KR20220013414A - 단열 투명 탠덤 유기 태양 전지 - Google Patents

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KR20220013414A
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카 호이 이 호
시앙유 푸
매튜 스톤
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노쓰 캐롤라이나 스테이트 유니버시티
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Abstract

예시적인 투명 탠덤 유기 태양 전지는, 투명 기판; 상기 투명 기판의 표면에 배치된 제1 투명 전극; 및 제1 투명 전극의 표면에 배치된 일련의 상호연결 유기 활성층을 포함한다. 일련의 상호연결 유기 활성층은, 자외선 파장이 전면 서브-셀을 통과하는 것을 차단하는 전면 서브-셀; 및 적외선 파장이 후면 서브-셀을 통과하는 것을 차단하는 후면 서브-셀을 포함한다. 태양 전지는 후면 서브-셀의 표면에 배치된 분산 브래그 반사기를 더 포함하고, 상기 분산 브래그 반사기는 후면 서브-셀과 분산 브래그 반사기 사이의 계면에서 차단되지 않은 적외선 광자를 반사시킨다. 또한, 일련의 상호연결 유기 활성층은 가시광선의 파장이 투명 탠덤 유기 태양 전지를 통과할 수 있도록 구성되며, 상기 투명 탠덤 유기 태양 전지는 완전히 투명하다.

Description

단열 투명 탠덤 유기 태양 전지
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 5월 29일에 출원되고 일련 번호 62/853,978의 "단열 투명 탠덤 유기 태양 전지"라는 명칭의 동시 계류 중인 미국 가출원에 대한 우선권을 주장하며, 이 출원은 전체가 참조로 여기에 포함된다.
기술분야
본 발명은 일반적으로 태양 전지 기술에 관한 것이다.
광 전지의 광범위한 개발을 위해서는, 표준 제품 및 시스템에 통합할 수 있는 태양 전지를 개발하는 것이 중요하다. 유기 태양 전지(Organic Solar Cell; OSC)는 저비용, 빠른 에너지 회수 시간, 경량, 유연성, 그리고 가장 중요한 투명성과 같은 많은 매력적인 장점을 가지고 있기 때문에 유망한 기술로서 간주된다. 이러한 투명 태양 전지(TSC)는 건물 파사드(facade), 옥상, 태양열 창(solar windows), 자동차 앞유리(windshield), 및 자체 전원 전자 디바이스에 통합할 수 있는 잠재력으로 인해 광범위한 관심을 끌어왔다. 잠재 시장 규모는 최근에 엄청나게 증가하고 있다.
종래의 결정질 실리콘 TSC는 패널의 덮이지 않은 부분(이는 불투명한 태양 전지를 포함하지 않음)을 통해 햇빛을 확산시킴으로써 구현되는 반면, 유기 TSC는 전체 패널에 걸쳐 우수한 투명도를 제공하는 거의 투명한 전극과 초박형 광 흡수 재료를 채택한다. 따라서, 종래의 TSC와 비교하여, 유기 TSC는 훨씬 더 넓은 범위의 착색(coloring) 및 광도를 제공한다.
본 개시내용의 양태는 투명 탠덤 유기 태양 전지에 관한 것이다. 일 양태에서, 무엇보다도, 투명 탠덤 유기 태양 전지는, 투명 기판; 상기 투명 기판의 표면에 배치된 제1 투명 전극; 및 상기 제1 투명 전극의 표면에 배치된 일련의 상호연결 유기 활성층을 포함한다. 일련의 상호연결 유기 활성층은 적어도 자외선 파장이 전면 서브-셀을 통과하는 것을 차단하는 전면 서브-셀; 및 적외선 파장이 후면 서브-셀을 통과하는 것을 차단하는 후면 서브-셀을 포함한다. 추가로, 투명 탠덤 유기 태양 전지는 후면 서브-셀의 표면에 배치된 분산 브래그 반사기를 포함하며, 여기서 분산 브래그 반사기는 후면 서브-셀과 분산 브래그 반사기 사이의 계면에서 차단되지 않은 적외선 광자를 반사시킨다. 또한, 일련의 상호연결 유기 활성층은, 가시광의 파장이 투명 탠덤 유기 태양 전지를 통과할 수 있도록 구성되며, 여기서 투명 탠덤 유기 태양 전지는 완전히 투명하다.
