JPS627170A - 透明な光起電力モジユ−ル - Google Patents
透明な光起電力モジユ−ルInfo
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- Photovoltaic Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明の背景
本発明に一般に光起電力（ｐｈｏｔｏｖｏ目ａｓｃ）技
術に関しそしてさらに特定的には透明な前方及び後方電
極配列を有する薄いフィルムの光起電力モジュールに関
する。
術に関しそしてさらに特定的には透明な前方及び後方電
極配列を有する薄いフィルムの光起電力モジュールに関
する。
透明な導電性電極を有する第１の光が入る表面から金属
電極フィルムにより被わｎた第２の後方表面に延びてい
る先行技術の光電池は典型的に不透明であった。金属の
後方電極はそれらがデバイスの捕集効率を増大しそして
電気を発生するために使用するために未使用光を半導体
層中に反射して戻す導電性及び反射性の両方であるが故
に好まれた。
電極フィルムにより被わｎた第２の後方表面に延びてい
る先行技術の光電池は典型的に不透明であった。金属の
後方電極はそれらがデバイスの捕集効率を増大しそして
電気を発生するために使用するために未使用光を半導体
層中に反射して戻す導電性及び反射性の両方であるが故
に好まれた。
光起電力バネルに伴なわｎる重大問題は太陽が完全に見
えるところにこｎらを配置するのに必要とされる空間で
ある°。もし１日の１部分またはすべての量子透明モジ
ュールが他のモジュール上に影を投げるならばそ゛の第
２モジユールの影にされた部分は電流発生システムから
有効に除去さｎてしまり。
えるところにこｎらを配置するのに必要とされる空間で
ある°。もし１日の１部分またはすべての量子透明モジ
ュールが他のモジュール上に影を投げるならばそ゛の第
２モジユールの影にされた部分は電流発生システムから
有効に除去さｎてしまり。
モジュール寸法及び容積の問題を解決するための一つの
方法に上部配列中を吸収されないで通過する元が下部配
列により吸収されるように電池の−１の配列が電池の他
方の配列上に配置されるように積み重ねられたモジュー
ルを形成することである。米国特許第４．４６１．９２
２号は上部の薄いフィルムの、ｐ４ｔネルが光起電力の
目的のために使用されない光を低部パネルに通過させる
ための一対の透明な電極を有する積み重ねられた配置を
開示している。しかしながら、そのようなモジュールは
製造するために単一パネルよ−りいっそう費用がかかり
そして入射光に対して不透明である。
方法に上部配列中を吸収されないで通過する元が下部配
列により吸収されるように電池の−１の配列が電池の他
方の配列上に配置されるように積み重ねられたモジュー
ルを形成することである。米国特許第４．４６１．９２
２号は上部の薄いフィルムの、ｐ４ｔネルが光起電力の
目的のために使用されない光を低部パネルに通過させる
ための一対の透明な電極を有する積み重ねられた配置を
開示している。しかしながら、そのようなモジュールは
製造するために単一パネルよ−りいっそう費用がかかり
そして入射光に対して不透明である。
その反対表面で太陽エネルギーを受容することができる
に面′配列がソーラーエネルギー（Ｓｏｔａｒ−Ｅｎｅ
ｒｆｙ） ２９−５ （１９８２）の１１４１９〜４２
０頁のクエバス（Ｏｕｅｖａｓ）等による１５０パーセ
ントモア アウトプット パワー フロム アン アル
ベド コレクティング フラット パネル ユースイン
クハイフエーシアル ソーラー セルノ （５（ＪＰｅ
ｒｃｅｎｔ Ｍｏｒｅ’０ｕｔｐｕｔ Ｐｏｗｅｒ
Ｆｒｏｍ Ａｎ ｋｌ−ｂｅｄｏ ０ｏＬＬｅｃ
ｔｉｎｆ Ｆｔａｔ ＰａｎｅＬＵｓｉａｆ Ｂｉｆａ
ｃｉａｔＢｏｔａ ｒ ０ｅｕｓ ） ’に開示されて
いる。その中に開示された配列にその反対の主要表面上
の拡散された領域を有する複数のｐ−タイプの結晶質基
体を含む。各々の基体に反対方向からの光を受容するこ
とが出来る１対の独立した太陽電池を形成する。
に面′配列がソーラーエネルギー（Ｓｏｔａｒ−Ｅｎｅ
ｒｆｙ） ２９−５ （１９８２）の１１４１９〜４２
０頁のクエバス（Ｏｕｅｖａｓ）等による１５０パーセ
ントモア アウトプット パワー フロム アン アル
ベド コレクティング フラット パネル ユースイン
クハイフエーシアル ソーラー セルノ （５（ＪＰｅ
ｒｃｅｎｔ Ｍｏｒｅ’０ｕｔｐｕｔ Ｐｏｗｅｒ
Ｆｒｏｍ Ａｎ ｋｌ−ｂｅｄｏ ０ｏＬＬｅｃ
ｔｉｎｆ Ｆｔａｔ ＰａｎｅＬＵｓｉａｆ Ｂｉｆａ
ｃｉａｔＢｏｔａ ｒ ０ｅｕｓ ） ’に開示されて
いる。その中に開示された配列にその反対の主要表面上
の拡散された領域を有する複数のｐ−タイプの結晶質基
体を含む。各々の基体に反対方向からの光を受容するこ
とが出来る１対の独立した太陽電池を形成する。
その電池にグリッド−タイプ接触子の使用を包含する費
用のかかる結晶質の珪素技術に従って造ら几そしていず
ｎかからの方向から半導体材料に到達するすべての照射
線を吸収する。
用のかかる結晶質の珪素技術に従って造ら几そしていず
ｎかからの方向から半導体材料に到達するすべての照射
線を吸収する。
２つの透明な接触子を有する薄いフィルム電池はサンジ
エゴでの１９８２年９月２７日〜３０日の第１６回Ｉ’
ｇ Ｅ ｇ光起電力専門家会議（Ｉ Ｅ Ｂ Ｂ Ｐ
ｈｏｔｏｖｏｔｔａｉｃ８ｐｅｃｉａＬｉｓｔｓ Ｃｏ
ｎｆｅｒｅｎｃｅ）でコナガイ（Ｋｏｎａｆａｉ）等に
よる１ザ エフェクト オプ リサイジュアルインビュ
リテイ ビー オア ビー オン フォトゲルティック
プロパティズ オプ・アモルフオス シリコン ソー
ラー セルノ （Ｔｈｅ Ｅ５７ｅｃｔ ’ｏｆ
ＲｅｓｉｄｕａｔＩｍｐｕｒｉｔｙ Ｂ ｏｉ Ｐ ｏ
ｎ Ｐｈｏｔｏｖｏｔｔａｉｃ ′Ｐｒｏｐｅ
ｒｔｉｅｓ ｏｆ Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ５ｉｔｉｃｏ
ｎ ５ｏｔａｒ ０ｅｔｔｓ）”に記載さｎていたがし
かし電池のｐ一層またに電池のニー屡のいずれかをとお
しての電池の独立したイルミネーションによるキャリヤ
ーの発生を調べるための実験的手段としてのみである。
エゴでの１９８２年９月２７日〜３０日の第１６回Ｉ’
ｇ Ｅ ｇ光起電力専門家会議（Ｉ Ｅ Ｂ Ｂ Ｐ
ｈｏｔｏｖｏｔｔａｉｃ８ｐｅｃｉａＬｉｓｔｓ Ｃｏ
ｎｆｅｒｅｎｃｅ）でコナガイ（Ｋｏｎａｆａｉ）等に
よる１ザ エフェクト オプ リサイジュアルインビュ
リテイ ビー オア ビー オン フォトゲルティック
プロパティズ オプ・アモルフオス シリコン ソー
ラー セルノ （Ｔｈｅ Ｅ５７ｅｃｔ ’ｏｆ
ＲｅｓｉｄｕａｔＩｍｐｕｒｉｔｙ Ｂ ｏｉ Ｐ ｏ
ｎ Ｐｈｏｔｏｖｏｔｔａｉｃ ′Ｐｒｏｐｅ
ｒｔｉｅｓ ｏｆ Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ５ｉｔｉｃｏ
ｎ ５ｏｔａｒ ０ｅｔｔｓ）”に記載さｎていたがし
かし電池のｐ一層またに電池のニー屡のいずれかをとお
しての電池の独立したイルミネーションによるキャリヤ
ーの発生を調べるための実験的手段としてのみである。
その記事に透明な電池のための実際的使用を提案してい
ないしそして電池の二つの側に同時に照らされない。
ないしそして電池の二つの側に同時に照らされない。
したがって、！池装置に伴なう問題を軽減しそして太陽
スペクトルにわたって光をよりよく利用する費用のかか
らない太陽モジュールを提供することが多くの適用にお
いて望ましい。
スペクトルにわたって光をよりよく利用する費用のかか
らない太陽モジュールを提供することが多くの適用にお
いて望ましい。
本発明による光起電力モジュール扛（イ）少なくとも１
つの光起電力領域を含有しそして第１の主要な表面及び
反対に向けられた第２の主要な表面を有する薄いフィル
ムの半導体層、仲）半導体層の第１表面への電気的接続
を確立するためのそして太陽スペクトルの第１部分にわ
たって半導体層に入射光を伝達するための第１の透明な
電極装置及び（ハ）半導体層の第２表面への電気的接続
を確立してそして太陽スペクトルの第２部分にわたって
半導体層に入射光を伝達するための第２の透明な電極装
置を含む。
つの光起電力領域を含有しそして第１の主要な表面及び
反対に向けられた第２の主要な表面を有する薄いフィル
ムの半導体層、仲）半導体層の第１表面への電気的接続
を確立するためのそして太陽スペクトルの第１部分にわ
たって半導体層に入射光を伝達するための第１の透明な
電極装置及び（ハ）半導体層の第２表面への電気的接続
を確立してそして太陽スペクトルの第２部分にわたって
半導体層に入射光を伝達するための第２の透明な電極装
置を含む。
好ましい態様において、第２電極はモジュールが第１ｔ
ｌｉから半導体層中を通過する光の少なくとも１部分を
伝達するように半導体層を大気に光学的につなぐように
造ら几る。電極はモジュールによる光の伝達を最大にし
あるいに光の赤外成分の伝達を選択的に減衰するように
造られることか出来る。後者の目的にモジュールのすべ
ての層の光学的性質、例えばそｎらの屈折率、透明度、
吸光係数、物理的厚さ、組織及び禁止帯幅の注意深いコ
ントロールにより達成されることかできる。
ｌｉから半導体層中を通過する光の少なくとも１部分を
伝達するように半導体層を大気に光学的につなぐように
造ら几る。電極はモジュールによる光の伝達を最大にし
あるいに光の赤外成分の伝達を選択的に減衰するように
造られることか出来る。後者の目的にモジュールのすべ
ての層の光学的性質、例えばそｎらの屈折率、透明度、
吸光係数、物理的厚さ、組織及び禁止帯幅の注意深いコ
ントロールにより達成されることかできる。
同時は、第１電極、半導体層及び第２電極に可視光の伝
達を最大にするように造られる。
達を最大にするように造られる。
本発明のモジュール中ム
わたって光に対して透明なのでそれらは従来のガラスの
代りに使用さ几てその結果伝達された光に別の非起電力
目的に役に立つ。そのような用途の例に赤外光に伴なう
熱の存在なしに可視光が透過されることが望まｎる窓、
天窓及び乗物サンルーフを包含する。半導体層のスペク
トル応答及、びその透明な電極の屈折特性に通用の必要
性にモジュールを１同調させる（ｔｕｎｅ）’させるよ
うに調節される。したがって、モジュールに電流発生の
光起電力機能を果しそして屈折性被覆を有する窓の濾過
機能を果す。モジュールが従来のガラスの代りに使用さ
れるので配置及び貯蔵は問題なくそしてモジュールの費
用に比較できる被覆を有するガラスの別の費用により少
なくとも部分的に相殺される。
代りに使用さ几てその結果伝達された光に別の非起電力
目的に役に立つ。そのような用途の例に赤外光に伴なう
熱の存在なしに可視光が透過されることが望まｎる窓、
天窓及び乗物サンルーフを包含する。半導体層のスペク
トル応答及、びその透明な電極の屈折特性に通用の必要
性にモジュールを１同調させる（ｔｕｎｅ）’させるよ
うに調節される。したがって、モジュールに電流発生の
光起電力機能を果しそして屈折性被覆を有する窓の濾過
機能を果す。モジュールが従来のガラスの代りに使用さ
れるので配置及び貯蔵は問題なくそしてモジュールの費
用に比較できる被覆を有するガラスの別の費用により少
なくとも部分的に相殺される。
他の態様において、反射性表面がモジュールの後方表面
の後に設けらｎてモジュールの後方表面を別にイルミネ
ートするかま友に伝達された光を反射して吸収のための
半導体層中に戻す。反射性。
の後に設けらｎてモジュールの後方表面を別にイルミネ
ートするかま友に伝達された光を反射して吸収のための
半導体層中に戻す。反射性。
表面に後方表面に直接にまたはそこから間隔を置かｎて
積層されることができる。いずｎかの場合において、光
が鋭角でモジュール中に散乱さｎて増大された径路の長
さによる吸収の機会を増大されるように反射性表面゛に
テキスチャー化されることができる。
積層されることができる。いずｎかの場合において、光
が鋭角でモジュール中に散乱さｎて増大された径路の長
さによる吸収の機会を増大されるように反射性表面゛に
テキスチャー化されることができる。
図面の簡単な記載
本発明の上記及び他の特徴は添付図面と一緒に次の記載
からさらに十分に理解されることができ、図面において
全体を通じて同じ参照記号は同じ要素に言及する。
からさらに十分に理解されることができ、図面において
全体を通じて同じ参照記号は同じ要素に言及する。
ＩＥＩ図は本発明の好ましい態様に従って構成さｎｐ透
明な光起電力バネルの一般的な透視図である。
明な光起電力バネルの一般的な透視図である。
第２図に第１図の線２−２に沿って堰ら几た断片的拡大
垂直断面図である。
垂直断面図である。
第３図に集合された形での第２図の構造の断片的垂直断
面図である。
面図である。
第４図は自動車のサンルーフとしての使用における第１
図のモジュールの断片的透視図である。
図のモジュールの断片的透視図である。
第５図に船の透明なハツチカバーとしての使用における
第１図のモジュールの断片的透視図である。
第１図のモジュールの断片的透視図である。
第６図にビルディングの窓としての使用における第１図
のモジュールの断片的側方立面図である。
のモジュールの断片的側方立面図である。
第７図に天窓としての使用における第１図のモジュール
の断片的透視図である。
の断片的透視図である。
第８図に光の波長の関数としての酸化亜鉛及び酸化錫イ
ンジウムの屈折率（、）及び吸光係数（ｋ）のグラフ的
