3N4)、セレン化亜鉛(ZnSe)、酸化チタン(TiO2)、及び二酸化ケイ素(SiO2)で構成される群から別々に選択される、請求項1に記載の色付きフィルタ。
- 前記第1の層は、二酸化ケイ素(SiO2)を含み、前記第2の層は酸化チタン(TiO2)を含み、前記第3の層は酸化チタン(TiO2)を含み、前記第4の層は窒化ケイ素(Si3N4)を含むか、又は
前記第1の層は窒化ケイ素(Si3N4)を含み、前記第2の層はセレン化亜鉛(ZnSe)を含み、前記第3の層はセレン化亜鉛(ZnSe)を含み、前記第4の層は窒化ケイ素(Si3N4)を含む、請求項1に記載の色付きフィルタ。 - 前記第1の層は、約50nm以上約300nm以下の厚さを有し、前記第2の層は、約10nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第3の層は約10nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第4の層は約50nm以上約300nm以下の厚さを有する、請求項1に記載の色付きフィルタ。
- 前記所定の波長の第2の範囲を有する前記反射出力は、青色を示し、前記極薄反射層は、約5nm以上約12nm以下の厚さを有し、前記第1の層は、約50nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第2の層は、約10nm以上約150nm以下の厚さを有し、前記第3の層は約10nm以上約150nm以下の厚さを有し、前記第4の層は約50nm以上約200nm以下の厚さを有する、請求項1に記載の色付きフィルタ。
- 前記所定の波長の第2の範囲を有する前記反射出力は、緑色を示し、前記極薄反射層は、約5nm以上約12nm以下の厚さを有し、前記第1の層は、約100nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第2の層は、約10nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第3の層は約10nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第4の層は約100nm以上約200nm以下の厚さを有する、請求項1に記載の色付きフィルタ。
- 前記所定の波長の第2の範囲を有する前記反射出力は、赤色を示し、前記極薄反射層は、約5nm以上約12nm以下の厚さを有し、前記第1の層は、約100nm以上約300nm以下の厚さを有し、前記第2の層は、約10nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第3の層は約10nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第4の層は約100nm以上約300nm以下の厚さを有する、請求項1に記載の色付きフィルタ。
- 色付き反射フィルタであって、
第1の側面及び第2の側面を画定する極薄反射層と、
前記極薄反射層の前記第1の側面に隣接する、誘電体材料の透明な第1のペアであって、前記第1のペアは、誘電体材料の第1の層及び別個の誘電体材料の第2の層を備える第1のペアと、
前記極薄反射層の前記第2の側面に隣接する、誘電体材料の透明な第2のペアであって、前記第2のペアは、誘電体材料の第3の層、及び別個の誘電体材料の第4の層を備える第2のペアと
を具備し、所定の波長の第1の範囲を有する電磁スペクトルの第1の部分を透過し、所定の波長の第2の範囲を有する前記電磁スペクトルの第2の部分を反射して反射出力を生成することができる色付き反射フィルタ、並びに
前記色付き反射フィルタに隣接し、少なくとも1種類の太陽光発電材料を含む太陽光発電デバイス
を備える、角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。 - 前記太陽光発電デバイスの電力変換効率は約18%以上である、請求項14に記載の角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。
- 前記太陽光発電材料は結晶シリコン(c−Si)材料を含む、請求項14に記載の角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。
- 前記極薄反射層は、アモルファス・シリコン(a−Si)材料を含む、請求項14に記載の角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。
- 前記極薄反射層は、約15nm以下の厚さを有する、請求項14に記載の角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。
- 前記所定の波長の第2の範囲を有する前記反射出力は可視光範囲内にあり、赤、緑、青、及びその組合せで構成される群から選択される色を有する、請求項14に記載の角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。
- 前記第1の層、前記第2の層、前記第3の層、及び前記第4の層のそれぞれを形成する前記誘電体材料は、窒化ケイ素(Si3N4)、酸化チタン(TiO2)、二酸化ケイ素(SiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ハフニウム(HfO2)、三酸化モリブデン(MoO3)、五酸化タンタル(Ta2O5)、五酸化ニオブ(Nb2O5)、三酸化タングステン(WO3)、セレン化亜鉛(ZnSe)、硫化亜鉛(ZnS)、酸化アルミニウム(Al2O3)、フッ化マグネシウム(MgF2)、及び屈折率が約1.6以上のポリマーで構成される群から別々に選択される、請求項14に記載の角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。
- 前記第1の層、前記第2の層、前記第3の層、及び前記第4の層のそれぞれを形成する前記誘電体材料は、窒化ケイ素(Si3N4)、セレン化亜鉛(ZnSe)、酸化チタン(TiO2)、及び二酸化ケイ素(SiO2)で構成される群から別々に選択される、請求項14に記載の角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。
- 前記第1の層は、二酸化ケイ素(SiO2)を含み、前記第2の層は酸化チタン(TiO2)を含み、前記第3の層は酸化チタン(TiO2)を含み、前記第4の層は窒化ケイ素(Si3N4)を含むか、又は
前記第1の層は窒化ケイ素(Si3N4)を含み、前記第2の層はセレン化亜鉛(ZnSe)を含み、前記第3の層はセレン化亜鉛(ZnSe)を含み、前記第4の層は窒化ケイ素(Si3N4)を含む、請求項14に記載の角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。 - 前記第1の層は、約50nm以上約300nm以下の厚さを有し、前記第2の層は、約10nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第3の層は約10nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第4の層は約50nm以上約300nm以下の厚さを有する、請求項14に記載の角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。
- 前記所定の波長の第2の範囲を有する前記反射出力は、青色を示し、前記極薄反射層は、約5nm以上約12nm以下の厚さを有し、前記第1の層は、約50nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第2の層は、約10nm以上約150nm以下の厚さを有し、前記第3の層は約10nm以上約150nm以下の厚さを有し、前記第4の層は約50nm以上約200nm以下の厚さを有する、請求項14に記載の角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。