본 개시내용의 양태는 또한 투명한 탠덤 유기 태양 전지를 구현하는 것을 포함하는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은, 투명 기판의 표면에 제1 투명 전극을 배치하는 단계; 상기 제1 투명 전극의 표면에 일련의 상호연결된 유기 활성층을 배치하는 단계; 가시광선의 파장이 일련의 상호연결된 유기 활성층을 통과할 수 있도록 일련의 상호연결 유기 활성층을 구성하는 단계 - 상기 일련의 상호연결 유기 활성층은 적어도, 자외선 파장이 전면 서브-셀을 통과하는 것을 차단하는 전면 서브-셀과, 적외선 파장이 후면 서브-셀을 통과하는 것을 차단하는 후면 서브-셀을 포함함 -; 투명 탠덤 유기 태양 전지를 형성하도록 상기 후면 서브-셀의 표면에 미러를 배치하는 단계; 및 후면 서브-셀과 미러 사이의 계면에서 차단되지 않은 적외선 광자를 반사시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 투명 탠덤 유기 태양 전지는 완전히 투명하다.
하나 이상의 양태에서, 투명 탠덤 유기 태양 전지는 구조물의 창에 적용되는 필름의 형태일 수 있다. 하나 이상의 양태에서, 구조물은 건물 또는 차량을 포함할 수 있다. 하나 이상의 양태에서, 투명한 탠덤 유기 태양 전지는 건물 파사드(facade), 옥상 또는 자동차 앞유리(windshield)에 통합될 수 있다.
하나 이상의 양태에서, 분산 브래그 반사기는, 투명 탠덤 유기 태양 전지를 통해 공급되는 열 에너지를 차단하도록 구성되고 및/또는 리튬 플루오라이드(LiF) 층 및 몰리브덴 산화물(MoOx) 층의 주기적 어레이를 포함할 수 있다.
하나 이상의 양태에서, 일련의 상호연결 유기 활성층은 차단된 광의 파장을 전기로 변환하도록 구성되고 및/또는 적어도 하나의 반사방지 코팅층을 포함한다.
하나 이상의 양태에서, 투명 탠덤 유기 태양 전지는 창에 매립될 수 있고, 건물 파사드 또는 옥상에 통합될 수 있고/있거나 광기전 재료의 필름 형태일 수 있다. 하나 이상의 양태에서, 투명 탠덤 유기 태양 전지는 투명 탠덤 유기 태양 전지의 상부 또는 하부에 결합된 상이한 피치 크기를 갖는 준주기적(quasi-periodic) 다결정 나노패턴 구조물일 수 있다.
본 개시내용의 많은 양태는 다음 도면을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다. 도면의 구성요소는 반드시 일정한 비율로 표시되어야 하는 것은 아니며, 대신에 본 개시내용의 원리를 명확하게 설명하는 데 중점을 둔다. 또한, 도면에서, 동일한 참조 번호는 여러 도면에 걸쳐 대응하는 부분을 지정한다.
도 1은 본 개시내용에 따른 단열 투명 탠덤 유기 태양 전지의 예시적인 실시예의 개략도이다.
도 2는 상이한 파장의 광에서의 태양 스펙트럼 방사 조도(irradiance) 및 대응하는 에너지 비율(fraction)을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시내용의 실시예들에 따른 회절(diffracted) 브래그 반사기의 예시적인 도면이다.
도 4a는 본 개시내용의 다양한 실시예에 따른 QPN(quasi-periodic polycrystal nanopatterned) 기판 상에 제조된 광활성층의 개략도이다.
도 4b는 본 개시내용의 다양한 실시예에 따른 다양한 피치 크기를 갖는 다결정 나노패턴을 나타내는 개략도이다.
도 4c는 본 개시내용의 다양한 실시예에 따라 상이한 파장에서 태양광 수확(harvesting)의 예측된 향상을 나타내는 플롯이다.
도 4d는 본 개시내용의 다양한 실시예에 따른 예시적인 QPN의 주사 전자 현미경 이미지이다.