表示である。
ンジウムの屈折率（、）及び吸光係数（ｋ）のグラフ的
表示である。
第９図は太陽スペクトルにわたって、酸化亜鉛電極を有
する薄いフィルムの太陽電池及び酸化錫インジウム電極
を有する比較できる電池のコンピューター模型製作によ
り生じた相対的光透過率のグラフ的表示である。
する薄いフィルムの太陽電池及び酸化錫インジウム電極
を有する比較できる電池のコンピューター模型製作によ
り生じた相対的光透過率のグラフ的表示である。
第１０図に本発明の好ましい態様に従って造られそして
モジュールの半導体層の部分と接続している複合透明電
極フィルムの１部分の断片的垂直断面図である。
モジュールの半導体層の部分と接続している複合透明電
極フィルムの１部分の断片的垂直断面図である。
第１１図は本発明の好ましい態様に従って造らｎそして
モジュールの半導体層の１！Ｉｓ分と接続している他の
複合透明な電極フづルムの１部分の断片的垂直断面図で
ある。
モジュールの半導体層の１！Ｉｓ分と接続している他の
複合透明な電極フづルムの１部分の断片的垂直断面図で
ある。
第１２図に伝達さｆ′Ｌｆｃ光を反射して半導体層中に
戻すように鏡がそりニールの後方表面に積層さ几ている
、本発明のモジュールの別の態様の断片的垂直断面図で
ある。
戻すように鏡がそりニールの後方表面に積層さ几ている
、本発明のモジュールの別の態様の断片的垂直断面図で
ある。
第１３図は別の反射性表面上の位置における本発明の透
明な太陽モジュールの図解的側方立面図である。
明な太陽モジュールの図解的側方立面図である。
第１４図に太陽スビクー＋ル中の光の一層完全な利用の
ために透明な太陽モジュールが熱吸収器上におよびそれ
から間隔をおいて置かｎている本発明の別の態様の部分
的にと９にがされた図解的表示である。
ために透明な太陽モジュールが熱吸収器上におよびそれ
から間隔をおいて置かｎている本発明の別の態様の部分
的にと９にがされた図解的表示である。
第１５＠は本発明の好ましい他の態様に従って造らｎた
複合透明電電フィルムの１部分の第１図と同様な断片的
垂直断面図である。
複合透明電電フィルムの１部分の第１図と同様な断片的
垂直断面図である。
好ましい態様の記載
数字１０により第１図〜第３図において一般的に描かれ
た本発明の透明な光起電力モジュールに前方表面１５で
の第１（前方）透明電極配列１４及び後方表面１７での
第２（後方）透明電極配列１６とともに半導体層１２ｔ
”有する。そのモジュールに基体１８上に薄いフづシム
形で溶着さｎており、その基体１８にモジュールがモジ
ュールの上及びその下の両方からの入射ｉ（ｈマ）を受
容することができるように適当な透明なガラスまたはプ
ラスチック材料であってよい、′：に起電力漕１２は電
極配列のいずｎかによりそれに伝達された光のスイクト
ルの一部分を吸収しそして反対の電極配列の任意のＦ光
性に従って残りの光をモジュール中に伝達する。
た本発明の透明な光起電力モジュールに前方表面１５で
の第１（前方）透明電極配列１４及び後方表面１７での
第２（後方）透明電極配列１６とともに半導体層１２ｔ
”有する。そのモジュールに基体１８上に薄いフづシム
形で溶着さｎており、その基体１８にモジュールがモジ
ュールの上及びその下の両方からの入射ｉ（ｈマ）を受
容することができるように適当な透明なガラスまたはプ
ラスチック材料であってよい、′：に起電力漕１２は電
極配列のいずｎかによりそれに伝達された光のスイクト
ルの一部分を吸収しそして反対の電極配列の任意のＦ光
性に従って残りの光をモジュール中に伝達する。
モジュール１０は反射性被覆を有する数枚の窓ガラスの
代りに使用することを包含する種、々の通用を有してい
る。例にモジュールが自動車のサンルーフ、船のハツチ
、オフィスビルディングの窓及び天窓のそｎぞｎの形を
とっている第４図〜第７図に例示されている。そのよう
な用途に典型的には入射光の赤外成分が窓区域によりＦ
光される一方でほとんどの可視成分を通過させることを
必要とする。別法として、伝達された光を反射して半導
体層中に戻すために鏡が後方電極に積層される（第１２
図）かまたは後方電極から間隔を置かｆＬ（ＩＥ１３図
）あるＩ：Ａにパネル内の液体を加熱するために伝達光
の使用のために太陽吸収ノゼネル上にモジュールが配置
されることが出来る（第１４図）ＩＥ１２図〜第１４図
の、態様において、モジュールは典型的な半導体層によ
り使用さ几なかった光の出来るだけ多くを伝達するよう
に設計される。伝達光が最大にされる別の通用は温室の
透明な外側の部分としてのモジュールの使用である（図
示せず）。
代りに使用することを包含する種、々の通用を有してい
る。例にモジュールが自動車のサンルーフ、船のハツチ
、オフィスビルディングの窓及び天窓のそｎぞｎの形を
とっている第４図〜第７図に例示されている。そのよう
な用途に典型的には入射光の赤外成分が窓区域によりＦ
光される一方でほとんどの可視成分を通過させることを
必要とする。別法として、伝達された光を反射して半導
体層中に戻すために鏡が後方電極に積層される（第１２
図）かまたは後方電極から間隔を置かｆＬ（ＩＥ１３図
）あるＩ：Ａにパネル内の液体を加熱するために伝達光
の使用のために太陽吸収ノゼネル上にモジュールが配置
されることが出来る（第１４図）ＩＥ１２図〜第１４図
の、態様において、モジュールは典型的な半導体層によ
り使用さ几なかった光の出来るだけ多くを伝達するよう
に設計される。伝達光が最大にされる別の通用は温室の
透明な外側の部分としてのモジュールの使用である（図
示せず）。
モジュール１０の主要な特性に適用に依存して。
太陽スペクトルの異なる部分における光を選択的に伝達
するかあるいはＰ元するように亀同調（ｔｕｎｅ）’さ
れるその能力である。２つの電極配列及び半導体層ｒ１
Ｍ４図〜第７図の適用においてほとんどすべての望まし
くない赤外成分を戸先するように同調されることができ
るかあるいｔ！１Ｅ１２図〜第１４図の適用において出
来るだけ多くの光を通過させるように同調されることが
出来る。
するかあるいはＰ元するように亀同調（ｔｕｎｅ）’さ
れるその能力である。２つの電極配列及び半導体層ｒ１
Ｍ４図〜第７図の適用においてほとんどすべての望まし
くない赤外成分を戸先するように同調されることができ
るかあるいｔ！１Ｅ１２図〜第１４図の適用において出
来るだけ多くの光を通過させるように同調されることが
出来る。
赤外光の伝達に重要な影響を有するパラメータ □
はモジュールの層の屈折率でありそして特にもし光がモ
ジュールにより伝達さするべきならば光がまわりの空気
に通過しなけｎばならない後方電極配列の屈折率である
。しかしながら透明導電体の屈折率にしばしば太陽スペ
クトルにわたって広く ″変化する。この現象に上
部線２０が太陽スペクトルにわたって実質的に純粋の酸
化亜鉛（添加剤添加なし］の屈折率を表わしそして下部
線２２が実質的に純粋な酸化錫インジウムの屈折率を表
わす第８図においてグラフ的に例示されている。酸化亜
鉛の屈折率が全体の太陽スペクトルにわたって約１．７
またほそｎ以上であるがしかるに酸化錫インジウムの屈
折率は赤外範囲（Ｃ，７ミクロン及びそｎ以上の波長）
において激烈に降下する。約１．７ミクロン以下の屈折
率で赤外線が後方電極配列から外側に逃がｎる仁とはむ
ずかしく、モジュールの赤外伝達を減少する。したがっ
て、その電極の１つとして実質的に純粋な酸化錫インジ
゛ウムまたに同様な透明な物質の薄いフィルムを有する
モジュールに入射光の多くの赤外成分を有効にＰ元する
。このことは光が外側のまわりの大気に電極から通過す
る後方電極において低い屈折率の物質を使用するとき特
に真実である。
はモジュールの層の屈折率でありそして特にもし光がモ
ジュールにより伝達さするべきならば光がまわりの空気
に通過しなけｎばならない後方電極配列の屈折率である
。しかしながら透明導電体の屈折率にしばしば太陽スペ
クトルにわたって広く ″変化する。この現象に上
部線２０が太陽スペクトルにわたって実質的に純粋の酸
化亜鉛（添加剤添加なし］の屈折率を表わしそして下部
線２２が実質的に純粋な酸化錫インジウムの屈折率を表
わす第８図においてグラフ的に例示されている。酸化亜
鉛の屈折率が全体の太陽スペクトルにわたって約１．７
またほそｎ以上であるがしかるに酸化錫インジウムの屈
折率は赤外範囲（Ｃ，７ミクロン及びそｎ以上の波長）
において激烈に降下する。約１．７ミクロン以下の屈折
率で赤外線が後方電極配列から外側に逃がｎる仁とはむ
ずかしく、モジュールの赤外伝達を減少する。したがっ
て、その電極の１つとして実質的に純粋な酸化錫インジ
゛ウムまたに同様な透明な物質の薄いフィルムを有する
モジュールに入射光の多くの赤外成分を有効にＰ元する
。このことは光が外側のまわりの大気に電極から通過す
る後方電極において低い屈折率の物質を使用するとき特
に真実である。
本発明の薄いフィルムの光起電力モジュールに種々の方
法で相互接続さｎそして種々の処理技術で溶着された太
陽電池を含有する一体化材料で構成されることができ、
その中でモジュール１ｕが好ましい態様である。次の記
載は例としてのみ提供されセして駆足でないことが勿論
理解さｎよう。
法で相互接続さｎそして種々の処理技術で溶着された太
陽電池を含有する一体化材料で構成されることができ、
その中でモジュール１ｕが好ましい態様である。次の記
載は例としてのみ提供されセして駆足でないことが勿論
理解さｎよう。
ここで特に第１図に関連して１本発明の好ましい態様に
従って構成されたモジュール１０は１対の外側のリード
線３２−３２’間で電気的に直列に接続された複数の細
長い太陽電池３０ｔ？規定する。
従って構成されたモジュール１０は１対の外側のリード
線３２−３２’間で電気的に直列に接続された複数の細
長い太陽電池３０ｔ？規定する。
その電池に直列抵抗損失を最少にするために対向する縦
方向の端に沿って接続された狭い細片として形づくらｎ
る。電池間の接続にフィルムを中断することなしは、太
陽ノセネルのノ七ターン化されていない活性フィルムに
よって達成さする。入射光（ｈｖ）に応答して電池によ
り発生された電流に各々の電極内の非常に短い距離を進
行した後′に隣接する電池の反対の電極に通過する。
方向の端に沿って接続された狭い細片として形づくらｎ
る。電池間の接続にフィルムを中断することなしは、太
陽ノセネルのノ七ターン化されていない活性フィルムに
よって達成さする。入射光（ｈｖ）に応答して電池によ
り発生された電流に各々の電極内の非常に短い距離を進
行した後′に隣接する電池の反対の電極に通過する。
ここで第２図に関して、電極配列１６は、非導電性スペ
ース３６により分離された透明な導電層３５から形成さ
ｎそして薄いフィルムの延長された光起電力領域の実質
的に上にあるように配列さまた複数の後方電極部分３４
を含む。前方電極配列１４区透明な導電層３８及び直列
の厚くされた接触子部分、即ち１ステイツク棒（Ｂ亀１
ｔｃｈ ｂａｒｓ）’４０を含む。層３８にスペース４
４に分離された各光起電力領域の実質的に下にある複数
の透明な電極部分４２を形成するようにパターン化され
る。
ース３６により分離された透明な導電層３５から形成さ
ｎそして薄いフィルムの延長された光起電力領域の実質
的に上にあるように配列さまた複数の後方電極部分３４
を含む。前方電極配列１４区透明な導電層３８及び直列
の厚くされた接触子部分、即ち１ステイツク棒（Ｂ亀１
ｔｃｈ ｂａｒｓ）’４０を含む。層３８にスペース４
４に分離された各光起電力領域の実質的に下にある複数
の透明な電極部分４２を形成するようにパターン化され
る。
したがって光起電力領域にその領域内で発生した電流を
集めるためは、後方電極部分３４と前方電極部分４２と
の間に有効にサンドインチされる。
集めるためは、後方電極部分３４と前方電極部分４２と
の間に有効にサンドインチされる。
さらに各々の前方電極部分は予じめ選ばれた領域４６に
わたって隣接光起電力領域の後方電極部分と部分的に重
なり合う。
わたって隣接光起電力領域の後方電極部分と部分的に重
なり合う。
この構成の主要な特徴は各前方電極部分と隣接光起電力
領域の後方電極部分との間で実質的に横断的に活性な薄
いフィルム１２により導電性通路を設けることである。
領域の後方電極部分との間で実質的に横断的に活性な薄
いフィルム１２により導電性通路を設けることである。
相互接続にフ１ルムをパターン化するかまたはさもなけ
れば中断することなしに光起電力領域を電気的に直列に
接続−するために電極の重なり合いの部分で達成される
。
れば中断することなしに光起電力領域を電気的に直列に
接続−するために電極の重なり合いの部分で達成される
。
例示されたような態様において、スティック棒４０１１
フィルム中を電気的に短絡するのは、十分に高くそして
薄いフィルム１２に比較して十分に狭い。太陽モジュー
ル１０の最終形態に第３図に最も良く例示さｎてお９、
＠３図において、スティック棒は、電池電圧に耐えるこ
とができない比較的に薄い領域４８を生ずるやり方で後
で適用されたフィルム１２を屈曲させている。適用され
た電界に集中しそしてさらに領域４８の抵抗をさらに減
少するようにステ１ツク棒はそｎらの上１！１ｌＩＳ表
面でできるだけあらいのが有利である。
フィルム中を電気的に短絡するのは、十分に高くそして
薄いフィルム１２に比較して十分に狭い。太陽モジュー
ル１０の最終形態に第３図に最も良く例示さｎてお９、
＠３図において、スティック棒は、電池電圧に耐えるこ
とができない比較的に薄い領域４８を生ずるやり方で後
で適用されたフィルム１２を屈曲させている。適用され