- 前記所定の波長の第2の範囲を有する前記反射出力は、緑色を示し、前記極薄反射層は、約5nm以上約12nm以下の厚さを有し、前記第1の層は、約100nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第2の層は、約10nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第3の層は約10nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第4の層は約100nm以上約200nm以下の厚さを有する、請求項14に記載の角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。
- 前記所定の波長の第2の範囲を有する前記反射出力は、赤色を示し、前記極薄反射層は、約5nm以上約12nm以下の厚さを有し、前記第1の層は、約100nm以上約300nm以下の厚さを有し、前記第2の層は、約10nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第3の層は約10nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第4の層は約100nm以上約300nm以下の厚さを有する、請求項14に記載の角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。
- 太陽光発電デバイスと共に使用する能動色付き反射フィルタであって、前記能動色付き反射フィルタは、
第1の側面及び第2の側面を画定する極薄反射層と、
第1の極性を有する第1の透明電極と、
前記第1の極性と反対の第2の極性を有する第2の透明電極と
を備え、所定の波長の第1の範囲を有する電磁スペクトルの第1の部分を透過し、所定の波長の第2の範囲を有する前記電磁スペクトルの第2の部分を反射して反射出力を生成することができる、能動色付き反射フィルタ。 - 前記反射出力は、前記所定の波長の第2の範囲が、前記能動色付き反射フィルタに対して約0°から約60°までの範囲の入射角で約80nm以下の変化となるような、最小の角度依存性を示し、角度の影響を受けない能動反射色付きフィルタを形成する、請求項27に記載の能動色付き反射フィルタ。
- 前記第1の透明電極と前記極薄反射層との間に配置される第1の電荷輸送層、並びに前記極薄反射層と前記第2の透明電極との間に配置される第2の電荷輸送層をさらに備える、請求項27に記載の能動色付き反射フィルタ。
- 前記第1の透明電極と前記極薄反射層との間に配置される第1のドープ層、並びに前記極薄反射層と前記第2の透明電極との間に配置される第2のドープ層をさらに備える、請求項27に記載の能動色付き反射フィルタ。
- 前記極薄反射層は、アモルファス・シリコン(a−Si)材料を含み、前記第1のドープ層は、n型のドープされた酸化シリコン(SiOX)を含み、前記第2のドープ層は、p型のドープされた酸化シリコン(SiOX)を含み、前記第1の透明電極及び前記第2の透明電極は、アルミニウムのドープされた酸化亜鉛(AZO)、インジウム・スズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、マグネシウム及びガリウムの共ドープされた酸化亜鉛(MGZO)、ホウ素のドープされた酸化亜鉛(BZO)、及びその組合せで構成される群から選択される材料を別々に含む、請求項30に記載の能動色付き反射フィルタ。
- 前記第1の透明電極は、約50nm以上約200nm以下の厚さを有し、前記第2の透明電極は、約750nm以上約1.5マイクロメートル以下の厚さを有し、前記第1のドープ層は、約10nm以上約20nm以下の厚さを有し、前記第2のドープ層は、約5nm以上約20nm以下の厚さを有し、前記極薄反射層は約5nm以上約55nm以下の厚さを有する、請求項30に記載の能動色付き反射フィルタ。
- 能動色付き反射フィルタであって、
第1の側面及び第2の側面を画定する極薄反射層と、
第1の極性を有する第1の透明電極と、
前記第1の極性と反対の第2の極性を有する第2の透明電極と
を具備し、所定の波長の第1の範囲を有する電磁スペクトルの第1の部分を透過し、所定の波長の第2の範囲を有する前記電磁スペクトルの第2の部分を反射して、最小の角度依存性を示す反射出力を生成することができる能動色付き反射フィルタ、並びに
前記能動色付き反射フィルタに隣接し、少なくとも1種類の太陽光発電材料を含む太陽光発電デバイス
を備える、角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。 - 前記第1の透明電極及び第2の透明電極は、インジウム・スズ酸化物(ITO)及びインジウム亜鉛酸化物(IZO)で構成される群から別々に選択される材料を含み、前記極薄反射層はアモルファス・シリコン(a−Si)材料を含み、且つ前記太陽光発電材料は結晶シリコン(c−Si)を含む、請求項33に記載の角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。
- 前記能動色付き反射フィルタは、前記第1の透明電極と前記極薄反射層との間に配置される第1のドープ層、並びに前記極薄反射層と前記第2の透明電極との間に配置される第2のドープ層をさらに備える、請求項33に記載の角度の影響を受けない色付き太陽光発電デバイス組立体。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201762583966P | 2017-11-09 | 2017-11-09 | |
US62/583,966 | 2017-11-09 | ||
PCT/US2018/060147 WO2019094810A1 (en) | 2017-11-09 | 2018-11-09 | Colored filter assemblies for highly-efficient and angle-robust photovoltaic devices |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021502703A true JP2021502703A (ja) | 2021-01-28 |
JP7345793B2 JP7345793B2 (ja) | 2023-09-19 |
Family
ID=66438633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020525876A Active JP7345793B2 (ja) | 2017-11-09 | 2018-11-09 | 高効率且つ角度に耐性のある太陽光発電デバイス用色付きフィルタ組立体 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11367801B2 (ja) |
JP (1) | JP7345793B2 (ja) |
CN (1) | CN111742415A (ja) |
WO (1) | WO2019094810A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11367801B2 (en) | 2017-11-09 | 2022-06-21 | The Regents Of The University Of Michigan | Colored filter assemblies for highly-efficient and angle-robust photovoltaic devices |