본 개시내용은 발전과 단열을 위해 동시에 사용될 수 있는 고성능 투명 탠덤 유기 태양 전지의 구현예를 설명한다. 이러한 일 실시예에서, 투명 태양 전지는, 가시광선 파장의 광이 투과되도록 허용하면서 특정 비가시광선 파장의 광(예를 들어, 자외선 및 적외선)을 흡수하여 이를 전기로 변환할 수 있는 일련의 태양 전지를 사용하거나 이를 적층함으로써 높은 투명도를 유지하면서 광 스펙트럼의 자외선(UV) 및 적외선(IR) 영역을 완전히 활용하도록 구성된다. 또한, 하나의 비제한적인 예로서, 미러 디바이스(예를 들어, DBR(Distributed Bragg Reflector)를 사용하여, 태양 전지를 통해 투과되는 적외선 파장의 광을 반사하여 적외선에 의해 건물 내부로 열 에너지가 공급되는 것을 차단할 수 있다. 따라서, DBR을 사용하여 IR 광을 차단함으로써, 예시적인 투명 태양 전지의 실시예는, 투명 태양 전지가 유기 투명 태양 전지에 대한 새로운 애플리케이션을 여는 강화된 단열 특성을 갖는다고 생각된다. 예를 들어, 이러한 단열 특성은, 건물의 전체 조명, 난방, 및 냉방 비용을 크게 줄일 수 있는 건물이나 차량 창에 광기전 재료의 필름을 적용하는 방식에 따라 실내 온도를 제어하는 데 사용될 수 있다. 다른 애플리케이션은 건물 파사드, 옥상, 태양열 창, 자동차 앞유리, 및 자체 전원 전자 디바이스로의 통합을 포함한다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 본 개시내용의 실시예들에 따른 단열 투명 탠덤 유기 태양 전지의 구조물을 나타낸다. 이 예에서, 태양 전지는 세 개의 레이어 즉, (1) 자외선 스펙트럼에 인접한 가시광선 스펙트럼의 일부를 포함하는 자외선 및 단파장 광자를 흡수하고 차단하는 전면 유기 서브-셀; (2) 적외선 스펙트럼에 인접한 가시광선 스펙트럼의 일부를 포함하는 장파장 및 적외선 광자를 흡수하는 후면 유기 서브-셀; 및 (3) 후면 셀과 반사기 사이의 계면에서 흡수되지 않은 적외선 광자를 반사하여, 열원이 반사기를 통해 방출되는 것을 차단하는 분산 브래그 반사기(DBR)로 나뉘어 진다. 다양한 실시예에서, 태양 전지는 창과 같은 투명한 구조, 또는 불투명한 구조에 적용될 수 있는 박막의 형태일 수 있다.
유기 태양 전지는 특히 낮은 밴드 갭 반도체를 사용하는 디바이스의 경우, 열화 손실이 있기 때문에, 상보적 흡수 특성을 가진 개별 셀(서브 셀라고도 함)을 직렬로 적층하는 것은, 단일 접합 태양 전지의 한계를 해결하는 효과적인 접근 방식이다. 이러한 탠덤 태양 전지는 직렬 연결된 서브 전지로 인해 훨씬 더 높은 전압 출력을 지니고 있다. 이전 테스트로부터, 탠덤 TSC의 전력 변환 효율(power conversion efficiency; PCE)은, 적어도 들어오는 광의 반사로 인해 단일 태양 전지보다 성능이 약 50% 더 우수하여 탠덤 투명 태양 전지 내의 광학 경로를 두 배로 늘리고 광 흡수를 증가시킨다고 관찰되어 왔다.
따라서, 본 개시내용에 따르면, 상호연결 층의 다층 구성을 사용함으로써(서브-셀과 투명 상부 전극을 전기적으로 연결함으로써), 적외선(IR) 및/또는 자외선(UV) 스펙트럼의 다른 영역에서 양호하게 감도를 높이고 가시광선 스펙트럼에서 광 흡수를 최소화하는 예시적인 TSC가 제조될 수 있다. 따라서, 다양한 실시예에서, 상호연결 층은 반사방지 코팅, 투명 기판, 투명 전극, 복수의 활성층, 투명 전극, 회절 브래그 반사기, 및/또는 반사방지 코팅으로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 예시적인 단열 투명 탠덤 유기 태양 전지는, 가시 영역(400 - 700 nm)에서 우수한 투과율(transmittance)을 갖도록 설계된다. 일반적으로, TSC의 투명도는 AVT(Average Visible Transmittance)에 의해 결정될 수 있으며, 여기서 이 값은 스펙트럼을 인간의 눈의 스펙트럼 의존적 반응에 기초한 가시광선 파장(400 ― 700nm)에서 태양 전지에 의해 투과된 광의 평균 백분율을 나타낸다. AVT = 25%의 최소값은 일반적으로 업계의 창 애플리케이션에 권장된다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 단열 투명 탠덤 유기 태양 전지의 예시적인 실시예의 층 (1) 및 (2)(즉, 각각 전면 유기 서브-셀 및 후면 유기 서브-셀)에 대해, 광 흡수 요구조건은 적절한 밴드 갭을 가진 유기 물질을 선택함으로써 충족된다. 예를 들어, 이상적인 TSC의 경우, 표준 AM 1.5G 태양광 스펙트럼의 에너지 분포에 따라서, 태양 에너지의 절반 이상이 NIR 영역(도 2에 도시됨) 내에 분포되기 때문에, 가시 범위에서 높은 투과율을 유지하면서 자외선(UV) 및 적외선(IR) 또는 근적외선(NIR) 파장을 흡수하는 것이 바람직하다.