た電界に集中しそしてさらに領域４８の抵抗をさらに減
少するようにステ１ツク棒はそｎらの上１！１ｌＩＳ表
面でできるだけあらいのが有利である。
スティック棒４０は約２５ミクロンの厚さが好ましくそ
して半導体の薄いフィルム１２及びパターン化され友透
明導電層３５及び３８は各々約ｓ、ｏｏｏオ／ゲストロ
ームの厚さである。スティック棒４０の位置でフィルム
１２は一対の導電性要素間でサンドイッチにされそして
スティック棒４０はフィルム１２の最も厚い部分より少
なくとも２倍の厚さである。これは各々のスティック棒
の領域においてフィルム中の有効な短絡を生ずるがしか
しフィルム１２が非常に高いシート抵抗を有するので電
挿３０の外に短絡しない、シート抵抗はフィルムの平面
内で電流を排除しそして光起電力領域内で発生され且つ
重な９合の領域での電極間で通過された実質的に横断す
る電流のみを放出する。
して半導体の薄いフィルム１２及びパターン化され友透
明導電層３５及び３８は各々約ｓ、ｏｏｏオ／ゲストロ
ームの厚さである。スティック棒４０の位置でフィルム
１２は一対の導電性要素間でサンドイッチにされそして
スティック棒４０はフィルム１２の最も厚い部分より少
なくとも２倍の厚さである。これは各々のスティック棒
の領域においてフィルム中の有効な短絡を生ずるがしか
しフィルム１２が非常に高いシート抵抗を有するので電
挿３０の外に短絡しない、シート抵抗はフィルムの平面
内で電流を排除しそして光起電力領域内で発生され且つ
重な９合の領域での電極間で通過された実質的に横断す
る電流のみを放出する。
さらに詳細な第２図及び第３図に関して、パネル１０の
種々の層及び電極部分は基体１８の主要衣面５０上に順
次溶着される。基体はスティック棒４０及び透明な導電
層３８の材料と相客れることが出来る好ましくはガラス
または他の適当な透明な材料である。スティック棒はス
クリーンプリンテインダ、電気メッキ、マスクによる蒸
着または当業界に周知の他の技術により透明な導電層の
まえまたはあとのいずれかに基体に適用されることがで
きる。スティック棒の材料は高い品質の接触子を提供す
る銀、アルミニウム、ニッケルまたは他の材料であって
よい。
種々の層及び電極部分は基体１８の主要衣面５０上に順
次溶着される。基体はスティック棒４０及び透明な導電
層３８の材料と相客れることが出来る好ましくはガラス
または他の適当な透明な材料である。スティック棒はス
クリーンプリンテインダ、電気メッキ、マスクによる蒸
着または当業界に周知の他の技術により透明な導電層の
まえまたはあとのいずれかに基体に適用されることがで
きる。スティック棒の材料は高い品質の接触子を提供す
る銀、アルミニウム、ニッケルまたは他の材料であって
よい。
スティック棒４０は電極部なシ合の予じめ選ばれた領域
４６中を通過するグリッド線またはグリッド線の一部分
として例示されているけれどもそれらが連続的である必
要がなくあるいはそれらは全体で線である必要がない、
スティック捧がスクリーンプリントされるならば、それ
らは満足的に操作するために高さにおいて少なくとも約
２５ミクロンであるべきである。もし蒸着されるならば
それらは高さにおいて少なくとも２ミクロンそして好ま
しくは１０ミクロンであるべきである。各々の場合にお
いて、スティック棒の縦横比及びあらさはノぞネル１０
全操作するのを可能にする局所化短絡に対して応答する
ことができるパラメーターである。
４６中を通過するグリッド線またはグリッド線の一部分
として例示されているけれどもそれらが連続的である必
要がなくあるいはそれらは全体で線である必要がない、
スティック捧がスクリーンプリントされるならば、それ
らは満足的に操作するために高さにおいて少なくとも約
２５ミクロンであるべきである。もし蒸着されるならば
それらは高さにおいて少なくとも２ミクロンそして好ま
しくは１０ミクロンであるべきである。各々の場合にお
いて、スティック棒の縦横比及びあらさはノぞネル１０
全操作するのを可能にする局所化短絡に対して応答する
ことができるパラメーターである。
透明な導電（Ｔｏ）層３８は好ましくは第１の場合にお
いて連続層として溶着される。例えばＩＴＯはグロー放
電の助けを用いて酸素雰囲気中でインジウム及び錫の真
空蒸着により約３００℃で溶着されることができる。゛
グロー放ｍｕ酸素を活性化して高い品質のフィルムを生
成する。浴着後、透明な導電／！１３８ｉレーザースク
ライビイングのような従来の技術を用いてノセターン化
される。パネルｌＯの場合においてパターン化操作にス
ティック棒４０近くの一連の平行線に沿って透明な導電
層の除去を伴ない、スペース４４により分離された前号
電極部分４２を生ずる。前方電極部分はしたがって第１
図の電池３０に領域において一般的に相当する平行細片
として形づくられる。しかしながら、前方電極部分４２
及び電池３０に各々の前方電極部分が、隣接光起電力領
域の後方電極部分の一部と重なり合う相互接続部分５２
で提供されるかぎり１１８１Ｉ片として形づくらｎる必
要がない。層３８にスティック棒４０のまえまたほその
あとのいずｎかに適用されることができるけｎども、ス
ティック棒が通用されたあとまでパターン化さ几な＊い
のが好ましい。次にスティック棒４０に次に層３８をパ
ターン化するためのガイドとして働らく。
いて連続層として溶着される。例えばＩＴＯはグロー放
電の助けを用いて酸素雰囲気中でインジウム及び錫の真
空蒸着により約３００℃で溶着されることができる。゛
グロー放ｍｕ酸素を活性化して高い品質のフィルムを生
成する。浴着後、透明な導電／！１３８ｉレーザースク
ライビイングのような従来の技術を用いてノセターン化
される。パネルｌＯの場合においてパターン化操作にス
ティック棒４０近くの一連の平行線に沿って透明な導電
層の除去を伴ない、スペース４４により分離された前号
電極部分４２を生ずる。前方電極部分はしたがって第１
図の電池３０に領域において一般的に相当する平行細片
として形づくられる。しかしながら、前方電極部分４２
及び電池３０に各々の前方電極部分が、隣接光起電力領
域の後方電極部分の一部と重なり合う相互接続部分５２
で提供されるかぎり１１８１Ｉ片として形づくらｎる必
要がない。層３８にスティック棒４０のまえまたほその
あとのいずｎかに適用されることができるけｎども、ス
ティック棒が通用されたあとまでパターン化さ几な＊い
のが好ましい。次にスティック棒４０に次に層３８をパ
ターン化するためのガイドとして働らく。
透明な導電層３８の厚さに層の後方表面がらの反射及び
そｎによる光の吸収を最小にするように選ば几る。確立
された光学的原理に従えば、本体の厚さが、光が低い屈
折率の材料から高い屈折率の材料まで進行する場合につ
いて入射光の波長の４分の１の奇数倍である場合、透明
な本体内の内部反射損失が最少化される。この目的のた
めに。
そｎによる光の吸収を最小にするように選ば几る。確立
された光学的原理に従えば、本体の厚さが、光が低い屈
折率の材料から高い屈折率の材料まで進行する場合につ
いて入射光の波長の４分の１の奇数倍である場合、透明
な本体内の内部反射損失が最少化される。この目的のた
めに。
関連波長はフィルム１２を構成する光起電力材料のスペ
クトル応答のピークでの波長である。Ｔ。
クトル応答のピークでの波長である。Ｔ。
層にまた層１２と熱的に相客ｎることができるように選
ばｎる。
ばｎる。
上に示されたようは、薄いフィルム１２ｉ元を電気的エ
ネルギーに転換するための光受合を規定する任意の適当
な光起電力材料を含有してもよい。
ネルギーに転換するための光受合を規定する任意の適当
な光起電力材料を含有してもよい。
好ましい態様において、フィルム１２に第２図において
例示されるように！＋層５４，１層５６及び工＋層５８
そｎぞｆ′Ｌ？：有する薄いフィルムの珪素−水素合金
（ＴＦ８ ）である。ＴＦＳの場合において、フィルム
１２ｒｃパターン化またにマスク化なしに従来のグロー
放電技術により溶着される。
例示されるように！＋層５４，１層５６及び工＋層５８
そｎぞｆ′Ｌ？：有する薄いフィルムの珪素−水素合金
（ＴＦ８ ）である。ＴＦＳの場合において、フィルム
１２ｒｃパターン化またにマスク化なしに従来のグロー
放電技術により溶着される。
フィルム１２にスティック棒４０．透明な導電層３８及
びスペース４４′ｆ：横切って連続的に且つ完全に延び
ている。ＴＦ８フィルム１２の厚さに異なる導電性タイ
プのすべての３つの層を用いて完成し、典型的には約１
、０００〜１０，０００ オングストロームである
。Ｉ＃足の適用においてＴＦ８の厚さは使用される特定
の材料により左右さｎそして可 □視範囲の光透過率
の所望の水準により左右される。 □後方電極配列１
６は電池３０の後方接触子として役に立ちそして好まし
くは上に記載されたのと同じパラメーターに従うことに
よ多形成され九ＴＣ層である。しかしながら、後方電極
配列の材料は特定の適用のＦ光要件に合致させることが
必要とされるので、異なることができる。
びスペース４４′ｆ：横切って連続的に且つ完全に延び
ている。ＴＦ８フィルム１２の厚さに異なる導電性タイ
プのすべての３つの層を用いて完成し、典型的には約１
、０００〜１０，０００ オングストロームである
。Ｉ＃足の適用においてＴＦ８の厚さは使用される特定
の材料により左右さｎそして可 □視範囲の光透過率
の所望の水準により左右される。 □後方電極配列１
６は電池３０の後方接触子として役に立ちそして好まし
くは上に記載されたのと同じパラメーターに従うことに
よ多形成され九ＴＣ層である。しかしながら、後方電極
配列の材料は特定の適用のＦ光要件に合致させることが
必要とされるので、異なることができる。
フィルム１２中の短絡が上記構造を用いて多くの状況に
おいて達成ｉれることができるけれども、太陽、ｅネル
１０に熱を適用することによシ薄いフィルム１２中の局
所化電導を増大することがときには望ましい。モジ＾−
ル上にレーザービーム６０または局所化された熱の他の
適当な源を向けることにより重なシ４６の予じめ選ばれ
た領域内の局所化された領域でのみ熱を適用することが
通常望ましい。スティック棒４０が比較的に高く、狭く
そしてあらい場合は、そのような加熱は半導体フィルム
１２の厚さ中、後方電極材料、及び恐らくはスティック
棒４０の材料の分散を起こすことが出来る。得られた複
合領域６２はフィルムのバルクよりもずっと一層導電性
でｓｂそして電池の相互接続を増大する。
おいて達成ｉれることができるけれども、太陽、ｅネル
１０に熱を適用することによシ薄いフィルム１２中の局
所化電導を増大することがときには望ましい。モジ＾−
ル上にレーザービーム６０または局所化された熱の他の
適当な源を向けることにより重なシ４６の予じめ選ばれ
た領域内の局所化された領域でのみ熱を適用することが
通常望ましい。スティック棒４０が比較的に高く、狭く
そしてあらい場合は、そのような加熱は半導体フィルム
１２の厚さ中、後方電極材料、及び恐らくはスティック
棒４０の材料の分散を起こすことが出来る。得られた複
合領域６２はフィルムのバルクよりもずっと一層導電性
でｓｂそして電池の相互接続を増大する。
基本１８上への溶着による一体化モジュール１０の製作
において透明な導電材料（ＴＣ）の層は、基体１８上に
溶着さ−れそして次に半導体層１２が第１層３８上に溶
着された後半導体層１２上に溶着される。一体化層１２
の両側上で見い出される１０層は当業界に公知であシそ
して使用される半導体材料と相客れることができる光学
的、電気的及び機械的性質を有する任意の透明な導電性
材料から形成されてよい。例えば、酸化錫インジウム（
ＩＴＯ）、酸化錫（Ｔｏ）、酸化インジウム（１０）、
酸化亜鉛（Ｚ ｎ Ｏ）あるいは当業界に周知の他の同
様な材料が使用されることができる。
において透明な導電材料（ＴＣ）の層は、基体１８上に
溶着さ−れそして次に半導体層１２が第１層３８上に溶
着された後半導体層１２上に溶着される。一体化層１２
の両側上で見い出される１０層は当業界に公知であシそ
して使用される半導体材料と相客れることができる光学
的、電気的及び機械的性質を有する任意の透明な導電性
材料から形成されてよい。例えば、酸化錫インジウム（
ＩＴＯ）、酸化錫（Ｔｏ）、酸化インジウム（１０）、
酸化亜鉛（Ｚ ｎ Ｏ）あるいは当業界に周知の他の同
様な材料が使用されることができる。
１０層の性質を選びそして調整することによシシステム
の電圧及び光学は特定の半導体材料及びモジュール１０
が意図される特定の適用に従って調整して合わされるこ
とができる。補整的調節及び添加剤を含有させることが
これに関して有用である。特定の１０層を選ぶ他のファ
クターはその熱膨張係数が一体化薄いフィルムの熱膨張
係数と相客れることができることである。これは太陽光
の吸収による加熱中フィルムが応力を加えられることを
避ける。恐らく最も重要なことには、１０層の適当な屈
折率、吸光係数、厚さ、導電率及び禁止帯幅を選ぶこと
によシ、１０層の有効なＦ光特性、即ち太陽スペクトル
のすべてまたは１部分を反射することあるいは光をＴＣ
層中に通過させることをコントロ゛−ルすることができ
る。
の電圧及び光学は特定の半導体材料及びモジュール１０
が意図される特定の適用に従って調整して合わされるこ
とができる。補整的調節及び添加剤を含有させることが
これに関して有用である。特定の１０層を選ぶ他のファ
クターはその熱膨張係数が一体化薄いフィルムの熱膨張
係数と相客れることができることである。これは太陽光
の吸収による加熱中フィルムが応力を加えられることを
避ける。恐らく最も重要なことには、１０層の適当な屈