WO2022210727A1 (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 出光興産株式会社 | 光電変換素子および光電変換素子の製造方法 |
WO2023106408A1 (ja) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 | 国立大学法人東京工業大学 | 色調整板、太陽電池モジュール、色調整板の製造方法、成膜方法、及び、成膜装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11314004B2 (en) * | 2019-04-08 | 2022-04-26 | Visera Technologies Company Limited | Optical filters and methods for forming the same |
CN115696011B (zh) * | 2022-10-27 | 2024-05-14 | 华中科技大学 | 一种基于相变材料的电可控彩色滤光阵列及人工视觉系统 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016500799A (ja) * | 2012-09-20 | 2016-01-14 | スイスインソ・ソシエテ・アノニム | 太陽エネルギーシステムに適した着色反射および高日射透過率を有する積層グレージング(laminatedglazing) |
US20160254403A1 (en) * | 2013-11-01 | 2016-09-01 | The Regents Of The University Of Michigan | Decorative dual-function photovoltaic devices generating angle insensitive transmissive or reflective colors |
JP2017511502A (ja) * | 2014-04-01 | 2017-04-20 | トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ,インコーポレイティド | 色シフトのない多層構造 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5403405A (en) * | 1992-06-30 | 1995-04-04 | Jx Crystals, Inc. | Spectral control for thermophotovoltaic generators |
WO2011139785A2 (en) | 2010-04-27 | 2011-11-10 | The Regents Of The University Of Michigan | Display device having plasmonic color filters and photovoltaic capabilities |
JP2014515839A (ja) * | 2011-04-20 | 2014-07-03 | ザ・リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミシガン | 最小角度依存性を有する表示装置及びイメージング用のスペクトルフィルタリング |
EP2793271A1 (en) | 2013-04-16 | 2014-10-22 | CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement | Solar photovoltaic module |
US10012775B2 (en) * | 2013-06-24 | 2018-07-03 | University Of Houston System | Composite filter for visible light transmission and long wave reflection |
US10073191B2 (en) | 2014-02-25 | 2018-09-11 | Massachusetts Institute Of Technology | Methods and apparatus for broadband angular selectivity of electromagnetic waves |
US10078142B2 (en) | 2014-03-26 | 2018-09-18 | California Institute Of Technology | Sensor integrated metal dielectric filters for solar-blind silicon ultraviolet detectors |
WO2015155356A1 (en) * | 2014-04-10 | 2015-10-15 | CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement | Solar photovoltaic module |
US11152888B2 (en) * | 2017-07-27 | 2021-10-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | High efficiency photovoltaic cells with suppressed radiative emission due to chemical nonequilibrium of photoelectrons |
CN111742415A (zh) | 2017-11-09 | 2020-10-02 | 密歇根大学董事会 | 用于高效且角度稳健的光伏器件的彩色滤光器组合件 |
-
2018
- 2018-11-09 CN CN201880079700.0A patent/CN111742415A/zh active Pending
- 2018-11-09 US US16/762,774 patent/US11367801B2/en active Active
- 2018-11-09 WO PCT/US2018/060147 patent/WO2019094810A1/en active Application Filing
- 2018-11-09 JP JP2020525876A patent/JP7345793B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016500799A (ja) * | 2012-09-20 | 2016-01-14 | スイスインソ・ソシエテ・アノニム | 太陽エネルギーシステムに適した着色反射および高日射透過率を有する積層グレージング(laminatedglazing) |
US20160254403A1 (en) * | 2013-11-01 | 2016-09-01 | The Regents Of The University Of Michigan | Decorative dual-function photovoltaic devices generating angle insensitive transmissive or reflective colors |
JP2017511502A (ja) * | 2014-04-01 | 2017-04-20 | トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ,インコーポレイティド | 色シフトのない多層構造 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11367801B2 (en) | 2017-11-09 | 2022-06-21 | The Regents Of The University Of Michigan | Colored filter assemblies for highly-efficient and angle-robust photovoltaic devices |