단열 투명 탠덤 유기 태양 전지 내부의 광자 수집을 향상시키기 위해, 다양한 실시예에서 분산 브래그 반사기(DBR)와 같은 광결정 구조물이 투명 전극의 상부에 위치될 수 있다. 예시적인 DBR은, 저굴절률 층과 고굴절률 층을 결합하여 각 계면에서 빛이 부분적으로 굴절, 반사 및 투과되도록 하는 주기적 어레이로 만들어지며, 여기서 DBR의 격자 간격과 층 굴절률은, 반사되거나 투과된 빔 사이의 간섭이 특정 파장에서 건설적이거나 파괴적인지 여부를 규정한다.
다음으로 도 3을 참조하면, 도면은 다양한 실시예에 대한 광 스펙트럼의 IR 영역에 대한 우수한 미러 역할을 할 수 있는 리튬 플루오라이드(LiF) 층 및 몰리브덴 산화물(MoOx) 층의 주기적 어레이를 포함하는 1D 광결정 어레이를 예시한다. 특히, 이러한 1D 광결정 어레이는, 가시광선 투과율을 높게 유지하면서 IR 광의 대부분을 선택적으로 반사시킨다. 제조 동안에, 그러한 예시적인 DBR은 열 증발 또는 저온 용액 처리에 의해 증착될 수 있으며, 이는 아래의 태양 전지에 열화를 부여하지 않을 것이다.
평면 DBR에 더하여 또는 그 대신에, 준주기적 다결정 나노패턴(QPN)이 선택적 파장에서 광 흡수를 향상시키기 위해 예시적인 태양 전지의 상부 또는 하부에 적용될 수 있다. 전통적으로, 고효율을 위해 수직 입사(태양에 대하여)를 유지하기 위해 태양광 패널을 회전시키는 데 태양열 추적기가 필요하지만, 이러한 태양열 추적을 위한 증가된 설치 및 유지 비용은 태양광 패널을 회전시키는 데 불필요한 에너지를 소비한다. 다양하게, QPN의 주요 개념은 광산란 메커니즘(태양광 캡처용)에 의해 광 수확을 수행하는 것이다. 주기적인 단결정 나노패턴과 비교하여, 준주기적 다결정 나노패턴(QPN)은 유리하게도 도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, 넓은 범위의 입체각으로부터 넓은 대역의 태양 스펙트럼을 높은 집적 광전류와 결합한다. 여기서, 도 4a는 본 개시내용의 다양한 실시양태에 따라 QPN 기판 상에 제조된 광활성 층의 개략도이고, 도 4b는 본 개시내용의 다양한 실시형태에 따른 다양한 피치 크기를 갖는 다결정질 나노패턴을 나타내는 개략도이고, 도 4c는 본 개시내용의 다양한 실시예에 따른 상이한 파장(도 4a 내지 도 4c에서 Λ로 표시됨)에서 태양광 수확의 예측된 향상을 나타내는 플롯이고, 도 4d는 본 개시내용의 다양한 실시예에 따른 예시적인 QPN의 주사 전자 현미경 이미지이다.
요약하면, 본 개시내용의 실시예는, 발전 및 단열에 동시에 사용될 수 있는 고성능 투명 탠덤 유기 태양 전지를 제공한다. 높은 투명도를 유지하면서 UV 및 IR 영역을 최대한 활용하는 서브-셀의 적절한 배치에 의해, 고성능 투명 태양 전지를 구현할 수 있다. 또한, IR 광을 효과적으로 차단하는 DBR을 사용함으로써, 다음과 같은 특성 즉, 특히 (1) 15% 보다 큰 전력 변환 효율을 갖는 유기 TSC; (2) 최소값이 30%인 높은 평균 가시광선 투과율; (3) 85% 이상의 적외선 차단율; 및 (4) 탠덤 아키텍처의 높은 개방 회로 전압(>2.5V)을 갖는 단열 특성이 향상된 투명 태양 전지를 구현할 수도 있다. DBR을 제외하고, QPN은 태양 전지의 상부 또는 하부에 있는 고성능 투명 탠덤 유기 태양 전지의 특정 실시예에서 통합되며, 여기서 QPN은 넓은 범위의 입체각으로부터 넓은 대역의 태양 스펙트럼을 높은 집적 광전류와 결합하도록 구성된다.
전술한 본 개시내용의 실시예들은, 단지 구현의 가능한 예일 뿐이며, 본 개시 내용의 원리에 대한 명확한 이해를 위해 설명된 것일 뿐이라는 점을 강조해야 한다. 본 개시 내용의 원리로부터 실질적으로 벗어남이 없이 전술한 실시예(들)에 많은 변형 및 수정이 이루어질 수 있다. 이러한 모든 수정 및 변형은 본 개시 내용의 범위 내에 포함되고 이하의 청구범위에 의해 보호되는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 투명 탠덤(tandem) 유기 태양 전지(organic solar cell)로서,
    투명 기판;
    상기 투명 기판의 표면에 배치된 제1 투명 전극;
    상기 제1 투명 전극의 표면에 배치된 일련의 상호연결 유기 활성층 - 상기 일련의 상호연결 유기 활성층은 적어도, 자외선 파장이 전면(front) 서브-셀을 통과하는 것을 차단하는 전면 서브-셀과, 적외선 파장이 후면 서브-셀을 통과하는 것을 차단하는 후면 서브-셀을 포함함 -; 및
    상기 후면 서브-셀의 표면에 배치된 분산 브래그 반사기 - 상기 분산 브래그 반사기는 상기 후면 서브-셀과 상기 분산 브래그 반사기 사이의 계면에서 차단되지 않은 적외선 광자를 반사시킴 -;
    를 포함하고,
    상기 일련의 상호연결 유기 활성층은 가시 광선의 파장이 상기 투명 탠덤 유기 태양 전지를 통과하도록 구성되고,
    상기 투명 탠덤 유기 태양 전지는 완전히 투명한 것인, 투명 탠덤 유기 태양 전지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분산 브래그 반사기는 리튬 플루오라이드(LiF) 층 및 몰리브덴 산화물(MoOx) 층의 주기적 어레이를 포함하는 것인 투명 탠덤 유기 태양 전지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 분산 브래그 반사기는 열 에너지가 상기 투명 탠덤 유기 태양 전지를 통해 공급되는 것을 차단하도록 구성되는 투명 탠덤 유기 태양 전지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 투명 탠덤 유기 태양 전지는 창에 매립되는 것인 투명 탠덤 유기 태양 전지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 투명 탠덤 유기 태양 전지는 광기전 재료의 필름의 형태인 것인 투명 탠덤 유기 태양 전지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 일련의 상호연결 유기 활성층은 적어도 하나의 반사방지 코팅층을 더 포함하는 것인 투명 탠덤 유기 태양 전지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 투명 탠덤 유기 태양 전지는, 상기 투명 탠덤 유기 태양 전지의 상부 또는 하부에 결합된 상이한 피치 크기를 갖는 준주기적 다결정 나노패턴 구조물을 더 포함하는 것인 투명 탠덤 유기 태양 전지.
  8. 제1항에 있어서, 상기 일련의 상호연결 유기 활성층은 차단된 광의 파장을 전기로 변환하도록 구성되는 것인 투명 탠덤 유기 태양 전지.
  9. 제1항에 있어서, 상기 투명 탠덤 유기 태양 전지는 건물 파사드(facade) 또는 옥상에 통합되는 것인 투명 탠덤 유기 태양 전지.
  10. 투명 탠덤 유기 태양 전지를 구현하는 방법으로서,
    투명 기판의 표면에 배치된 제1 투명 전극을 배치하는 단계;
    상기 제1 투명 전극의 표면에 일련의 상호연결 유기 활성층을 배치하는 단계;
    가시광선의 파장이 상기 일련의 상호연결 유기 활성층을 통과할 수 있도록 t상기 일련의 상호연결 유기 활성층을 구성하는 단계 - 상기 일련의 상호연결 유기 활성층은 적어도, 자외선 파장이 전면 서브-셀을 통과하는 것을 차단하는 전면 서브-셀; 및 적외선 파장이 후면 서브-셀을 통과하는 것을 차단하는 후면 서브-셀을 포함함 -;
    상기 투명 탠덤 유기 태양 전지를 형성하도록 상기 후면 서브-셀의 표면에 미러(mirror)를 배치하는 단계; 및
    상기 후면 서브-셀과 상기 미러 사이의 계면에서 차단되지 않은 적외선 광자를 반사시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 투명 탠덤 유기 태양 전지는 완전히 투명한 것인 투명 탠덤 유기 태양 전지를 구현하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 미러는 분산 브래그 반사기를 포함하는 것인 투명 탠덤 유기 태양 전지를 구현하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 분산 브래그 반사기는 리튬 플루오라이드(LiF) 층 및 몰리브덴 산화물(MoOx) 층의 주기적 어레이를 포함하는 것인 투명 탠덤 유기 태양 전지를 구현하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 필름 형태의 상기 투명 탠덤 유기 태양 전지를 구조물의 창에 적용하는 단계를 더 포함하는 투명 탠덤 유기 태양 전지를 구현하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 구조물은 건물을 포함하는 것인 투명 탠덤 유기 태양 전지를 구현하는 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 구조물은 차량을 포함하는 것인 투명 탠덤 유기 태양 전지를 구현하는 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 일련의 상호연결 유기 활성층은 적어도 하나의 반사방지 코팅층을 더 포함하는 것인 투명 탠덤 유기 태양 전지를 구현하는 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 투명 탠덤 유기 태양 전지의 상부 또는 하부에 상이한 피치 크기를 갖는 준주기적(quasi-periodic) 다결정 나노패턴 구조물을 결합하는 단계를 더 포함하는 투명 탠덤 유기 태양 전지를 구현하는 방법.
  18. 제10항에 있어서, 차단된 광의 파장을 전기로 변환하는 단계를 더 포함하는 투명 탠덤 유기 태양 전지를 구현하는 방법.
  19. 제10항에 있어서, 상기 투명 탠덤 유기 태양 전지를 건물 파사드 또는 옥상에 통합하는 단계를 더 포함하는 투명 탠덤 유기 태양 전지를 구현하는 방법.
  20. 제10항에 있어서, 상기 투명 탠덤 유기 태양 전지를 자동차 앞유리(automobile windshield)에 통합하는 단계를 더 포함하는 투명 탠덤 유기 태양 전지를 구현하는 방법.
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WO2006078319A1 (en) * 2005-01-19 2006-07-27 Massachusetts Institute Of Technology Light trapping in thin film solar cells using textured photonic crystal
TWI408825B (zh) * 2010-09-24 2013-09-11 Univ Nat Chiao Tung 一種具有週期性形狀結構透明導電極之太陽能電池裝置
PL2668680T3 (pl) * 2011-01-26 2022-06-13 Massachusetts Institute Of Technology Przezroczyste ogniwa fotowoltaiczne
WO2013006077A1 (en) * 2011-07-06 2013-01-10 Wostec, Inc. Solar cell with nanostructured layer and methods of making and using
US20130220406A1 (en) * 2012-02-27 2013-08-29 Sharp Kabushiki Kaisha Vertical junction solar cell structure and method
US8993998B2 (en) * 2012-07-02 2015-03-31 The Regents Of The University Of California Electro-optic device having nanowires interconnected into a network of nanowires
JP7057132B2 (ja) * 2015-02-27 2022-04-19 ザ リージェンツ オブ ザ ユニヴァシティ オブ ミシガン 中間光学フィルターを有するメカニカルスタック型タンデム光起電力セル
US10749053B2 (en) * 2017-03-03 2020-08-18 Solaero Technologies Corp. Distributed Bragg reflector structures in multijunction solar cells
US10903438B2 (en) * 2017-06-16 2021-01-26 Ubiquitous Energy, Inc. Visibly transparent, ultraviolet-absorbing photovoltaic devices

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