JP6407971B2 - 多層太陽電池デバイス - Google Patents
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Description
TR=(F−B)/(F+B)
光線追跡プログラム(Breault Research Organization,Inc.,Tucson,AZから入手可能なASAP)を使用して、図2に図示してあるものと類似の太陽電池デバイスの効率を計算した。太陽電池デバイスの平面上に課された周期的な境界条件にて、単一の太陽電池が収容されているシミュレーション電池を使用した。この太陽電池は面積が1単位×1単位のものであり、一方、シミュレーション電池は面積が5単位×5単位且つ高さが0.14単位のものであった。グラフィック層は、四角体の規則的配列としてモデル化された。太陽電池デバイスの外部から四角体に入射した光は、グラフィック層により遮断された。このグラフィック層は、半球反射率が96%の四角体の裏面から入射した光に対する拡散反射体としてモデル化された。18×18の四角体の配列を使用し、所望される被覆面積が達成されるように、その四角体のサイズを調節した。グラフィック層の真下は、屈折率が1.50で厚さが0.01単位のガラス層であった。太陽電池を、屈折率が1.50の封入材で覆い、ガラス層の真下に配置した。封入材厚さは、太陽電池の上及び下に0.05単位である。太陽電池材料は、屈折率が4.0になるようなものが選ばれた。45°の入射角で0.25に等しい移送比率を達成するビーズ含有コーティング付きの鏡面反射体からなるミラーが使用された。ビーズコーティングを含めた反射体の厚さは、0.02単位であった。鏡面反射体は、可視範囲内で反射率が96%のクールミラーフィルムであった。封入された太陽電池の下部にミラーが置かれた。封入材とミラーとの間には接着剤層がサンドイッチされている。このミラーは、屈折率が1.41且つ厚さが0.01単位のシリコーン接着剤としてモデル化された。太陽電池材料は、上から入射した光に対する吸収率が100%、表面反射後の下から入射した光に対する反射率が50%のものとしてモデル化された。太陽電池デバイスに入射した光は、Minneapolis,MN,USAにて南部の露光に面し且つ(垂直方向から)25°の角度で傾斜した太陽電池デバイスを用い、太陽光としてモデル化された。入射光は、全年間日及び全日中時間で平均化された。
単結晶Si太陽電池(Changsha Guanghe Solar Co.Ltd.,Changsha ChinaからGHM−5という商標名で市販されている)で、様々なフィルムスタックで被覆されているもの及び被覆されていないものの効率を、標準の光源AM1.5の下で測定した。フィルムスタックは、表2に記載されている。
[1] 多層太陽電池デバイスであって、
反射体と、
前記反射体に隣接して配置された複数の太陽電池と、
前記反射体に対向する面上にあり、前記複数の太陽電池に隣接して配置された部分透過性グラフィックフィルムと、
を含み、前記反射体と前記複数の太陽電池とが第1の間隙により分離され、前記部分透過性グラフィックフィルムと前記複数の太陽電池とが第2の間隙により分離されており、かつ前記複数の太陽電池が相互に離間されていて、前記反射体の開放区域が前記複数の太陽電池で被覆されないようになっている、多層太陽電池デバイス。
[2] 前記部分透過性グラフィックフィルムが、前記部分透過性グラフィックフィルムの約10%〜約70%の第1の主表面を被覆するグラフィックを含む、上記態様1に記載の多層太陽電池デバイス。
[3] 前記反射体が総前面面積Atを有し、前記複数の太陽電池で被覆されていない前記反射体の開放区域が面積Aoを有し、且つAo/Atが少なくとも0.05である、上記態様1に記載の多層太陽電池デバイス。
[4] 前記複数の太陽電池が上面上及び下面上に活性区域を有する、上記態様1に記載の多層太陽電池デバイス。
[5] 前記第1の間隙又は前記第2の間隙のうちの少なくとも1つが封入材を含む、上記態様1に記載の多層太陽電池デバイス。
[6] 前記第1の間隙又は前記第2の間隙のうちの少なくとも1つがガラス層を含む、上記態様1に記載の多層太陽電池デバイス。
[7] 前記第1の間隙又は前記第2の間隙のうちの少なくとも1つが、前記多層太陽電池デバイスの平面に対し平行な方向に前記光の移送を増加させる光方向変換要素を含む、上記態様1に記載の多層太陽電池デバイス。
[8] 前記反射体が半鏡面反射体を含む、上記態様1に記載の多層太陽電池デバイス。
[9] 前記反射体が白色の拡散反射体を含む、上記態様1に記載の多層太陽電池デバイス。
[10] 前記部分透過性グラフィックフィルムが、グラフィックフィルム層と反射層とを有する有孔ラミネートを含む、上記態様1に記載の多層太陽電池デバイス。
[11] 前記部分透過性グラフィックフィルムが、半透明のグラフィックフィルム層と部分反射層とを有する半透明のラミネートを含む、上記態様1に記載の多層太陽電池デバイス。
[12] 前記第2の間隙が、前記複数の太陽電池に隣接する第1の材料を含み、前記第1の材料が屈折率n1を有し、第2の材料が、前記第1の材料と前記部分透過性グラフィックフィルムとの間に配置されており、前記第2の材料が屈折率n2を有し、n1がn2に等しいか又はそれより大きい、上記態様1に記載の多層太陽電池デバイス。
[13] 太陽電池と;
前記太陽電池に隣接するスペクトル的に選択性のある反射体と;
前記太陽電池に対向する前記スペクトル的に選択性のある反射体に隣接するディフューザと;
前記スペクトル的に選択性のある反射体に対向する前記ディフューザに隣接するグラフィックス層と;
を含む、多層太陽電池デバイス。
[14] 前記スペクトル的に選択性のある反射体が多層ポリマーフィルムである、上記態様13に記載の多層太陽電池デバイス。
[15] 前記スペクトル的に選択性のある反射体が有孔である、上記態様13に記載の多層太陽電池デバイス。
[16] 前記ディフューザがビーズ含有ディフューザ層を含む、上記態様13に記載の多層太陽電池デバイス。
[17] 前記ディフューザが、屈折率が1.35未満である層を含む、上記態様13に記載の多層太陽電池デバイス。
[18] 前記グラフィックス層が、前記スペクトル的に選択性のある反射体に対向する前記ディフューザの表面上に印刷パターンを含む、上記態様13に記載の多層太陽電池デバイス。
[19] 前記グラフィックス層が印刷された透明基材を含む、上記態様13に記載の多層太陽電池デバイス。
[20] 前記グラフィックス層が着色接着剤を含む、上記態様13に記載の多層太陽電池デバイス。
[21] 前記グラフィックス層が、前記ディフューザに隣接する印刷層及び前記ディフューザに対向する保護層を含む、上記態様13に記載の多層太陽電池デバイス。
[22] 前記グラフィックス層がエンボスパターンを含む、上記態様13に記載の多層太陽電池デバイス。
Claims (1)
- 多層太陽電池デバイスであって、
反射体と、
前記反射体に隣接して配置された複数の太陽電池と、
前記反射体に対向する面上にあり、前記複数の太陽電池に隣接して配置された部分透過性グラフィックフィルムと、
を含み、前記反射体と前記複数の太陽電池とが第1の間隙により分離され、前記部分透過性グラフィックフィルムと前記複数の太陽電池とが第2の間隙により分離されており、
かつ前記複数の太陽電池が相互に離間されていて、前記反射体の開放区域が前記複数の太陽電池で被覆されないようになっており、
前記部分透過性グラフィックフィルムが、有孔のグラフィックフィルム層と反射層とを有する有孔ラミネートである、多層太陽電池デバイス。
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