折率、吸光係数、厚さ、導電率及び禁止帯幅を選ぶこと
によシ、１０層の有効なＦ光特性、即ち太陽スペクトル
のすべてまたは１部分を反射することあるいは光をＴＣ
層中に通過させることをコントロ゛−ルすることができ
る。
モヴジュール１０の種々の層を特定な適用に調整するか
まだは１同調１させることは例によシ最も良く理解され
ることができよう。第４図〜第７図に関して、示された
複数の具体例は各々が組み合わされた構造物の内部に可
視光を伝達する一方で赤外光を戸先することにおいて同
様である。第４図のモジュール７０は自動車の内部に可
視光をいれるがしかし赤外光をＦ光する自動車７２０部
分的に透明なサンルーフとして形成されている。
まだは１同調１させることは例によシ最も良く理解され
ることができよう。第４図〜第７図に関して、示された
複数の具体例は各々が組み合わされた構造物の内部に可
視光を伝達する一方で赤外光を戸先することにおいて同
様である。第４図のモジュール７０は自動車の内部に可
視光をいれるがしかし赤外光をＦ光する自動車７２０部
分的に透明なサンルーフとして形成されている。
これは自動車の中の人を通常の日光の熱にさらすことな
しにその人に開放感を与える。同時に電力が発生されて
付属品を操作するかまたはオンーゼーＰコンピューター
のメモリーを維持するのに必要とされるノ々ツテリーを
細流充電する。もし全体の太陽スペクトルからの光を導
入することが望まれる場合、そのデザインに依存して当
業界に知られているとおシにサンルーフが除去されるか
または後方にすべらせることができる。第５図はセイル
／ −） ７６０部分的な透明なノ・ツチとして形ちづ
くられた同様なモジュール７４を例示し、第６図はビル
ディング８０の窓モジュール７８を例示しそして第７図
は住居８４の天窓モジュール８２を例示する。各々の場
合において、モジュール７０．７４．７８及び８２は光
起電力原理に従って電気を発生し、一方では有用な可視
光を伝達しそして赤外光を戸光して構造物を断熱するの
を助ける。
しにその人に開放感を与える。同時に電力が発生されて
付属品を操作するかまたはオンーゼーＰコンピューター
のメモリーを維持するのに必要とされるノ々ツテリーを
細流充電する。もし全体の太陽スペクトルからの光を導
入することが望まれる場合、そのデザインに依存して当
業界に知られているとおシにサンルーフが除去されるか
または後方にすべらせることができる。第５図はセイル
／ −） ７６０部分的な透明なノ・ツチとして形ちづ
くられた同様なモジュール７４を例示し、第６図はビル
ディング８０の窓モジュール７８を例示しそして第７図
は住居８４の天窓モジュール８２を例示する。各々の場
合において、モジュール７０．７４．７８及び８２は光
起電力原理に従って電気を発生し、一方では有用な可視
光を伝達しそして赤外光を戸光して構造物を断熱するの
を助ける。
第４図〜第７図の態様において、実質的な可視光を通過
させる目的のためには半導体層１２が薄くそして電極配
例１４及び１６が可視光に対して透明であることを必要
とする。同時は、スペクトルの赤外部分は入射光から選
択的に除去されなければならない。そのことは赤外範囲
の多くの部分にわたって約１．７以下の屈折率及び少な
くとも０．０５の吸光係数を有する材料の後方電極を形
成することによシ最も容易に達成される。この目的のた
めに適当な材料は典型的には赤外光範囲において約Ｏか
ら０．４糎どの高さの最大にまで変る吸光係数を有する
だろう。後方電極がその特定の屈折率及び吸光係数を有
する場合、半導体層によシ通過された赤外光の重大な部
分が遮断される。その多くは電極の外部表面によシ内部
反射されそして半導体層中に戻って伝達される。
させる目的のためには半導体層１２が薄くそして電極配
例１４及び１６が可視光に対して透明であることを必要
とする。同時は、スペクトルの赤外部分は入射光から選
択的に除去されなければならない。そのことは赤外範囲
の多くの部分にわたって約１．７以下の屈折率及び少な
くとも０．０５の吸光係数を有する材料の後方電極を形
成することによシ最も容易に達成される。この目的のた
めに適当な材料は典型的には赤外光範囲において約Ｏか
ら０．４糎どの高さの最大にまで変る吸光係数を有する
だろう。後方電極がその特定の屈折率及び吸光係数を有
する場合、半導体層によシ通過された赤外光の重大な部
分が遮断される。その多くは電極の外部表面によシ内部
反射されそして半導体層中に戻って伝達される。
実質的に純粋なＩＴＯは第８図のグラフにおいて示され
るように上に記載された特性を有する。
るように上に記載された特性を有する。
し九がって０．７ミクロン以上の波長でＩＴＯ’め屈折
率（謬）は約１．７からＬＯよシ低くまで着実に減少し
、一方では同じ範囲内で吸光係数（ｋ）は約０．０２か
ら０．２よシ多くまで増大する。事実、ＩＴＯの吸光係
数は約０．９ミクロン以上の全波長で０．０５を越える
。したがって、ＩＴＯは本発明のモジュールによる赤外
光の伝達を選択的に減衰するための主要な候補物である
。
率（謬）は約１．７からＬＯよシ低くまで着実に減少し
、一方では同じ範囲内で吸光係数（ｋ）は約０．０２か
ら０．２よシ多くまで増大する。事実、ＩＴＯの吸光係
数は約０．９ミクロン以上の全波長で０．０５を越える
。したがって、ＩＴＯは本発明のモジュールによる赤外
光の伝達を選択的に減衰するための主要な候補物である
。
上に記載されたモジュー々１０と同様な薄いフィルムの
珪素をベースとする太陽モジュールの作用゛がコンピュ
タ−上で一モデル化された。そのモデルは前方電極（光
が入射する側）としてｚｎＯの層及び後方電極（伝達側
）としてＩＴＯの層を有しそして両側上でガラスで被覆
された。モデルの前方電極及び後方電極の両方は３５６
０オングストロームの厚さであり、この厚さは材料の公
知の光学的定数及びこれらを集電電極として使用する電
気的要件に基づいて選ばれた。半導体層１２は１．７２
（Ｅｏ）の禁止帯幅を有する３０００オングストローム
の厚さの薄い珪素−水素合金の均質な層であると想定さ
れた。モデルの目的のために半導体材料の二層及び？一
層は１一層と同じ光学的性質を有すると想定された。こ
のことは、ｎ層及びｐ層が薄くそしてそれらの光学的寄
与は小さく、光の伝達において小さい摂動よシ多くない
ことを説明するので、正当化される。本発明の教示に従
ってデザインされた任意の透明なモジュールの場合にお
けるようは、モデルのすべての層の厚さはモジュールの
所望の電気的及び光学的性能間のトレーｒオフ（ｔｒａ
ｄｅｏ５７ｓ ）を計ることＫよシ決定された。
珪素をベースとする太陽モジュールの作用゛がコンピュ
タ−上で一モデル化された。そのモデルは前方電極（光
が入射する側）としてｚｎＯの層及び後方電極（伝達側
）としてＩＴＯの層を有しそして両側上でガラスで被覆
された。モデルの前方電極及び後方電極の両方は３５６
０オングストロームの厚さであり、この厚さは材料の公
知の光学的定数及びこれらを集電電極として使用する電
気的要件に基づいて選ばれた。半導体層１２は１．７２
（Ｅｏ）の禁止帯幅を有する３０００オングストローム
の厚さの薄い珪素−水素合金の均質な層であると想定さ
れた。モデルの目的のために半導体材料の二層及び？一
層は１一層と同じ光学的性質を有すると想定された。こ
のことは、ｎ層及びｐ層が薄くそしてそれらの光学的寄
与は小さく、光の伝達において小さい摂動よシ多くない
ことを説明するので、正当化される。本発明の教示に従
ってデザインされた任意の透明なモジュールの場合にお
けるようは、モデルのすべての層の厚さはモジュールの
所望の電気的及び光学的性能間のトレーｒオフ（ｔｒａ
ｄｅｏ５７ｓ ）を計ることＫよシ決定された。
したがって、異なる目的基準を用いてデザインされたモ
ジュールは、典型的にはモデルの大きさとは異なる層の
大きさを有すだろうがしかしその大きさは同様な性能分
析によシ到達される。
ジュールは、典型的にはモデルの大きさとは異なる層の
大きさを有すだろうがしかしその大きさは同様な性能分
析によシ到達される。
モデルにより予想される伝達特性は第９図の低部の曲線
８６によって表わされ、この曲線において、赤外領域（
Ｃ，７ミクロン及びそれ以上の波長）におけるモジュー
ルによる透過率は減衰される。
８６によって表わされ、この曲線において、赤外領域（
Ｃ，７ミクロン及びそれ以上の波長）におけるモジュー
ルによる透過率は減衰される。
波長範囲０．８〜１．１ミクロンにおける透過率は約５
０％であ〕、一方では１．１ミクロン以上では約１０％
まで急速に降下する。対照的は、実質的に純粋なＺｎＯ
の１対の電極を有するモジュールの同様なモデルの結果
は曲線８８によシ例示され、この曲線は赤外光の非常に
高い透過率（Ｃ，８〜１．２ミクロンで８０〜１００％
）を示す。所望ならばＩＴＯ電極を有するモジュールの
赤外透過率は電極材料の変性によりずっとさらに減少さ
れることができる。ＩＴＯの導電率における増大を生ず
る技術はその屈折率における相当する減少を生ずる傾向
がある。しかしながら、これは材料の赤外光の伝達と同
様に可視光の伝達を減衰しそして注意深くコントロール
されなければならない。
０％であ〕、一方では１．１ミクロン以上では約１０％
まで急速に降下する。対照的は、実質的に純粋なＺｎＯ
の１対の電極を有するモジュールの同様なモデルの結果
は曲線８８によシ例示され、この曲線は赤外光の非常に
高い透過率（Ｃ，８〜１．２ミクロンで８０〜１００％
）を示す。所望ならばＩＴＯ電極を有するモジュールの
赤外透過率は電極材料の変性によりずっとさらに減少さ
れることができる。ＩＴＯの導電率における増大を生ず
る技術はその屈折率における相当する減少を生ずる傾向
がある。しかしながら、これは材料の赤外光の伝達と同
様に可視光の伝達を減衰しそして注意深くコントロール
されなければならない。
ＴＯはそれが約１．９の屈折率を有しているので第４図
〜第７図の態様における前方または後方電極材料として
また有用である。ＩＴＯとほとんど同じく、ＴＯの屈折
率は太陽スペクトルの望ましくない部分を戸光するよう
に電池を調整するために弗素またはアンチモンを加える
ことによシ減少されることができる。
〜第７図の態様における前方または後方電極材料として
また有用である。ＩＴＯとほとんど同じく、ＴＯの屈折
率は太陽スペクトルの望ましくない部分を戸光するよう
に電池を調整するために弗素またはアンチモンを加える
ことによシ減少されることができる。
対称的な積み重ねで組み立てられた高い反射率の金属及
び金属酸化物の適当な薄いフィルム複合体はモジュール
１０の透明な電極の一方または両方としてまた役に立つ
ことができる。そのような材料は導電性でらシ、幾分透
明であシそして赤外光を選択的に反射する。そのような
複合体の好ましい形は積み重ねの両方の外側の表面上に
ＺｎＯフィルムを有する約５００〜２０００オンダスト
ロームの全体的な厚さを有する酸化亜鉛（ＺｎＯ）／銀
（Ａｇ）積み重ねである。例えば、その積み重ねはＡｇ
の５０〜２００オングストロ一ム層のいずれかの側で約
４０．０〜１０００オングストロームの１対のＺｎＯ層
を含んでよい。
び金属酸化物の適当な薄いフィルム複合体はモジュール
１０の透明な電極の一方または両方としてまた役に立つ
ことができる。そのような材料は導電性でらシ、幾分透
明であシそして赤外光を選択的に反射する。そのような
複合体の好ましい形は積み重ねの両方の外側の表面上に
ＺｎＯフィルムを有する約５００〜２０００オンダスト
ロームの全体的な厚さを有する酸化亜鉛（ＺｎＯ）／銀
（Ａｇ）積み重ねである。例えば、その積み重ねはＡｇ
の５０〜２００オングストロ一ム層のいずれかの側で約
４０．０〜１０００オングストロームの１対のＺｎＯ層
を含んでよい。
半導体と接触している酸化亜鉛は低い抵抗の接触子を可
能にするために電気的に導電性でなければならない。こ
の目゛的の九めのＺｎＯの電気的導電率は第■族元素ま
たは水素の添加によシ増大されることができる。
能にするために電気的に導電性でなければならない。こ
の目゛的の九めのＺｎＯの電気的導電率は第■族元素ま
たは水素の添加によシ増大されることができる。
そのような複合体の製造及び使用はアブライドオプチツ
クス（Ａｐｐｌｉｅｄ ０ｐｔｉｃｓ Ｌ １５−４（
１９７６年）第１０１２頁〜第１０１７頁のファン（Ｆ
ａ ｎ ）等による１トランスペアレント ヒートミ
ラーズ７オー ソラー エネルギーアプリケーショｙ
Ｉ （Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｈｅａｔ Ｍｉｒｒｏ
ｒｓ ＦｏｒＳｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｐｐｌｉｃ
ａｔｉｏｎｓ ） ’に非常に詳細に記載されておシ、
この開示を参照することによシ本明細書に組みいれる。
クス（Ａｐｐｌｉｅｄ ０ｐｔｉｃｓ Ｌ １５−４（
１９７６年）第１０１２頁〜第１０１７頁のファン（Ｆ
ａ ｎ ）等による１トランスペアレント ヒートミ
ラーズ７オー ソラー エネルギーアプリケーショｙ
Ｉ （Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｈｅａｔ Ｍｉｒｒｏ
ｒｓ ＦｏｒＳｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｐｐｌｉｃ
ａｔｉｏｎｓ ） ’に非常に詳細に記載されておシ、
この開示を参照することによシ本明細書に組みいれる。
ファン等によるこの記事は選択的な光吸収剤としてその
ような複合体の使用を記載しているがしかし太陽電池の
透明な導電性電極としての使用を提案していない。
ような複合体の使用を記載しているがしかし太陽電池の
透明な導電性電極としての使用を提案していない。
上記タイプの複合体積み重ねの光透過率は適当な材料の
選択及び金−属及び金属酸化物の厚さＫよシ太陽スペク
トルにわたってコントロー°ルされることが出来る。例
えば、金属酸化物はＩＴＯまたはＴＯのような適当な透
明な導電性酸化物であってよくまたはＴｉ０１のような
比較的に透明な高い屈折率の材料であってよい。同様な
、アルミニウムを包含する他の適当な金属は積み重ねの
薄い金属として使用されることができる。
選択及び金−属及び金属酸化物の厚さＫよシ太陽スペク
トルにわたってコントロー°ルされることが出来る。例
えば、金属酸化物はＩＴＯまたはＴＯのような適当な透
明な導電性酸化物であってよくまたはＴｉ０１のような
比較的に透明な高い屈折率の材料であってよい。同様な
、アルミニウムを包含する他の適当な金属は積み重ねの
薄い金属として使用されることができる。
成る場合において、半導体と接触している上記積み重ね
の第１の金属性の層を溶着し、第１金属酸化物属及びそ
れを溶着するのに必要とされる工程を省略することＫよ
シ造られることができる。
の第１の金属性の層を溶着し、第１金属酸化物属及びそ
れを溶着するのに必要とされる工程を省略することＫよ
シ造られることができる。
次に残シの層は変更されない。この概念を具体化する二
層積み重ねは第１Ｏ図において１３２で例示されておシ
、第１０図において半導体層１２に直接隣接する層は薄
い金属層１３４である。金属は短波長領域のその優れた
光学的性質のために銀が好ましいけれどもアルミニウム
であってよい。
層積み重ねは第１Ｏ図において１３２で例示されておシ
、第１０図において半導体層１２に直接隣接する層は薄
い金属層１３４である。金属は短波長領域のその優れた
光学的性質のために銀が好ましいけれどもアルミニウム
であってよい。
金属層の厚さは典型的には５０〜２００オングストロー
ムの範囲である。次の層は上記複合体積み重ねの酸化物
層に構成にかいて類似している金属酸化物属１３６であ
シそして電池の光透過率を整調するように選ばれた光学
的性質を有している。
ムの範囲である。次の層は上記複合体積み重ねの酸化物
層に構成にかいて類似している金属酸化物属１３６であ
シそして電池の光透過率を整調するように選ばれた光学
的性質を有している。
したがって、層１３６は、それが赤外光の大部分を戸光
することを所望される場合、赤外スペクトルのほとんど
Ｋわたって１．７よシ小さい屈折率及び０．０５よ）大
きい吸光係数を有するＩＴＯであってよい。その場合に
おいて、層の厚さは典型的には４００〜１０００オング
ストロームであろう。
することを所望される場合、赤外スペクトルのほとんど
Ｋわたって１．７よシ小さい屈折率及び０．０５よ）大
きい吸光係数を有するＩＴＯであってよい。その場合に
おいて、層の厚さは典型的には４００〜１０００オング
ストロームであろう。
別法として、よル高い屈折率及び（ｔたは）よシ低い吸
光係数の材料が赤外のよシ大きな部分を通過させるため
に使用されることが出来る。そのような材料の例は赤外
スペクトルにわたって１．７よシ大きい屈折率及び実質
的にゼロの吸光係数を有するＺｎＯである。そのような
二″層積み重ねにおいて、半導体層は光学的電極要素の
一体的部分としてそして光電流を生ずる材料として働ら
く。
光係数の材料が赤外のよシ大きな部分を通過させるため
に使用されることが出来る。そのような材料の例は赤外
スペクトルにわたって１．７よシ大きい屈折率及び実質
的にゼロの吸光係数を有するＺｎＯである。そのような
二″層積み重ねにおいて、半導体層は光学的電極要素の
一体的部分としてそして光電流を生ずる材料として働ら
く。
第１θ図の二層集合体１３２は多くの回数繰シ返えされ
て導電率を増大することができる。層材料及び厚さの適
桶な選択を用いて光伝達は非常に減少される必要がない
。最大透過率について、各々の酸化物層は１／２波長厚
さの積分数であることが好ましい。
て導電率を増大することができる。層材料及び厚さの適
桶な選択を用いて光伝達は非常に減少される必要がない
。最大透過率について、各々の酸化物層は１／２波長厚
さの積分数であることが好ましい。
モジュールｌＯの透明な電極として使用するのに適当な
薄いフィルムの複合体の他の好ましい態様は第１１図に
おいて１１０で示される。積み重 −ね１１０はその間
の光の伝達のための半導体層１２の表面１１２と電気的
に接触しておりそして約５０〜２００オングストローム
の厚さの銀または適当な他の金属の中心について好まし
くは対称である。半導体層１２が薄いフィルム珪素含有
層である場合、銀層は約５０オングストロームの厚さで
あってよい１対のＴｉＯ２層１１４により化学的に単離
されておシそして銀の拡散及び酸化に対する障壁として
働らく。銀及びＴｉｅ、層の組み合わせは１対の比較的
に厚い透明な導電性（ＴＣ）層１１６間にサンドインチ
される。ＴＣ層１１６は適当な導電率、透過率、屈折率
及び吸光係数、の、そして半導体層１２の珪素含有材料
と相客である、ＺｎＯ，ＩＴＯｌＴ Ｏまたは他の材料
から形成されてよい。ＴＣ層１１６の好ましい厚さはＺ
ｎＯまたはＩＴＯの場合において約９００オングストロ
ームであるがしかし約５００〜２０００オングストロー
ムで変わることができる。ＺｎＯが使用される場合は米
国で本願と一日出願の１酸化亜鉛透明な導電性層を含有
する光導電性デバイス１と題するルイス（Ｌｅｗｉｓ
）等の特許出願に記載されているようＫそれが配合され
るのが好ましい。その出願の開示はすべての目的のため
に参照することによシ本明細書く組み入れられる。その
材料の導電率、厚さ及び屈折率は勿論、電池出力を最適
化しセして予じめ選ばれた波長範囲の光を選択的伝達す
るように選ばれる。しかしながら、上記複合体構造は常
に成る程度まで赤外光を反射するだろう。
薄いフィルムの複合体の他の好ましい態様は第１１図に
おいて１１０で示される。積み重 −ね１１０はその間
の光の伝達のための半導体層１２の表面１１２と電気的
に接触しておりそして約５０〜２００オングストローム
の厚さの銀または適当な他の金属の中心について好まし
くは対称である。半導体層１２が薄いフィルム珪素含有
層である場合、銀層は約５０オングストロームの厚さで
あってよい１対のＴｉＯ２層１１４により化学的に単離
されておシそして銀の拡散及び酸化に対する障壁として
働らく。銀及びＴｉｅ、層の組み合わせは１対の比較的
に厚い透明な導電性（ＴＣ）層１１６間にサンドインチ
される。ＴＣ層１１６は適当な導電率、透過率、屈折率
及び吸光係数、の、そして半導体層１２の珪素含有材料
と相客である、ＺｎＯ，ＩＴＯｌＴ Ｏまたは他の材料
から形成されてよい。ＴＣ層１１６の好ましい厚さはＺ
ｎＯまたはＩＴＯの場合において約９００オングストロ
ームであるがしかし約５００〜２０００オングストロー
ムで変わることができる。ＺｎＯが使用される場合は米
国で本願と一日出願の１酸化亜鉛透明な導電性層を含有
する光導電性デバイス１と題するルイス（Ｌｅｗｉｓ
）等の特許出願に記載されているようＫそれが配合され
るのが好ましい。その出願の開示はすべての目的のため
に参照することによシ本明細書く組み入れられる。その
材料の導電率、厚さ及び屈折率は勿論、電池出力を最適
化しセして予じめ選ばれた波長範囲の光を選択的伝達す
るように選ばれる。しかしながら、上記複合体構造は常
に成る程度まで赤外光を反射するだろう。
任意の上記複合体構造において、もし電池が操作される
べきならば半導体層１２に隣接する層は半導体層への良
好な電気的接触をつくらなければならない。もつと近い
層がＺｎＯまたはＩＴＯである場合その導電率は薄いフ
ィルムの珪素をペースとする材料との良好な接触をつく
るために比較的に高くなければなら−ない。ＺｎＯの場
合において、これは上記出願に記載されているように°
硼素、アルミニウムまたは他の適当な材料を包含される
ことにより行なわれる。
べきならば半導体層１２に隣接する層は半導体層への良
好な電気的接触をつくらなければならない。もつと近い
層がＺｎＯまたはＩＴＯである場合その導電率は薄いフ
ィルムの珪素をペースとする材料との良好な接触をつく
るために比較的に高くなければなら−ない。ＺｎＯの場
合において、これは上記出願に記載されているように°
硼素、アルミニウムまたは他の適当な材料を包含される
ことにより行なわれる。
第４図〜第７図の態様の満足すべき操作に重要な他のノ
Ｒラメータは半導体層１２の厚さ及び構成である。少な
くとも約１．７の平均禁止帯幅を有する薄いフィルムの
珪素（ＴＦＳ）の場合において、厚さは約１０００オン
グストロームと１０，０００オングストロームの間のい
ずれかＫあることができ、可視光の透過率は約５ｏｏｏ
オンダストロームの厚さで著しく低い。
Ｒラメータは半導体層１２の厚さ及び構成である。少な
くとも約１．７の平均禁止帯幅を有する薄いフィルムの
珪素（ＴＦＳ）の場合において、厚さは約１０００オン
グストロームと１０，０００オングストロームの間のい
ずれかＫあることができ、可視光の透過率は約５ｏｏｏ
オンダストロームの厚さで著しく低い。
これらの目的のための薄いフイルムノ珪素をペースとす
る半導体層の厚さの好ましい範囲は２０００〜５０００
オングストロームであシそして最適な厚さは約３５００
オングストロームであると信じられる。その厚さで、そ
の材料は光導電性領域内の適当な電界を維持しながら可
視光の重要な量を伝達する。
る半導体層の厚さの好ましい範囲は２０００〜５０００
オングストロームであシそして最適な厚さは約３５００
オングストロームであると信じられる。その厚さで、そ
の材料は光導電性領域内の適当な電界を維持しながら可
視光の重要な量を伝達する。
異なるセットの操作の拘束は第１２図、第１３図及び第
１４図の態様において出合う。第１２図“は一般的にモ
ジュール１ｏのための本発明の技術に従って構成される
太陽モデル１０’を例示しそして後方反射性被覆９４を
有するガラス９２のシートから形成された鏡９ｏに積層
される。鍵構造物９０及びモジュール１０’は光学的に
透明で且つ熱的に安定である界面層９６によシ接合され
る。
１４図の態様において出合う。第１２図“は一般的にモ
ジュール１ｏのための本発明の技術に従って構成される
太陽モデル１０’を例示しそして後方反射性被覆９４を
有するガラス９２のシートから形成された鏡９ｏに積層
される。鍵構造物９０及びモジュール１０’は光学的に
透明で且つ熱的に安定である界面層９６によシ接合され
る。
界面層を形成するのに適当な材料の例は空気、不活性ガ
ス、シリコーン、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）及び
エチレンビニルアセテート（ＥｖＡ）である。後者の３
種の材料は誘電性ポツタント材料であシ、それによシ鏡
構造物９ｏはモジュール１０′に直接に積層される。好
ましい形態において、モジュール１０′、界面層９６及
び鏡９ｏはそれぞれ１．１．０．５及び３．０ミリメー
トルの厚さである。
ス、シリコーン、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）及び
エチレンビニルアセテート（ＥｖＡ）である。後者の３
種の材料は誘電性ポツタント材料であシ、それによシ鏡
構造物９ｏはモジュール１０′に直接に積層される。好
ましい形態において、モジュール１０′、界面層９６及
び鏡９ｏはそれぞれ１．１．０．５及び３．０ミリメー
トルの厚さである。
鏡はまた適当な金属化プラスチックであってよくそして
プラスチックペース層として使ｍめの反対方向に面する
金属を用いて逆にされてよい。
プラスチックペース層として使ｍめの反対方向に面する
金属を用いて逆にされてよい。
第１３図は二面太陽モジュール１０を例示し、これは一
般にモジュール１０’に類似しておシそして別の反射性
表面１２２から間隔を置かれた低部表面１２０まで露出
された上部表面１１８から延びている。反射性表面１２
２は単一の平たい表面として図解的に表わされているが
しかしモジュール１０の低部表面上に光を反射すること
ができる任意の構造をとってよい。最も簡単な場合にお
いて、表面１２２はモジュールの下のグランＰ上の白色
岩石または他の反射性材料の層である。別法として、そ
れはモジュールの一方または両方上への光、を反射する
ように配置された一つの鏡または複数の鏡であることが
できる。
般にモジュール１０’に類似しておシそして別の反射性
表面１２２から間隔を置かれた低部表面１２０まで露出
された上部表面１１８から延びている。反射性表面１２
２は単一の平たい表面として図解的に表わされているが
しかしモジュール１０の低部表面上に光を反射すること
ができる任意の構造をとってよい。最も簡単な場合にお
いて、表面１２２はモジュールの下のグランＰ上の白色
岩石または他の反射性材料の層である。別法として、そ
れはモジュールの一方または両方上への光、を反射する
ように配置された一つの鏡または複数の鏡であることが
できる。
第１４図の態様は本発明に従って構成され且つ赤外光を
吸収するようにデザインされた太陽熱ノぐネル１００上
に配置されたモジュール１０を含む。
吸収するようにデザインされた太陽熱ノぐネル１００上
に配置されたモジュール１０を含む。
パネル１００は当業界に知られた任意の適当な太陽吸収
器の形をとってよくそして好ましくは流体入口１０２、
複数の流体通路１０４及び流体出口１０６を有する。例
示されたノ９ネル１０はそのモジュール１０がパネル１
００から間隔を置かれ且つそのパネルに平行であるよう
に末端腕木１−０８によりパネル１００に固定される。
器の形をとってよくそして好ましくは流体入口１０２、
複数の流体通路１０４及び流体出口１０６を有する。例
示されたノ９ネル１０はそのモジュール１０がパネル１
００から間隔を置かれ且つそのパネルに平行であるよう
に末端腕木１−０８によりパネル１００に固定される。
モジュール１０は操作中パネル１００により到達された
温度が光起電力モジュールの性能を損傷するのでパネル
１００から間隔管置かれる。
温度が光起電力モジュールの性能を損傷するのでパネル
１００から間隔管置かれる。
操作において、モジュール１Ｏ１１０−及び１０″はこ
ｆ’ＬＫよフ選択的に伝達されて鏡構造９０、反鏡性材
料１２２及びパネル１００それぞれに到達する入射光線
に露出される。特に第１２図に関して、鏡構造９０は伝
達され九光を反射してモジュール１０′に戻してモジュ
ールの半導体層中の光路の長さを増大しそしてしたがっ
て光が吸収されるチャンスを増大する。好ましい態様に
おいて反射性フィルム９４は微視的規模でテキスチャー
化されて鋭角上での反射光を散乱しそしてその平均通路
の長さをさらに増大する。鏡が電池の後方電極から分離
されている事実によシ可能にされた鏡構造９００反射性
表面９４を容易にテキスチャー（ｔｅｘｔｕｒｅ ）化
する能力は先行の金属ｔ’々ツクとする太陽電池以上の
第１２図の態様の主要な利点である。好ましい形態にお
いて、表面９４はガラス９２の表面に適用゛されたテキ
スチャー化されたホイルまたは他の適当な材料のシート
である。ぎらつきを減少させそして斜角でガラスに入射
する光線を捕獲するために市販の点刻された（ ５ｔｉ
ｐｐ−ｊｅｄ ）ガラスのテキスチャー化された表面を
鏡被覆することがまた都合がよい。゛ 第１３図の態様において、モジュールｌＯはその上部表
面１１８が入射光１２４に露光され一方ではその低部表
面１２０が表面１２２により反射された光１２６を受容
するように配向される。
ｆ’ＬＫよフ選択的に伝達されて鏡構造９０、反鏡性材
料１２２及びパネル１００それぞれに到達する入射光線
に露出される。特に第１２図に関して、鏡構造９０は伝
達され九光を反射してモジュール１０′に戻してモジュ
ールの半導体層中の光路の長さを増大しそしてしたがっ
て光が吸収されるチャンスを増大する。好ましい態様に
おいて反射性フィルム９４は微視的規模でテキスチャー
化されて鋭角上での反射光を散乱しそしてその平均通路
の長さをさらに増大する。鏡が電池の後方電極から分離
されている事実によシ可能にされた鏡構造９００反射性
表面９４を容易にテキスチャー（ｔｅｘｔｕｒｅ ）化
する能力は先行の金属ｔ’々ツクとする太陽電池以上の
第１２図の態様の主要な利点である。好ましい形態にお
いて、表面９４はガラス９２の表面に適用゛されたテキ
スチャー化されたホイルまたは他の適当な材料のシート
である。ぎらつきを減少させそして斜角でガラスに入射
する光線を捕獲するために市販の点刻された（ ５ｔｉ
ｐｐ−ｊｅｄ ）ガラスのテキスチャー化された表面を
鏡被覆することがまた都合がよい。゛ 第１３図の態様において、モジュールｌＯはその上部表
面１１８が入射光１２４に露光され一方ではその低部表
面１２０が表面１２２により反射された光１２６を受容
するように配向される。
したがって、モジュール１０’はモジュール１０′と同
一の二面モジュールであり、それにおいて各々の電池は
一つの日光 の光より多くに露光される。このことは
増大された材料費用または処理費用なしに従来の一方の
側の電池よりモジュールの出力を大きくさせることを可
能にする。同時は、モジュール１０’は入射光の部分に
対して透明であり、入射光のほとんどは反射性表面１２
２によりモジュールの半導体層１２に向けられて戻る。
一の二面モジュールであり、それにおいて各々の電池は
一つの日光 の光より多くに露光される。このことは
増大された材料費用または処理費用なしに従来の一方の
側の電池よりモジュールの出力を大きくさせることを可
能にする。同時は、モジュール１０’は入射光の部分に
対して透明であり、入射光のほとんどは反射性表面１２
２によりモジュールの半導体層１２に向けられて戻る。
第１４図の態様はノぐネル１００を加熱するのに／／／
′ モジュールｌＯにより伝達された光に依存している。伝
達された光は数字１１０により表わされそしてモジュー
ル１０の半導体層及び透明な電極の特性に直接関連して
いる。
′ モジュールｌＯにより伝達された光に依存している。伝
達された光は数字１１０により表わされそしてモジュー
ル１０の半導体層及び透明な電極の特性に直接関連して
いる。
第１２図、第１３図及び第１４図の態様において、電気
を発生させる危めに光起電力層を十分に使用する一方、
残留光線をできるだけ多くモジュール中に通過させるの
が望ましい。透過された光線は第１２図及び第１３図の
態様において電気の発生のために半導体層に戻らされそ
して第１４図の態様において、ノぞネル１００内に熱を
発生させる几めに使用される。したがって、モジュール
１０’、１０“及び１０＃の前方接触子及び後方接触子
の九めに使用される材料は高い屈折率及び高い透明度を
有すべきである。酸化亜鉛について第８図に描かれてい
る屈折率及び吸光係数はこの目的のために適当でありそ
して第９図の増大されたスペクトル透過率曲線８８に導
く。
を発生させる危めに光起電力層を十分に使用する一方、
残留光線をできるだけ多くモジュール中に通過させるの
が望ましい。透過された光線は第１２図及び第１３図の
態様において電気の発生のために半導体層に戻らされそ
して第１４図の態様において、ノぞネル１００内に熱を
発生させる几めに使用される。したがって、モジュール
１０’、１０“及び１０＃の前方接触子及び後方接触子
の九めに使用される材料は高い屈折率及び高い透明度を
有すべきである。酸化亜鉛について第８図に描かれてい
る屈折率及び吸光係数はこの目的のために適当でありそ
して第９図の増大されたスペクトル透過率曲線８８に導
く。
硼素、アルミニウム、ガリウム、インジウムまたはタリ
ウムのような適当な添加剤を含有させることによりＺｎ
Ｏの導電率が増大されることが出来そしてその屈折率が
減少されることができる。
ウムのような適当な添加剤を含有させることによりＺｎ
Ｏの導電率が増大されることが出来そしてその屈折率が
減少されることができる。
したがって電池の関連する透過性質はＺｎＯ電極材料に
上に挙げた元素全コントロールして添加することによシ
整調化されることができる。さらにＺｎＯＦｉ Ｔ Ｏ
（これＦｉ若下の背色光’ｋＷ光させる）より低い光学
的吸収限界を有している。そのようなＺｎＯ複合体の製
造及びコントロールは上記ルイス等の出願に詳細に開示
されている。
上に挙げた元素全コントロールして添加することによシ
整調化されることができる。さらにＺｎＯＦｉ Ｔ Ｏ
（これＦｉ若下の背色光’ｋＷ光させる）より低い光学
的吸収限界を有している。そのようなＺｎＯ複合体の製
造及びコントロールは上記ルイス等の出願に詳細に開示
されている。
種々の他の材料がモジュール１０．１０、及び１０の前
方接触子及び（または）後方接触子のために使用される
ことができ、成るものは太陽スペクトルにわたって酸化
亜鉛よりずつと高い屈折率を有している。１つのそのよ
うな材料は約２．１〜２．５の屈折率を有する硫化カド
ミウム（Ｃｄ８ ）である。
方接触子及び（または）後方接触子のために使用される
ことができ、成るものは太陽スペクトルにわたって酸化
亜鉛よりずつと高い屈折率を有している。１つのそのよ
うな材料は約２．１〜２．５の屈折率を有する硫化カド
ミウム（Ｃｄ８ ）である。
しかしながらＣｄＳが薄いフイムムの珪素をペースとす
る材料の半導体層と接続して使用される場合、それが珪
素に良好な電気的接触をする点にその導電率を増大させ
るインジウム（Ｉｒｔ）ｔたけ他の適当な材料を用いて
ＣａＳをドーゾ処理することが必要である。
る材料の半導体層と接続して使用される場合、それが珪
素に良好な電気的接触をする点にその導電率を増大させ
るインジウム（Ｉｒｔ）ｔたけ他の適当な材料を用いて
ＣａＳをドーゾ処理することが必要である。
薄いフィルムの複合体はまた導電率、透明度及び屈折率
の同様な°要件を前提としてモジュール１０’、１０”
”’１０”の前方及び（または）後方接触子として有用
である。これに関連して特に有用であることが見い出さ
れた複合体は第１５図において１２７で例示され、１２
７において１２Ｂは適当な透明な導電体の２つの層１３
０間にサンドイッチされた高い屈折率の材料の比較的に
薄い層である。好ましい態様において層１２８は約１０
０オングストロームの厚さのＴ ｉ ＯＨの層であシそ
して層１３０は数百オングストロームの厚さのＩＴＯの
層である。２．２〜２．３の屈折率を有するＴｉＯ２層
は主！！修光学的成分として働らきそしてＩＴＯ層は構
造物に電気的導電性を与える。その複合体はその主要な
成分ＩＴＯが赤外範囲においてずつと低い屈折率を有す
る事実にもかかわらず大部分の太陽スペクトルにわたっ
て約１．７よシ大きい有効な屈折率を有する。そ・の複
合体の屈折率は層の厚さ及び組成を変えることＫよシ特
定の適用の必要性Ｋｗ４整して合わせることができる。
の同様な°要件を前提としてモジュール１０’、１０”
”’１０”の前方及び（または）後方接触子として有用
である。これに関連して特に有用であることが見い出さ
れた複合体は第１５図において１２７で例示され、１２
７において１２Ｂは適当な透明な導電体の２つの層１３
０間にサンドイッチされた高い屈折率の材料の比較的に
薄い層である。好ましい態様において層１２８は約１０
０オングストロームの厚さのＴ ｉ ＯＨの層であシそ
して層１３０は数百オングストロームの厚さのＩＴＯの
層である。２．２〜２．３の屈折率を有するＴｉＯ２層
は主！！修光学的成分として働らきそしてＩＴＯ層は構
造物に電気的導電性を与える。その複合体はその主要な
成分ＩＴＯが赤外範囲においてずつと低い屈折率を有す
る事実にもかかわらず大部分の太陽スペクトルにわたっ
て約１．７よシ大きい有効な屈折率を有する。そ・の複
合体の屈折率は層の厚さ及び組成を変えることＫよシ特
定の適用の必要性Ｋｗ４整して合わせることができる。
例えば、全体的な屈折率はＩＴＯＯ代？） ＪＩＣＺｎ
Ｏを使用することによシ劇的に増大されることができ
る。
Ｏを使用することによシ劇的に増大されることができ
る。
しかしながら、その場合において、純粋ＺｎＯの屈折率
がそれ自体たいていの目的のために十分に高いのでＴｉ
０１は必要とされないかもしれない。
がそれ自体たいていの目的のために十分に高いのでＴｉ
０１は必要とされないかもしれない。
第１１図、第１２図及び第１３図の態様において電気を
発生させるためにはいってくる光線の利用が特ｔｃｘｙ
ｉｔｔ：なので、たいていの場合において約５０００オ
ングストロームまたはそれ以上に半導体層の厚さを維持
することが望ましい。
発生させるためにはいってくる光線の利用が特ｔｃｘｙ
ｉｔｔ：なので、たいていの場合において約５０００オ
ングストロームまたはそれ以上に半導体層の厚さを維持
することが望ましい。
しかしながら、厚さはデノ々イスの操作特性を決定する
多くの７アクターのほんの１つにすぎなくそして好まし
い配合に到達する他のファクターを考慮されなければな
らない。実際的なデフ９イスは１．０００〜１０，００
０オングストロームまたはそれ以上の厚さで得られるこ
とができる。
多くの７アクターのほんの１つにすぎなくそして好まし
い配合に到達する他のファクターを考慮されなければな
らない。実際的なデフ９イスは１．０００〜１０，００
０オングストロームまたはそれ以上の厚さで得られるこ
とができる。
半導体層１２が２−４− ！！タイプのものである場合
、２−タイプ領域は代表的には入射光に透明あるのに十
分に高い禁止帯幅を有する１窓層 である。したがって
、関連波長範囲のほとんどすべての光は１一層による吸
収のために２二層中を通過する。そのような電池におい
て、ニ一層が同様に窓膚である必要はない。しかしなが
ら、第１２図、第１３図及び第１４図の態様において、
ニ一層におけるすべての吸収が光起電力効果に寄与する
ことなしに透過光を減少させるので１一層の透過率は重
要である。これらの目的のために適当に透明であるため
Ｋは、薄いフィルムの珪素−タイプのニ一層は少なくと
も約１．８５電子ボルトの禁止帯幅を有すべきである。
、２−タイプ領域は代表的には入射光に透明あるのに十
分に高い禁止帯幅を有する１窓層 である。したがって
、関連波長範囲のほとんどすべての光は１一層による吸
収のために２二層中を通過する。そのような電池におい
て、ニ一層が同様に窓膚である必要はない。しかしなが
ら、第１２図、第１３図及び第１４図の態様において、
ニ一層におけるすべての吸収が光起電力効果に寄与する
ことなしに透過光を減少させるので１一層の透過率は重
要である。これらの目的のために適当に透明であるため
Ｋは、薄いフィルムの珪素−タイプのニ一層は少なくと
も約１．８５電子ボルトの禁止帯幅を有すべきである。
そのような禁止帯幅は！一層内に炭素または他の適当な
添加剤を含有させることによシ得られることができる。
添加剤を含有させることによシ得られることができる。
上記から両側上にイルミネートされることができそして
広い種々の機能を果すために太陽スペクトルにわたって
その光伝達性において調整されることができる独立製透
明太陽モジュールが提供されたことが分ることができる
。モジュールのコントロールされることができる透明度
は従来の適用におけるガラスの代シに置きかえられある
いは太陽モジュールに通常伴なう突き出し及び空間要件
を減少させるために他のエネルギーシステムと組み合わ
せて使用されることを可能にさせる。
広い種々の機能を果すために太陽スペクトルにわたって
その光伝達性において調整されることができる独立製透
明太陽モジュールが提供されたことが分ることができる
。モジュールのコントロールされることができる透明度
は従来の適用におけるガラスの代シに置きかえられある
いは太陽モジュールに通常伴なう突き出し及び空間要件
を減少させるために他のエネルギーシステムと組み合わ
せて使用されることを可能にさせる。
本発明の成る特定な態様が代表として開示されたけれど
も、本発明はこれらの特定の形態に限定されないばかシ
でなく、また、むしろ特許請求の範囲の範囲内に入るよ
うなすべての変更に広く適用きれることができる。”、
１例として本発明の光起電力モジュールは珪素をペース
とする半導体層を有する必要がないばかシでなく、また
むしろ適当な接触子材料が存在する任意の公知の光起電
力材料を導入してもよい。半導体層及び透明電極の組成
、厚さ及び製造は次にその材料に適合されなければなら
ない。
も、本発明はこれらの特定の形態に限定されないばかシ
でなく、また、むしろ特許請求の範囲の範囲内に入るよ
うなすべての変更に広く適用きれることができる。”、
１例として本発明の光起電力モジュールは珪素をペース
とする半導体層を有する必要がないばかシでなく、また
むしろ適当な接触子材料が存在する任意の公知の光起電
力材料を導入してもよい。半導体層及び透明電極の組成
、厚さ及び製造は次にその材料に適合されなければなら
ない。
第１図は本発明の好ましい態様に従って構成された透明
な光起電力バネルの一般的な透視図である。 第２図は第１図の線２−２に沿って取られた断片的拡大
垂直断面図である。 第３図は集合された形での第２図の構造の断片的垂直断
面図である。 第４図は自動車のサンルーフとしての使用における第１
図のモジュールの断片的透視図である。 第５図は船の透明なハツチカッ々−としての使用におけ
る第１図のモジュールの断片的透視図である。 第６図はビルディングの窓としての使用における第１図
のモジュールの断片的側方立面図である。 第７図は天窓としての使用における第１図のモジュール
の断片的透視図である。 第８図は光の波長の関数としての酸化亜鉛及び酸化錫イ
ンジウムの屈折率（ｎ）及び吸光係数（ｋ）のグラフ的
表示である。 第９図は太陽スペクトルにわたって、酸化亜鉛電極を有
する薄いフィルムの太陽電池及び酸化錫インジウム電極
を有する比較できる電池のコンピューター模型製作によ
り生じた相対的光透過率のグラフ的表示である−０ 第１０図は本発明の好ましい態様に従って造られそして
モジュールの半導体層の部分と接続している複合透明電
極フィルムの１部分の断片的垂直断面図である。 第１１図は本発明の好ましい態様に従って造られそして
モジュールの半導体層の１部分と接続している他の複合
透明な電極フィルムの１部分の断片的垂直断面図である
。 第１２図は伝達された光を反射して半導体層中に戻すよ
うに鏡がモジュールの後方表面に積層されている、本発
明のモジュールの別の態様の断片的垂直断面図である。 第１３図は別の反射性表面上の位置における本発明の透
明な太陽モジュールの図解的側方立面図である。 第１４図は太陽スペクトル中の光の一層完全な利用のた
めに透明な太陽モジュールが熱吸収器上におよびそれか
ら間隔をおいて置かれている本発明の別の態様の部分的
にとシはがされた図解的表示である。 第１５図は本発明の好ましい他の態様に従って造られた
複合透明電極フィルムの１部分の第１図と同様な断片め
垂直断面図である。 １０ ・・・光起電力モジュール、１０’−・光起電力
モジュール、１〇 −光起電力モジュール、１０ ・−
光起電力モジュール、１２−半導体層、１４−第１（前
方）透明電極配列、１５−・前方表面、１６−・・第２
（後方）透明電極配列、１７−後方衣゛面、１ｓ−ｉ体
、２Ｑ−ＺｎＯの屈折率曲線、２２ ・ＩＴＯの屈折率
曲線、３０−・太陽電池、３２−・・リード線、３２′
−リード線、３４−後方電極部分、３５−透明な導電層
、３６−・・非導電性スペース、３８−・・透明な導電
層、４０・・・スティック棒、４２−・透明な前方電極
部分、４４−・・スペース、４６−・・電極の重なシ合
い、４８・−電圧に耐えない薄い領域、５０−・・主要
表面、５２−・相互接続部分、５４− ｎ層、ｓ ６−
ｉ層、５８層層、６０・−レーザービーム、６２−複合
領域、７０ ・・・モジュール（？ンルー７）、７２・
・・自動車、７４ ・・・モジュール（ハツチ）、７ロ
ーセイルゼート、７８−モジュール（窓）、ＳＯ−・ビ
ルディング、８２−・・モジュール（天窓）、８４−住
居、８６−ＩＴＯの透過率曲線、８８・−Ｚｏｏの透過
率曲線、９０−・・鏡、９２・−ガラス、９４−・反射
性被覆、９６・−界面層、１００−太陽熱ノＱネル、１
０２−流体入口、１０４・・・流体通路、１０６・・・
流体出口、１ｏｓ−腕木、１１０ ・・・伝達光、１１
２−・・表面、１１４ＴｉＯ２層、１１６−導電性ＴＣ
層、１１８−上部表面、１２０・・・下部表面、１２２
−’反射性表面°、１２４ ・・・入射光、１２６−・
・反射光、１２７ ・・・複合体、１２８−高屈折率層
、１３０・−導電体層、１３２−・二層積み重ね、１３
４・・・薄い金属層、１３６−金属酸化物属。 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 他１名 ＦＩＧ、 Ｉ ＦＩＧ、 ３ 督 −二 ＋Ｊ’） Ｑ ′！Ｑ 。 ６−
〇 ｏ ’ ＯＯＯＯＯｏ ｃｉｃｉｃｉ。 ００’Ｉ Ｑ） トｔ７） ＆ｌ’） Ｑ ＦＱ Ｎ
−「 にンさ−Ｌ）埼−一、鮮 ＦＩＧ、 Ｉ○ ＦＩＧ、ＩＩ ＦＩＧ、 １２
な光起電力バネルの一般的な透視図である。 第２図は第１図の線２−２に沿って取られた断片的拡大
垂直断面図である。 第３図は集合された形での第２図の構造の断片的垂直断
面図である。 第４図は自動車のサンルーフとしての使用における第１
図のモジュールの断片的透視図である。 第５図は船の透明なハツチカッ々−としての使用におけ
る第１図のモジュールの断片的透視図である。 第６図はビルディングの窓としての使用における第１図
のモジュールの断片的側方立面図である。 第７図は天窓としての使用における第１図のモジュール
の断片的透視図である。 第８図は光の波長の関数としての酸化亜鉛及び酸化錫イ
ンジウムの屈折率（ｎ）及び吸光係数（ｋ）のグラフ的
表示である。 第９図は太陽スペクトルにわたって、酸化亜鉛電極を有
する薄いフィルムの太陽電池及び酸化錫インジウム電極
を有する比較できる電池のコンピューター模型製作によ
り生じた相対的光透過率のグラフ的表示である−０ 第１０図は本発明の好ましい態様に従って造られそして
モジュールの半導体層の部分と接続している複合透明電
極フィルムの１部分の断片的垂直断面図である。 第１１図は本発明の好ましい態様に従って造られそして
モジュールの半導体層の１部分と接続している他の複合
透明な電極フィルムの１部分の断片的垂直断面図である
。 第１２図は伝達された光を反射して半導体層中に戻すよ
うに鏡がモジュールの後方表面に積層されている、本発
明のモジュールの別の態様の断片的垂直断面図である。 第１３図は別の反射性表面上の位置における本発明の透
明な太陽モジュールの図解的側方立面図である。 第１４図は太陽スペクトル中の光の一層完全な利用のた
めに透明な太陽モジュールが熱吸収器上におよびそれか
ら間隔をおいて置かれている本発明の別の態様の部分的
にとシはがされた図解的表示である。 第１５図は本発明の好ましい他の態様に従って造られた
複合透明電極フィルムの１部分の第１図と同様な断片め
垂直断面図である。 １０ ・・・光起電力モジュール、１０’−・光起電力
モジュール、１〇 −光起電力モジュール、１０ ・−
光起電力モジュール、１２−半導体層、１４−第１（前
方）透明電極配列、１５−・前方表面、１６−・・第２
（後方）透明電極配列、１７−後方衣゛面、１ｓ−ｉ体
、２Ｑ−ＺｎＯの屈折率曲線、２２ ・ＩＴＯの屈折率
曲線、３０−・太陽電池、３２−・・リード線、３２′
−リード線、３４−後方電極部分、３５−透明な導電層
、３６−・・非導電性スペース、３８−・・透明な導電
層、４０・・・スティック棒、４２−・透明な前方電極
部分、４４−・・スペース、４６−・・電極の重なシ合
い、４８・−電圧に耐えない薄い領域、５０−・・主要
表面、５２−・相互接続部分、５４− ｎ層、ｓ ６−
ｉ層、５８層層、６０・−レーザービーム、６２−複合
領域、７０ ・・・モジュール（？ンルー７）、７２・
・・自動車、７４ ・・・モジュール（ハツチ）、７ロ
ーセイルゼート、７８−モジュール（窓）、ＳＯ−・ビ
ルディング、８２−・・モジュール（天窓）、８４−住
居、８６−ＩＴＯの透過率曲線、８８・−Ｚｏｏの透過
率曲線、９０−・・鏡、９２・−ガラス、９４−・反射
性被覆、９６・−界面層、１００−太陽熱ノＱネル、１
０２−流体入口、１０４・・・流体通路、１０６・・・
流体出口、１ｏｓ−腕木、１１０ ・・・伝達光、１１
２−・・表面、１１４ＴｉＯ２層、１１６−導電性ＴＣ
層、１１８−上部表面、１２０・・・下部表面、１２２
−’反射性表面°、１２４ ・・・入射光、１２６−・
・反射光、１２７ ・・・複合体、１２８−高屈折率層
、１３０・−導電体層、１３２−・二層積み重ね、１３
４・・・薄い金属層、１３６−金属酸化物属。 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 他１名 ＦＩＧ、 Ｉ ＦＩＧ、 ３ 督 −二 ＋Ｊ’） Ｑ ′！Ｑ 。 ６−
〇 ｏ ’ ＯＯＯＯＯｏ ｃｉｃｉｃｉ。 ００’Ｉ Ｑ） トｔ７） ＆ｌ’） Ｑ ＦＱ Ｎ
−「 にンさ−Ｌ）埼−一、鮮 ＦＩＧ、 Ｉ○ ＦＩＧ、ＩＩ ＦＩＧ、 １２
Claims (67)
- （１）少なくとも一の光起電力領域を含有しそして第１
の主要表面及び反対に向けられた第２の主要表面を有す
る薄いフィルムの半導体層、 半導体層の第１表面への電気的接続を確立するためのそ
して太陽スペクトルの第１部分にわたつて半導体層に入
射光を伝達するための第１透明電極装置、及び 半導体層の第２表面への電気的接続を確立するためのそ
して太陽スペクトルの第２部分にわたつて半導体層に入
射光を伝達するため第２透明電極装置 を含む光起電力モジュール。 - （２）第１及び第２電極装置が光の伝達を最大にするよ
うに造られる特許請求の範囲第１項に記載の光起電力モ
ジュール。 - （３）前記第１及び第２電極装置の少なくとも１つの上
に光を反射するための装置をさらに含む特許請求の範囲
第２項に記載の光起電力モジュール。 - （４）半導体層が実質的に固有の光導電性領域の反対側
上に￥Ｐ￥−タイプ及び￥ｎ￥−タイプの導電率の薄い
フィルムの領域を含み、そして その￥ｐ￥−タイプ及び￥ｎ￥−タイプの領域の両方は
、光起電力領域が感応性である予かじめ選ばれたスペク
トル内の光を透過するように造られた窓層である 特許請求の範囲第２項に記載の光起電力モジュール。 - （５）￥ｐ￥−タイプ及び￥ｎ￥−タイプの領域の両方
が少なくとも１．８５電子ボルトの禁止帯幅を有する特
許請求の範囲第４項に記載の光起電力モジュール。 - （６）少なくとも一つの光起電力領域を含有しそして第
１の主要表面及び反対に向けられた第２の主要表面を有
する薄いフィルムの半導体層、半導体層の第１表面への
電気的接続を確立するためのそして予かじめ選ばれたス
ペクトルにわたつて半導体層へ入射光を伝達するため第
１透明電極装置、及び 半導体層の第２表面への電気的接続を確立するためのそ
して半導体層により吸収されなかつた入射光の少なくと
も１部分のモジュールによる伝達を可能にするために半
導体層を大気に光学的につなぐための第２透明電極装置 を含む光起電力モジュール。 - （７）電極装置の少なくとも１つがモジュールによる赤
外光の伝達を減衰するように造られる特許請求の範囲第
６項に記載の光起電力モジュール。 - （８）前記少なくとも１つの電極装置がモジュールによ
る可視光の伝達を増大するようにつくられる特許請求の
範囲第７項に記載の光起電力モジュール。 - （９）前記少なくとも１つの電極装置が可視光の伝達を
最大にするようにつくられる特許請求の範囲第８項に記
載の光起電力モジュール。 - （１０）前記少なくとも１つの電極装置が赤外光に対し
て１．７より小さい屈折率を有する層を含む特許請求の
範囲第７項に記載の光起電力モジュール。 - （１１）前記少なくとも１つの電極装置が赤外光の波長
範囲の実質的な部分にわたつて約０．０５より大きな吸
光係数を有する層を含む特許請求の範囲第１０項に記載
の光起電力モジュール。 - （１２）前記少なくとも１つの第２電極装置が０．９ミ
クロンより大きな波長の光に対して約０．０５より大き
な吸光係数を有する層を含む特許請求の範囲第１１項に
記載の光起電力モジュール。 - （１３）前記少なくとも１つの電極装置が酸化錫インジ
ウムの層を含む特許請求の範囲第１２項に記載の光起電
力モジュール。 - （１４）第１及び第２の電極装置が各々赤外光に対して
１．７より小さい屈折率を有する特許請求の範囲第１０
項に記載の光起電力モジュール。 - （１５）前記少なくとも１つの電極装置が赤外光を反射
する高い反射率の金属及び金属酸化物の薄いフィルムの
複合層を含む特許請求の範囲第６項に記載の光起電力モ
ジュール。 - （１６）前記少なくとも１つの電極装置が高い反射性の
金属層及び金属酸化物の層を含み、しかも前記高い反射
率の金属層が半導体層に直接隣接している特許請求の範
囲第６項に記載の光起電力モジュール。 - （１７）金属層が約５０〜２００オングストロームの厚
さでありそして 金属酸化物属が約４００〜１，０００オングストローム
の厚さである 特許請求の範囲第１６項に記載の光起電力モジュール。 - （１８）金属酸化物層が赤外光に対して１．７より小さ
い屈折率を有する特許請求の範囲第１６項に記載の光起
電力モジュール。 - （１９）金属酸化物層が赤外光に対して１．７より大き
い屈折率を有する特許請求の範囲第１６項に記載の光起
電力モジュール。 - （２０）前記少なくとも１つの電極装置が高い反射率の
金属と金属酸化物との間で交互する偶数の層を含み、し
かも高い反射率の金属層の１つが半導体層に直接隣接し
ている特許請求の範囲第６項に記載の光起電力デバイス
。 - （２１）前記少なくとも１つの電極装置が順番に：半導
体フィルムと電気的に接触している第１の透明な導電性
酸化物の層、 １００オングストロームより厚くない第１障壁層、 中心金属層、 １００オングストロームより厚くない第２障壁層、 第２の透明な導電層、 を有する薄いフィルムの複合層を含む特許請求の範囲第
６項に記載の光起電力モジュール。 - （２２）透明な導電性層がＺｎＯを含み、そして障壁層
がＴｉＯ＿２を含む 特許請求の範囲第２１項に記載の光起電力モジュール。 - （２３）透明な導電性層が５００〜１，５００オングス
トロームの厚さのＺｎＯを含みそして ＴｉＯ＿２層が約５０オングストロームの厚さである特
許請求の範囲第２２項に記載の光起電力モジュール。 - （２４）金属性層がＡｇを含む特許請求の範囲第２２項
に記載の光起電力モジュール。 - （２５）少なくとも１つの電極装置が層の導電率及び屈
折率をコントロールするための添加剤の予じめ選ばれた
濃度を含有する透明な導電性酸化物の層を含む特許請求
の範囲第６項に記載の光起電力モジュール。 - （２６）少なくとも１つの電極装置が光の伝達を最大に
するように造られる特許請求の範囲第６項に記載の光起
電力モジュール。 - （２７）前記少なくとも１つの電極装置が太陽スペクト
ルにわたつて少なくとも約１．７の屈折率を有する層を
含む特許請求の範囲第２６項に記載の光起電力モジュー
ル。 - （２８）前記少なくとも１つの電極装置が赤外光の波長
範囲にわたつて約０．０５より小さい吸光係数を有する
層を含む特許請求の範囲第２７項に記載の光起電力モジ
ュール。 - （２９）前記少なくとも１つの電極装置が酸化亜鉛の層
を含む特許請求の範囲第２６項に記載の光起電力モジュ
ール。 - （３０）前記少なくとも１つの電極装置が順番に：半導
体フィルムと電気的に接触している第１の透明な導電性
酸化物層、 少なくとも２．０の屈折率を有する酸化物の中心層、及
び 第２の透明な導電性酸化物層 を含む層の積み重ねからなる特許請求の範囲第２６項に
記載の光起電力モジュール。 - （３１）透明な導電性酸化物層がＩＴＯを含みそして 中心層がＴｉＯ＿２を含む 特許請求の範囲第３０項に記載の光起電力モジュール。
- （３２）第１電極装置、半導体層及び第２電極装置がモ
ジュールによる光の伝達を増大するように造られている
特許請求の範囲第６項に記載の光起電力モジュール。 - （３３）半導体層が１，０００〜１０，０００オングス
トロームの厚さの薄いフィルムの珪素をベースとする層
である特許請求の範囲第３２項に記載の光起電力モジュ
ール。 - （３４）半導体層が約３，５００オングストロームの厚
さである特許請求の範囲第３３項に記載の光起電力モジ
ュール。 - （３５）第２電極装置が太陽スペクトルにわたつて少く
とも約２．１の屈折率を有する層を含む特許請求の範囲
第３２項に記載の光起電力モジュール。 - （３６）第２電極装置がドープ処理された硫化カドミウ
ムの層を含む特許請求の範囲第３５項に記載の光起電力
モジュール。 - （３７）少なくとも１つの光起電力領域を含有しそして
第１の主要表面及び反対に向けられた第２の主要表面を
有する薄いフィルムの半導体層、半導体層の第１表面へ
の電気的接続を確立するためのそして予じめ選ばれたス
ペクトルにわたつて半導体層に入射光を伝達するための
第１の透明な電極装置、 半導体の第２表面への電気的接続を確立するためのそし
て半導体により吸収されない光の少なくとも１部分の伝
達を可能にするための第２の透明な電極装置、 第１電極装置、半導体層及び第２電極装置により伝達さ
れた光を半導体層に反射して戻すための、第２電極装置
と実質的に対向している反射性表面装置 を含む光起電力モジュール。 - （３８）反射性表面装置が第２電極装置に積層されてい
る特許請求の範囲第３７項に記載の光起電力モジュール
。 - （３９）反射性表面装置が前記光を散乱するためにテキ
スチャー化されている特許請求の範囲第３８項に記載の
光起電力モジュール。 - （４０）反射性表面装置がその一方の側上に反射性被覆
を有する透明なシート部分を有す鏡であり、そして 透明なシート部分が反射性被覆とは反対のシート部分の
側上で第２電極装置に積層されている特許請求の範囲第
３８項に記載の光起電力モジュール。 - （４１）反射性表面装置が誘電性ポツタント層により第
２電極装置に積層されている特許請求の範囲第４０項に
記載の光起電力モジュール。 - （４２）半導体層が実質的に固有の光導電性領域の反対
側上で￥ｐ￥−タイプ及び￥ｎ￥−タイプ導電率の薄い
フィルム領域を含み、そして ￥ｐ￥−タイプ及び￥ｎ￥−タイプの領域の両方は、光
起電力領域が感応性である予じめ選ばれたスペクトル内
の光を伝達するように造られた窓層である特許請求の範
囲第３８項に記載の光起電力モジュール。 - （４３）￥ｐ￥−タイプ及び￥ｎ￥−タイプ領域の両方
が少なくとも１．８５電子ボルトの禁止帯幅を有する特
許請求の範囲第４２項に記載の光起電力モジュール。 - （４４）（Ａ）少なくとも１つの光起電力領域を含有し
そして第１の主要表面及び反対に向けられた第２の主要
表面を有する薄いフィルムの半導体層、 半導体層の第１表面への電気的接続を確立するためのそ
して予じめ選択されたスペクトルにわたつて半導体層に
入射光を伝達するための第１の透明な電極装置及び 半導体層の第２表面への電気的接続を確立するためのそ
して光学的に大気に半導体層をつないで半導体層により
吸収されない光の少なくとも１部のモジュールによる伝
達を可能にするための第２の透明な電極装置 を有する光起電力モジュールの及び （Ｂ）光起電力モジュールの後に配置されそしてそこか
ら間隔が置かれていて光起電力モジュールにより通過さ
れた赤外光を吸収する太陽熱装置 を含むことを特徴とする光起電力及び太陽熱の組み合わ
せ装置。 - （４５）第２電極装置が太陽スペクトルにわたつて少な
くとも約１．７の屈折率を有する透明な導電層を含む特
許請求の範囲第４４項に記載の装置。 - （４６）第２電極装置が赤外光の波長範囲にわたつて約
０．０５より小さい吸光係数を有する層を含む特許請求
の範囲第４５項に記載の装置。 - （４７）第２電極装置が酸化亜鉛の層を含む特許請求の
範囲第４６項に記載の装置。 - （４８）第２電極装置がドープ処理された硫化カドミウ
ムの層を含む特許請求の範囲第４６項に記載の装置。 - （４９）（Ａ）内部容積を限定する複数の壁、（Ｂ）前
記壁中の少なくとも１つの開口、及び （Ｃ）少なくとも１つの光起電力領域を含有しそして第
１の主要表面及び反対に向けられている第２の主要表面
を有する薄いフィルムの半導体層、 半導体層の第１の表面への電気的接続を確立するための
そして予じめ選ばれたスペクトルにわたつて半導体層に
入射光を伝達するための第１の透明な電極装置、 半導体層の第２の表面への電気的接続を確立するための
そして光学的に大気に半導体層をつないで半導体層によ
り吸収されない前記入射光の少なくとも１部分のモジュ
ールによる伝達を可能にするための第２の透明な電極装
置 を含む開口上の光起電力モジュール を含むことを特徴とする構造物。 - （５０）第２電極装置がモジュールによる赤外光の伝達
を減衰するように造られている特許請求の範囲第４９項
に記載の構造物。 - （５１）第２電極装置が可視光の伝達を最大するように
造られている特許請求の範囲第５０項に記載の構造物。 - （５２）構造物が乗物である特許請求の範囲第５０項に
記載の構造物。 - （５３）乗物がサンルーフを有する自動車であり、前記
壁中の開口がサンルーフにより閉じられており、そして 光起電力モジュールがサンルーフ内に配置されていて太
陽スペクトルの第１部分内に入る入射光を電気に転換し
そして太陽スペクトルの第２部分内に入る光を自動車の
内部に伝達する 特許請求の範囲第５２項に記載の構造物。 - （５４）乗物が水上航海用の船でありそしてハッチカバ
ーを有しており、 前記壁中の開口がハッチカバーにより閉じられ、そして 光起電力モジュールがハッチカバー内に配置されていて
太陽スペクトルの第１部分内に入る入射光を電気に転換
しそして太陽スペクトルの第２部分内に入る光を船の内
部に伝達する 特許請求の範囲第５２項に記載の構造物。 - （５５）構造物がビルディングであり、 壁中の開口が窓開口であり、そして 光起電力モジュールが窓開口内に配置されていて太陽ス
ペクトルの第１部分内に入る入射光を電気的に転換しそ
して太陽スペクトルの第２部分内に入る光をビルディン
グの内部に伝達する窓として働らく 特許請求の範囲第５０項に記載の構造物。 - （５６）（イ）少なくとも１つの光起電力領域を含有し
そして第１の主要表面及び反対に向けられた第２の主要
表面を有する薄いフィルムの半導体層、（ロ）半導体層
の第１の表面への電気的接続を確立するためのそして予
じめ選ばれたスペクトルにわたつて半導体層に入射光を
伝達するための第１の透明な電極装置及び（ハ）半導体
層の第２表面への電気的接続を確立するためのそして半
導体層により吸収されない光の少なくとも１部分のモジ
ュールにより伝達を可能にするために半導体層を大気に
光学的につなぐための第２の透明な電極装置を有する光
起電力モジュールの製造であつて、 第１電極装置上への入射光が半導体層と第２電極装置と
により選択的に伝達され且つ第２電極装置により大気に
つながれるように予じめ選ばれた波長範囲にわたつての
予じめ選ばれた光学的透過率特性を用いて第１電極装置
と半導体層と第２電極装置とを設ける工程を特徴とする
モジュールによる光の伝達をコントロールする方法。 - （５７）第２電極装置が透明な導電層を含み、そして第
２電極装置が半導体層からそれに通過する赤外光の伝達
を減衰するように造られる 特許請求の範囲第５６項に記載の方法。 - （５８）第２電極装置が透明な導電層を含み、そして第
２電極装置が半導体層からそれに通過する可視光を選択
的に伝達するように造られる 特許請求の範囲第５６項に記載の方法。 - （５９）可視光が第２電極装置の屈折率をコントロール
することにより選択的に伝達される特許請求の範囲第５
８項に記載の方法。 - （６０）第２電極装置の屈折率が赤外光に対して１．７
より小さい特許請求の範囲第５９項に記載の方法。 - （６１）第２の電極装置の吸光係数が赤外光の波長範囲
の実質的な部分にわたつて約０．０５より大きい特許請
求の範囲第６０項に記載の方法。 - （６２）可視光の選択的な伝達が第２電極装置の屈折率
に実質的に等しく第１電極装置の屈折率をコントロール
することによりさらに達成される特許請求の範囲第５９
項に記載の方法。 - （６３）可視光の選択的な伝達が第２電極装置の屈折率
、吸光係数透明度及び厚さをコントロールすることによ
り達成される特許請求の範囲第５８項に記載の方法。 - （６４）可視光の選択的な伝達が第２電極装置の材料中
に添加剤を含有させてその導電率を増大させ且つその屈
折率を減少させることによりさらに達成される特許請求
の範囲第６３項に記載の方法。 - （６５）モジュールの光が入射する側での透明な第１電
極とモジュールの反対側での透明な第２電極とを有する
光起電力モジュールを準備し、 入射光のスペクトルの第１部分内の光を電気に転換しそ
して前記スペクトルの第２部分内の光を非光起電力用途
のために構造物の内部に光を通過させるように壁中の開
口上にモジュールを配置させることを特徴とする 内部容積を区切る複数の壁を有する構造物に入る光を露
光するように薄いフイルムの光起電力モジュールを使用
する方法。 - （６６）透明な第１及び第２電極を準備する工程が赤外
光の伝達を減衰するように第２電極を造ることを包含す
る特許請求の範囲第６５項に記載の方法。 - （６７）透明な第１及び第２電極を準備する工程が可視
光の伝達を最大にするように第２電極を造ることを包含
する特許請求の範囲第６５項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US741080 | 1985-06-04 | ||
| US06/741,080 US4663495A (en) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | Transparent photovoltaic module |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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