WO2022210727A1 (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 出光興産株式会社 | 光電変換素子および光電変換素子の製造方法 |
WO2023106408A1 (ja) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 | 国立大学法人東京工業大学 | 色調整板、太陽電池モジュール、色調整板の製造方法、成膜方法、及び、成膜装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7345793B2 (ja) | 2023-09-19 |
WO2019094810A1 (en) | 2019-05-16 |
CN111742415A (zh) | 2020-10-02 |
US11367801B2 (en) | 2022-06-21 |
US20200365751A1 (en) | 2020-11-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7345793B2 (ja) | 高効率且つ角度に耐性のある太陽光発電デバイス用色付きフィルタ組立体 | |
Ji et al. | Vivid-colored silicon solar panels with high efficiency and non-iridescent appearance | |
Soman et al. | Colored solar cells with spectrally selective photonic crystal reflectors for application in building integrated photovoltaics | |
Lee et al. | Colored, see-through perovskite solar cells employing an optical cavity | |
KR101127182B1 (ko) | 컬러 모듈레이션이 제공된 태양전지 및 그 제조 방법 | |
CN105144397B (zh) | 太阳能光伏模块 | |
US20100096006A1 (en) | Monolithic imod color enhanced photovoltaic cell | |
US20100096011A1 (en) | High efficiency interferometric color filters for photovoltaic modules | |
US11908966B2 (en) | Solar module with patterned cover plate and optical interference layer | |
KR101858570B1 (ko) | 창호형 박막 태양전지 및 이의 제조방법 | |
WO2020020015A1 (en) | Solar module with patterned cover plate and optical interference layer | |
WO2017090056A1 (en) | Solar module with selective colored coating | |
Cho et al. | Color tuning in Cu (In, Ga) Se2 thin‐film solar cells by controlling optical interference in transparent front layers | |
O’Brien et al. | Selectively transparent and conducting photonic crystal rear-contacts for thin-film silicon-based building integrated photovoltaics | |
US20100154881A1 (en) | Transparent solar cell module and method of fabricating the same | |
Kim et al. | Bifacial color‐tunable transparent photovoltaics for application as building‐integrated photovoltaics | |
Lee et al. | Microcavity-integrated colored semitransparent hybrid photovoltaics with improved efficiency and color purity | |
CN115244722A (zh) | 用于中性颜色的透光光伏器件的方法和系统 | |
EP2806464B1 (en) | Colored solar cells and panels containing the same | |
CN114447229A (zh) | 一种宽角度入射颜色不变彩色太阳能电池 | |
JP2023545690A (ja) | 透明光起電力素子を伴う低放射率色中立断熱ガラスユニットのための方法及びシステム | |
RU150125U1 (ru) | Фотовольтаическая ячейка | |
Elsehrawy et al. | Structural color coatings for single junction and multijunction solar cells-optical spectroscopy, colorimetric photography, and power loss analysis | |
KR20230060269A (ko) | 양면수광형 투명태양전지 및 그 제조방법 | |
Lee et al. | Semi-transparent and colored photovoltaic structures by using ultra-thin a-Si |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200522 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211028 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220831 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221004 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230104 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230426 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230714 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230802 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230829 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7345793 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |