TW201025623A - High efficiency interferometric color filters for photovoltaic modules - Google Patents

Description

201025623 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於將光能轉化為電能之光電換能器 (例如，光伏打電池）之領域。 本申請案主張2008年10月16日申請之題為「HIGH EFFICIENCY INTERFEROMETRIC COLOR FILTERS FOR PHOTOVOLTAIC MODULES」之美國臨時申請案第 61/106,058 號、2008 年 12 月 22 日申請之題為「MONOLITHIC IMOD COLOR ENHANCED PHOTOVOLTAIC CELL」之美國 臨時申請案第61/139,839號及2009年1月20日申請之題為 「HIGH EFFICIENCY INTERFEROMETRIC COLOR FILTERS FOR PHOTOVOLTAIC MODULES」之美國專利申請案第 12/356,437號的權利，所有該等臨時申請案之全文以引用之 方式明確地併入本文中。 【先前技術】 一個多世紀以來，化石燃料（諸如煤炭、石油及天然氣） 在美國提供主要能源。對替代性能源之需要與日俱增。化 石燃料為快速地耗盡之非可再生能源。發展中國家（諸如 印度及中國）之大規模工業化對可用化石燃料造成極大負 擔。另外，地緣政治問題可敏銳地影響此燃料之供應。全 球變暖近年來亦引起較大關注。許多因素被認為促成全球 變暖；然而，推測化石燃料之普遍使用係全球變暖之主要 原因。因此，迫切需要找到可再生且經濟上可行之能源， 其亦為不危害環境的。太陽能為不危害環境之可再生能 143120.doc 201025623 源，其可被轉化為其他形式之能量（諸如熱及電）。 光伏打（PV)電池將光能轉化為電能且因此可用以將太陽 能轉化為電力。可將光伏打太陽能電池製造得非常薄且模 組化。PV電池之大小可在自約幾毫米至幾十公分或更大之 範圍内。來自一個PV電池之個別電輸出可在自幾毫瓦至幾 瓦特之範圍内。若干PV電池可按陣列進行電連接及封裝以 產生充足電量。可將PV電池用於廣泛範圍之應用中（諸 如，將電力提供至衛星及其他太空飛行器、將電提供至住 ® 宅及商業用房、對汽車電池組進行充電，等等）。 儘管PV器件具有減少對烴燃料之依賴性的潛力，但PV 器件之普遍使用已由於效能低下及審美憂慮而受到阻礙。 因此’在此等方面中之任一方面的改良可增加對PV器件之 使用。 ^ 【發明内容】 本發明之某些實施例包括光伏打電池或器件，其與干涉 調變器整合以將一或多種可見色彩反射至檢視者。使用光 9 干涉原理，可使此等著色型（colored)光伏打器件反射寬廣 色彩範圍中之任一色彩，因此解決特定應用之需要。此可 使光伏打器件更具審美愉悅性且因此在建造或建築應用中 更有用。 根據一實施例，本發明包含一色彩過濾器件，其包含： 一第一部分反射器層，其包含一具有一在大於約800 nm之 波長處小於約一（1)之消光係數的材料；一第二部分反射器 層，其包含一具有一在大於約800 nm之波長處小於約一 143120.doc 201025623 (1)之消光係數的材料；及一第一光學諧振腔，其由該第一 部分反射器層及該第二部分反射器層界定。 根據另一實施例，本發明包含一光伏打器件，其包含： 一第一部分反射器層’其包含一具有一在大於8〇〇 nm之波 長處小於約1之消光係數的材料；一第二部分反射器層， 其包含一光伏打活性材料；及一第一光學諧振腔，其由該 第一部分反射器層及該第二部分反射器層界定。 根據另一實施例，本發明包含一光伏打器件，其包含： 一第一部分反射器層’其包含一具有一在大於80〇 nm之波 長處小於約1之消光係數的光伏打活性材料；一第二部分 反射器層’其包含一光伏打活性材料；及一第一光學請振 腔’其由該第一部分反射器層及該第二部分反射器層界 定。 根據另一實施例，本發明包含一光伏打器件，其包含： 一第一光伏打活性材料層；一第二光伏打活性材料層；一 安置於該第一光伏打活性材料層與該第二光伏打活性材料 層之間的光學諧振腔；一第一透明導電材料層其經安置 使得該第一光伏打活性材料層在該第一透明導電材料層與 該光學諳振腔之間；及一第二透明導電材料層其經安置 使得該第二光伏打活性材料層在該第二透明導電材料層與 該光學諧振腔之間。 根據另-實施例，本發明包含—製造—光伏打器件之方 法’該方法包含m明導電材料層沈積於一基板 上；將-第-部分反射器層沈積於該第一透明導電材料層 143120.doc • 6 · 201025623 上，將一第一透明導電材料層沈積於該第一部分反射器層 上；將一第一部分反射器層沈積於該第二透明導電材料層 上；及將一第三透明導電材料層沈積於該第二部分反射器 層上。 根據另一實施例，本發明包含一光伏打器件，其包含： 一第一部分反射器層，其包含一具有一在大於8〇〇 nm之波 長處小於約1之消光係數的光伏打活性材料；一第二部分 反射器層’其包含一光伏打活性材料；一第一光學譜振 腔，其由該第一部分反射器層及該第二部分反射器層界 定；一反射器層；一包含一透明導電材料之第二光學諧振 腔，該第二光學諧振腔係由該第二部分反射器層及該反射 器層界定；及一透明導電材料層，其經安置使得該第一部 分反射器層在該透明導電材料層與該第一光學諧振腔之 間。 根據另一實施例，本發明包含一光伏打器件，其包含： 一色彩過濾器，其包含一第一部分反射器及一安置於該第 一部分反射器上之透明導電材料層及一安置於該透明導電 材料層上之光伏打活性材料層。 根據另-實施例，本發明包含—製造—光伏打器件之方 法該方法包含.提供一具有一前側及一背側之起動堆叠 (starter staek)，該起動堆疊包含—第—部分反射器；及將 -光伏打活性層沈積於該起動堆4之該㈣上。在一態樣 中’起動堆疊可包含_透明導電材料層，該透明導電材料 層左安置使得該第一部分反射器在該透明導電材料層與該 I43120.doc 201025623 起動堆疊之㈣m態樣巾，起料#可包含_ 透明導電㈣層及㈣物層’其經安置使得透明導電材料 層及間隔物層在該部分反射器與該起動堆疊之該背側之 間。 【實施方式】 在僅用於說明性目的之隨附示意性圖式中說明本文中所 揭示之實例實施例。該等圖式並不按比例繪製，除非另外 陳述為如此或有必要反映實施例之所說明態樣之相對大 小〇 阻礙在可用表面上普遍採用光伏打（PV)器件以將光能轉 化為電能或電流的一問題為歸因於#色彩_以將其整合 於各種應用中（例如，整合於招牌、廣告牌或建築物上/ 活性PV材料自身可呈現為暗色。一些有光澤的導體，電極 亦可為可見的。此等因素皆可歸因於審美憂慮而阻礙pv器 件與周圍材料之摻合及—起使用。本文中所描述2PV電池 的實施例可具有包括充當部分反射器之—或多個活性材 料層以建立IMOD堆疊的干涉調變器堆疊。此等實施例可 經sx β十以使用光學干涉原理來增強對可見範圍中之選定波 長尖峰或峰值之反射。反射選擇性波長可導致ρν電池將特 疋色衫呈現給檢視者。因此，ρν電池可經設計以根據特定 應用之需要而呈現特定色彩。干涉調變反射或透射由構成 干涉調變器堆叠之材料的尺寸及基本材料特性來控管。因 此與普通染料或塗料相比，著色效應不易隨時間的推移 而柩色。 143120.doc 201025623

儘管本文中論述了某些實施例及實例，但應理解，發明 欧標的物超出特定揭示之實施例而擴展至本發明之其他替 代性實施例及/或用途以及其明顯修改及等效物。意欲本 文中所揭不之本發明之範_不應由特定揭示之實施例限 制因此例如，在本文中所揭示之任何方法或製程中， 構成方法/製程之動作或操作可以任何合適順序來執行且 未必限於任何特定揭示之順序。已在適當的情況下描述了 :施例之各種態樣及特徵。將理解，可能未必根據任何特 疋實施例來達成所有此等態樣或特徵。因&，例如，應認 識到，可以達成或最佳化如本文中所教示之—特徵或特徵 群、且而未必達成如可在本文中教示或建議之其他態樣或 特徵的方式來實施各種實施例。 以下詳細描述係針對本發明之特定具體實施例。然而， 可以許多不同方式來體現本發明。可在廣泛範圍之器件中 實施本文中所描述之實施例，該等器件併有光伏打器件以 用於將光能轉化為電流。舉例而言，預期可將該等實施例 實施於廣告牌、招牌、建築結構t、實施於置放在住宅結 構、商用建築物及車輛（包括船及汽車）上或周圍的太陽能 面板中。 在此描述中，對圖式進行參考，其中遍及諸圖，相似部 为以相似數字表示。如將自以下描述顯而易見，可在多種 包含光伏打活性材料之器件中實施該等實施例。 最初’圖1至圖2D說明一些光學原理及可用於與光伏打 器件（如參看圖4A至圖7D所描述）整合之im〇d的不同實施 143J20.doc 201025623 例。圖3A至圖3D說明具有整合之IMOD堆疊之光伏打器件 構造之實施例。圖4A至圖6D說明其中干涉調變器與光伏 打器件整合的實施例及此等實施例之特性。圖7A至圖7D 說明形成併有IMOD堆疊之光伏打器件的方法之實施例。 圖1為說明光學諧振腔之實施例的示意圖。此光學諧振 腔之特定實例為可產生反射色彩光譜之皂膜。光學諧振腔 為可用以以干涉調變方式操縱光之結構。圖1中所示之光 學諧振腔包含上部界面101及下部界面102,其界定位於其 間之空間或體積。該兩個界面101及102可為同一層上之對 置表面。舉例而言，該兩個界面101及102可包含在玻璃或 塑料板或薄片或者玻璃、塑料或任何其他透明材料之膜上 的表面。空氣或其他介質可圍繞板、薄片或膜。光學諧振 腔在上部界面101處之其一側上可具有一種材料，且在下 部界面102處之另一側上可具有獨立（例如，不同）材料。與 光學错振腔形成界面101、102的材料可為金屬或部分反射 層、透明介質或介電質（例如，空氣）。與光學諧振腔形成 界面101、102的材料可相同或可不同。在所說明之實施例 中，光在界面101、102中之每一者處部分地反射且部分地 透射。 仍參看圖1，入射於光學諧振腔之前表面1〇1上的光線 103被部分地反射（如由光路104所指示），且沿光路1〇5而部 分地透射穿過前表面101。光線1〇3可具有寬廣之光譜分 佈。舉例而言，光線1〇3可包含白光，且因此可具有來自 可見範圍内之寬廣波長範圍（450 11111至7〇〇 nm)以及在可見 143120.doc • 10- 201025623 範圍外部之波長的顯著分量。透射光線105可沿光路107而 被部分地反射，且沿光路106而部分地透射出諧振腔。光 學諧振腔之光學特性（包括厚度）以及周圍材料之特性可影 響自界面101與界面102兩者所反射之光的振幅與相位。因 此’光線104及107將各自具有取決於光學諧振腔及周圍介 質之特性的振幅及相位。如熟習此項技術者將瞭解，藉由 省略多次内反射來簡化該實例。 仍參看圖1’出於本文中所提供之論述的目的，自光學 諧振腔所反射之光的總強度為兩個反射光線1〇4及107之相 干疊加。藉由此相干疊加，兩個反射束之振幅與相位皆對 集合強度（aggregate intensity)作出貢獻。此相干疊加稱作 干涉。兩個反射光線104及107可相對於彼此具有相位差。 在一些實施例中，兩個波之間的相位差可能為18〇度（丨8〇。) 且彼此抵消。若兩個光線104及107之相位及振幅經組態以 便減小特定波長處之強度，則將該兩個光束稱作在彼波長 處相消地干涉。另一方面，若兩個光束1〇4及1〇7之相位及 振幅經組態以便增加特定波長處之強度，則將該兩個光線 稱作在彼波長處相長地干涉。相位差取決於兩個路徑之光 徑差，該光徑差既取決於光學諧振腔之厚度、在兩個界面 101與102之間的材料之折射率，亦取決於周圍材料之折射 率是高於還是低於形成光學諧振腔之材料。相位差對於入 射束103中之不同波長而言亦不同。因此，光線1〇4及1〇7 可相對於彼此具有相位差，且此相位差可隨波長而變化。 因此，一些波長可相長地干涉，且一些波長可相消地干 143120.doc 201025623 涉。一般而言，由光學諧振腔所反射及透射的色彩與總強 度因此取決於厚度及形成光學諧振腔之材料以及周圍介 質。反射波長及透射波長亦取決於視角，在不同角度下反 射及透射不同波長。 仍參看圖1，上文所描述之原理可用以建構將取決於光 之波長而以干涉調變方式選擇性地反射及/或透射入射光 之可見波長的波長譜或範圍的結構。可將使用干涉原理取 決於光之波長來影響光之反射或透射的結構稱作干涉調變 器堆疊或更簡單地稱作干涉調變器。在一些實施例中，干 涉調變器（IMOD)包括一形成於兩個部分反射器之間的光 學諧振腔。在其他實施例中，IMOD包括一形成於一部分 反射器與一全反射器之間的光學諧振腔。在其中使用全反 射器來界定一光學諧振腔之實施例中，IMOD可不為透射 性的。在其中使用兩個部分反射器來界定一光學諧振腔之 實施例中，IMOD可為透射性的。或者，堆疊可僅包括一 個部分反射器及一間隔物層’且可獨立地提供另一反射器 (部分反射器或全反射器）以形成IMOD ^在此情形中，間 隔物層為一光學諧振層，且當將第二反射器置放於間隔物 層上時在第一部分反射器與第二反射器之間形成光學諧振 腔。在下伏器件中具有其自身功能的其他層亦可充當部分 或複合反射器。如熟習此項技術者將瞭解，在自干涉調變 堆疊所反射之光的光路長度與可見波長處於大約相同之數 量級的情況下，視覺效應可相當明顯。隨著光路長度增加 且超過白光之相干長度（例如，5000 nm及以上），干涉不 143120.doc •12- 201025623 再可能，因為光之相位失去其相干性，使得失去了視覺干 涉調變色彩效應。 圖2A描繪干涉調變器200之實施例。IMOD 200包括一部 分反射器層201、一間隔物層202及一反射器層203。反射 器層203可為一第二部分反射器層或一全反射器，此處將 其描繪為一部分反射器。在圖2A中，間隔物層202夾於兩 個反射性表面之間。在此特定實施例中，部分反射器層 201界定包含間隔物層202之光學諧振腔的頂部，而底部反 ❿ 射器層203界定光學諧振腔之底部。反射器層203可包括影 響其反射率之單一材料層或多個材料層。可選擇部分反射 器層201及反射器層203之厚度以控制光之反射率及透射率 之相對量。部分反射器層與反射器層兩者皆可包含金屬， 且兩者皆可組態為部分透射性的。舉例而言，反射器層 203可包含一經組態以透射且反射光的部分反射器。如圖 2A中所示’入射於光學干涉腔之部分反射器層201上的光 瘳 線204可沿路徑205及206中之每一者而被部分地反射出光 學干涉腔。如由觀測者在前側或入射側上所檢視的照明場 為兩個反射光線205與206之疊加。可藉由改變反射器層之 厚度及組合物來顯著地增加或減少實質上由底部反射器 203反射的光206或透射穿過底部反射器203之光1〇6的量， 而反射之視色在很大程度上由間隔物層2〇2之大小或厚度 及部分反射器層201之材料特性（判定光線2〇5與2〇6之間的 光路長度差）所控管的干涉效應來判定。調變底部反射器 203厚度（或省略而有利於由位於間隔物層2〇2與下伏介質 143120.doc 13 201025623 之間的界面提供任何反射率）將調變反射色彩之強度對 IMOD 200之總反射率’且因此影響穿過1]^〇〇 200之透射 106的強度。 仍參看圖2A，在—些IM〇D中，間隔物層2〇2包含一固體 層（例如，光學透明介電質層）或複數個層。在其#im〇d 中，間隔物層202包含一氣隙或一或多個光學透明層與氣 隙之組合。間隔物層2〇2之厚度可經調諧以最大化或最小 化入射光之一或多種特定色彩的反射。可藉由改變間隔物 層之厚度來改變由光學干涉腔所反射之該或該等色彩。因 此，由光學干涉腔所反射之該或該等色彩可取決於間隔物 層202之厚度。 圖2B為IM0D 2〇〇之實施例的簡化示意圖。如所說明， IMOD 200包含一部分反射器201、一部分或全反射器2〇3 及在部分反射器201與反射器203之間的間隔物層2〇2。經 選擇用於部分反射器201之材料可根據特定材料之消光係 數κ來選擇。特定物質之消光係數為其散射及吸收電磁輻 射之能力的量測，如由方程式1(下文）所界定。若電磁波實 質上非常容易地通過一材料，則該材料具有「低」消光係 數。另一方面，若電磁波實質上不穿透材料，而變為在材 料内「消失」或「消亡」，則消光係數為「高」。對於特定 材料，消光係數κ亦可屬於在「低」消光係數與「高」消 光係數之間的範圍。 κ = ~~α 4π [方程式1] 143120.doc 201025623 在方程式1中，特定材料之消光係數由κ表示，該材料之 吸收係數由α表示，且λ表示電磁波在真空中之波長（並非 電磁波在該材料中之波長）。如由方程式1可見，消光係數 κ直接與吸收係數〇[與電磁波在真空中之波長1之乘積有 關。部分反射器201可包含各種材料，例如，光伏打材 料、翻（Mo)、鈦（Ti)、鎢（w)及鉻（Cr)以及合金（例如， M〇Cr)。部分反射器之厚度可在約20 A與3 00 A之間。反射 器203可（例如）包含一光伏打材料或一金屬層，例如，鋁 攀（A1)、銀（Ag)、鉬、金（Au)或鉻（Cr)等，且可為足夠厚以 為不透明的（例如，300 nm)。在其他IM〇D中，反射器2〇3 為部分反射器且可薄達20 Αβ通常，為部分反射器之反射 器203的厚度將在約2〇人與3〇〇 Α之間。間隔物層2〇2可包 含氣隙及/或一或多種光學透明材料。間隔物層2〇2可由安 置於反射器203與部分反射器2〇1之間的單一材料層界定。 在此等實施例中，材料可包括光學諧振材料（例如，透明 馨導體或透明介電質）。用於間隔物層2〇2之例示性透明材料 可包含介電質（例如，二氧化矽（Si〇2) '二氧化鈦（Ti〇2)、 氟化鎂（MgF2)、氧化鉻（叫他⑹及氮化矽（Si3N⑶以及 包括透明導電聚合物及透明導電氧化物（TC〇)(例如，氧化 銦錫（ITO)、氧化鋅（Zn0),等等）之透明導電材料。更一般 而5，具有在1與3之間的折射率（n)的任何介電質皆可形成 合適之間隔物層《在需要導電彩色IM〇D堆疊的情形中， 間隔物層202可包含導電透明膜。在一gIM〇D中，間隔物 層202可包含包含多種材料之複合結構，其可包括氣隙、 143120.doc •15· 201025623 透明導電材料（例如，透明導電氧化物）及透明介電層中之 兩者或兩者以上。多個層及/或氣隙之—可能功能為堆昼 之所選層可服務於多個功能（例如，除了其在im〇d 2〇〇中 之光學作用以外的器件鈍化或抗刮擦性）。在一些實施例 中，間隔物層202可包含一或多種部分透明材料（不管為導 電的還是為介電的）。 參看圖2C，在其他實施例中，間隔物層2〇2之厚度可包 含由間隔物211(例如，橫捍、柱樁或支柱）所支撐之氣隙 202。在IMOD 200内，間隔物層2〇2可為靜態氣隙，或可 為動態氣隙（例如，可使用（例如）MEMS技術而變化）。 仍參看圖2C，諸如圖2B或圖2C中所示之干涉調變器結 構200使用光學干涉選擇性地產生一所要反射輸出。可藉 由選擇靜態間隔物層202之厚度及光學特性以及IM〇D 2〇〇 之全部或部分中的部分反射器2〇1與反射器2〇3之厚度及光 學特性來「調變」此反射輸出。由檢視部分反射器2〇1之 表面的檢視者所觀測到的色彩將對應於彼等實質上被反射 出IMOD 200且實質上未*IM〇D 2〇〇之各層吸收或相消地 干涉之頻率。可藉由選擇間隔物層202之厚度來改變干涉 且實質上未被吸收之頻率。 圖2D說明根據一實施例的如自與干涉調變堆疊之前表面 正交或垂直之方向所見的IMOD(例如，圖2B之IMOD 200) 之反射率對波長的曲線圖。此曲線圖描繪反射光之波長 譜’其可大體不同於入射於I]V[〇d上之光的波長譜。在所 說明之曲線圖中，反射率在約540 nm之峰值250周圍最大 143120.doc 201025623 化。因此，峰值波長251為約540 nm(黃色）。峰值250亦具 有半峰值頻寬，其為在反射率253下之等於峰值或最大反 射率254之一半的峰值之寬度。在其他實施例中，全反射 曲線之峰值的位置可藉由改變間隔物層202之厚度或材料 或藉由改變IMOD中之一或多個層的材料及厚度，或藉由 兩者而偏移。峰值波長反射率250之位置可取決於視角。 如所說明’僅存在一個華值；然而’可取決於間隔物層之 阿度或厚度而存在具有不同振幅之多個峰值。如熟習此項 ® 技術者將獲知’ IMOD亦可經組態以調變吸收或透射率以 及反射率。 圖3 A展示光伏打（PV)電池300。光伏打電池可將光能轉 化為電能或電流。P V電池為具有小碳佔據面積且對環境具 有較小影響之可再生能源的實例。使用PV電池可減少能量 產生之成本。PV電池可具有許多不同大小及形狀（例如， 自小於郵票至跨越若干叫·）。若干PV電池可常常連接在一 Φ 起以形成長度可達若干呎且寬度可達幾呎之PV電池模組。 模組又可組合及連接以形成具有不同大小及功率輸出之ρν 陣列。 仍參看圖3Α，陣列之大小可取決於若干因素（例如，可 用於特定位置中之太陽光的量及消費者之需要）。陣列之 模組可包括電連接件、安裝硬體、功率調節設備及儲存太 陽此以供在非晴天時使用的電池組。ρν器件可為具有其附 π電連接件及周邊裝置之單個電池、PV模組、pv陣列或 太陽能面S。PVI1#亦可包括工力能上無關之電組件（例 143120.doc -17· 201025623 如，由一或多個pv電池供電之組件）。 參看圖3A，PV電池包括一包含安置於兩個電極3〇2、 303之間的PV材料之Pv活性區域3〇1。在一些實施例中， PV電池包含上面形成層堆疊之基板。pv電池之pv活性層 可包含半導體材料（例如，矽）^在一些實施例中，PV活性 區域301可包含藉由使n型半導體材料3〇111與卩型半導體材 料301p接觸（如圖3A中所示）而形成之ρ·η接面 。此ρ·η接面 可具有類二極體特性且因此亦可稱作光電二極體結構。 仍參看圖3Α，PV活性區域301夾於提供一電流路徑之兩 個電極之間。背部電極3〇2可由鋁、銀或鉬或某一其他導 電材料形成。背部電極可為粗糙的且未經拋光。前部電極 303可經設計以覆蓋ρ_η接面之前表面的顯著部分以便降 低接觸電阻且增加收集效能。在其中前部電極3〇3係由不 透明材料形成的實施例中，前部電極3〇3可經組態以在卩乂 活性區域之前部上留下開口以允許照明照射在PV活性區域 上。在一些實施例中，前部電極及背部電極可包括透明導 體，例如，透明導電氧化物（TCO)(例如，氧化錫（Sn02)或 氧化钢錫（ITO))。TCO可提供電接觸及導電性且同時對入 射光為透明的。在一些實施例中，PV電池亦可包含安置於 前=卩電極303上之抗反射（AR)塗層3〇4。AR塗層304可減少 自PV活性材料301各前表面所反射之光的量。 仍參看圖3 A ’當照明pv活性材料之前表面時，光子將 能量轉移至活性區域中之電子。若由光子所轉移之能量大 於半導電材料之帶隙，則電子可具有充足能量以進入導 143120.doc 201025623 帶。藉由形成p-η接面而建立内部電場。内部電場對被激 勵之電子起作用以導致此等電子移動’藉此在外部電路 3〇5中產生電流。所得電流可用以對各種電器件（例如，如 圖3Α中所示之電燈泡3〇6)供電。 圖3Α中所*之一或多個ρν活性材料層可由多種光吸收 性材料、光伏打材料中之任一者形成，該等材料例如結 晶矽（c矽）、非晶矽（α矽）、碲化鎘（CdTe)、二硒化銅銦 (CIS)、二硒化銅銦鎵（CIGS)、光吸收性染料及聚合物、分 散有光吸收性奈米粒子之聚合物、111¥族半導體（例如， GaAs) #等。亦可使用其他材料。本文中將一或多種光 吸收性材料（其中光子被吸收且將能量轉移至電載流子（電 洞及電子））稱作PV電池之pv活性層或材料，且此術語意欲 包含多個活性子層。可取決於pv電池之所要效能及應用來 選擇用於PV活性層之材料。 、仍參看圖3A’在一些配置中，可藉由使用薄膜技術來形 籲成PV電池。舉例而言，在一實施例中，在光能通過透明基 板之情况下，可藉由將第一或前部電極Tc〇層沈積於基板 上來形成PV電池。可將PV活性材料沈積於第一電極層 上。可將第二電極層沈積於Pv活性材料層上。可使用沈積 技術（例如，物理氣相沈積技術、化學氣相沈積技術、電 化學氣相沈積技術，等等）來沈積該等層。薄膜pv電池可 匕3非日日、單晶或多晶材料（例如，薄膜石夕、CIS、CdTe或 CIGS)。薄膜Pv電池促進小器件佔據面積及製造製程之可 按比例調整性。 H3120.doc -19- 201025623 圖3B為示意性地說明薄膜PV電池31〇之實施例的方塊 圖。PV電池310包括光可通過之玻璃基板3U。第一電極層 312、PV活性層301 (展示為包含非晶矽）及第二電極層3 13 女置於玻璃基板311上。第一電極層312可包括透明導電材 料（例如，ιτο)。如所說明，第一電極層312及第二電極層 3 13將薄膜pv活性層3 〇 1夾於其間。所說明之pv活性層3 〇 1 包含非晶矽層。如此項技術中所知，充當pv材料之非晶矽 了包含或多個一極體接面。此外，一或多個非晶石夕j)V層 可包含p-i-n接面，其中本質矽層3〇lc夾於p摻雜層3〇11?與11瘳 摻雜層3〇la之間。P-i-n接面可具有高於ρ-η接面之效能。 在一些其他實施例中，PV電池可包含多個接面。 圖3C及圖3D說明Pv器件33〇。如所說明，pv器件33〇包 含形成於半導體晶圓（例如，矽晶圓）上之前部電極33 i、 332。然而，如將自以下描述所瞭解，其他pv器件可包含 薄膜光伏打材料《包括薄膜或晶圓型pv材料的PV器件可 為干涉調變增強型器件（參見圖4八及附帶描述）。如圖3〇：及 圖3D中所說明’ PV|§件在器件之前侧或光人射側上以及❾ 在PV器件330之背侧上使用鏡面或反射性導體。前側或光 入射侧上之導體可包含匯流排電極331或柵線電極332。當 . 光能由PV活性材料吸收時，產生電子電洞對。此等電； 及電洞可藉由移至前部電極331、332或背部電極333中之 者或另纟而產生電流，如圖3D中所示。前部導體或電 極331、332經圖案化以既減少電子或電洞必須行進以到達 電極之路也的電阻，同時亦允許足夠光通過而到達pv活性 143120.doc -20. 201025623 區域301。前部電極331、332之圖案可包括窗334以允許入 射光傳播至PV活性材料。儘管將PV器件33〇說明為具有經 圖案化之前部導體或電極331、332及未經圖案化之背部電 極333 ’但熟習此項技術者將理解，亦可以不同方式來圖 案化背部導體或電極。前部電極331、332及背部電極333 可包含反射金屬導電材料。在一些實施例中，前部電極 331、332及背部電極333可包括透明導電材料（例如， ITO)，或包括透明導電材料與反射性導電材料兩者。 仍參看圖3C及圖3D’傳統上，pv電池之外觀由構成電 極之材料及PV電池之PV活性材料支配。然而，隨著pv電 池之使用變得更普遍且出現PV電池之新應用，設計及製造 著色型PV電池可變得重要。此等著色型電池可增加視覺吸 引力且添加審美價值。舉例而言，已存在許多興趣來設計 及製造建築物整合PV應用（BIPV)。圖案化或毯覆色彩於 PV器件上之能力可輔助接受部署於建築物屋頂及正面、廣 告牌、汽車、電子設備、服裝、鞋子及曝露至光之許多其 他位置上的PV電池。IMOD不僅提供產生耐久、抗褪色色 彩的能力’而且其可產生所要強度及吸引人之色彩，同時 仍允許對穿過IMOD堆疊之光透射的程度之設計選擇。 用以將色彩併入PV電池中之替代性方法係添加具有適 S色於之染料或顏料或添加著色材料於PV堆疊_。然而， 由此染色而引起之高光吸收降低PV電池之效能。此外，色 彩具有在比PV器件之使用壽命短的時間中褪色的趨勢（尤 其係因為器件常常要持續地曝露至太陽光）。 143120.doc 21 201025623 因此，下文之某些實施例描述藉由將干涉調變器與pv 電池或器件合併或整合來對PV電池「著色」。使用Pv器件 上之IMOD或將IMOD用作PV器件之部分可允許呈現自 IMOD反射之色彩，因此將「色彩」賦予pV電池或器件。 由於可藉由使用具有適當厚度及材料（折射率）的間隔物層 以及藉由選擇並使用用於部分反射器的適當厚度及材料來 選擇自IMOD反射的色彩’所以與pv電池或器件合併之干 涉調變器堆疊可經組態以反射任何特定應用所要之色彩。 干涉調變色彩反射效應可受到間隔物層之厚度及材料以及 反射器與部分反射器材料之厚度及材料之影響。因此，與 普通染料或塗料相比’色彩效應不易隨時間的推移而褪 色。 圖4A說明經組態以反射一色彩並最佳化紅外線中之波長 穿過第一部分反射器層之透射的IM〇D堆疊410之實施例。 堆疊410包含一安置於第一部分反射器層2〇la與第二部分 反射器層20 lb之間的光學諧振腔401。第一部分反射器層 201a與第二部分反射器層2〇lb兩者皆經組態以透射並反射 光。由該等部分反射器層201a、201b所透射及反射之光的 量可由該等層之厚度及/或材料來控制。舉例而言，第一 部分反射器層20 la及第二部分反射器層20 lb可包含具有在 約20 A與3 〇〇 A之間的厚度之非晶碎。可基於材料之消光 係數來選擇第一部分反射器層201a及第二部分反射器層 2〇lb之材料。舉例而言，第一部分反射器層可包含一具有 在可見光譜中比在紅外光譜中高的消光係數之材料，以便 143120.doc -22- 201025623 促進可見光之反射及紅外電磁波之透射。具有在可見光譜 中比在紅外光譜中高的消光係數之材料的實例包括g e、

GalnP、α-Si、CdTe、GaAs、InP、多晶矽、單晶矽、Zn〇 及CIGS。第一部分反射器201&及第二部分反射器2〇讣可為 相同或不同的。舉例而言，第一部分反射器2〇1&及第二部 分反射器20lb可各自含有一 20 A非晶碎層。或者，該等部 分反射器可包含不同材料。 仍參看圖4A，光學諧振腔401可包含一間隔物層2〇2。該 ® 間隔物層2〇2可包含任何光學諧振材料（例如，空氣或透明 導電材料）。可基於干涉原理來調諧間隔物層2〇2及光學諧 振腔401之厚度以自IMOD 410反射特定色彩。另外，堆叠 410可包含光可通過之基板層311。第一部分反射器層2〇la 可安置於基板層311上。基板層311可包含玻璃、聚合物或 類似基板。IMOD堆疊410可添加至物件以基於自iM〇d堆 疊410反射之色彩而使彼等物件呈現特定色彩β舉例而 籲 言’ IMOD堆疊410可置放於光伏打電池上以使光伏打電池 呈現特定色彩。IMOD堆疊410可為透射性的，以便使電磁 波透射至下伏物件（例如，光伏打電池）。在一實施例中， IMOD堆疊410可組態為在特定波長處比在其他波長處具有 更大透射性。在一些實施例中，IMOD堆疊410可組態為對 於紅外輻射具有更大透射性且對於可見光具有較小透射 性。 圖4B描繪一包含圖4A中描繪之IMOD堆疊410之光伏打 器件411，IMOD堆疊410與光伏打電池484耦接，使得至少 143120.doc •23- 201025623 一些入射光可傳播穿過而到達光伏打電池484。光伏打電 池484可為一類似於圖3B中所描繪之器件的薄膜光伏打電 池，或光伏打電池484可為一類似於圖3A中描繪之器件的 基於晶圓之光伏打電池。光伏打電池484可包含一背部電 極488、一光伏打活性材料層487、一前部電極486及一可 選基板層485。IMOD堆疊410經組態以反射特定色彩並最 佳化較長波長穿過第二部分反射器層2〇lb而到達光伏打電 池484之透射。光伏打電池484可視情況使用一光學耦接材 料480耦接至第二部分反射器層2〇 lb。光學耦接材料48〇可 包括具有一經選擇以避免或最小化層間反射之折射率的黏 著劑。在其他狀況下，光學辆接材料48〇可包含彈性體。 仍參看圖4B，光伏打器件411可視情況包含一覆蓋層 489。該覆蓋層489可包含可耦接至光伏打電池484或1]^〇1) 堆疊410之一側的基板（例如，玻璃）。光學耦接材料48〇可 用以將覆蓋層489與IMOD堆疊410之第二部分反射器層 2 01 b或基板層3 11耦接在一起。光學轉接材料4 8 〇可包括具 有一經選擇以避免或最小化層間反射之折射率的黏著劑。 光學耦接材料480亦可包含彈性體，諸如乙烯基醋酸乙稀 酯（ethylene-vinyl-acetate)。在另一實例（未圖示）中， IMOD堆疊410可安置於覆蓋層489與光伏打電池484之間。 可使用光學耦接材料將IMOD堆疊410耦接至覆蓋層489並 將IMOD堆疊410耦接至光伏打電池484。或者，IMOD堆疊 層201a、202及201b可直接沈積於覆蓋層489或基板層485 143120.doc -24- 201025623 圖4C描緣一光伏打器件420，其併有一 IMOD堆疊200以 自器件420反射特定色彩的光。器件42〇包含—安置於部分 反射器201與PV活性材料層3〇1之間的光學諧振腔4〇1。部 分反射器201、光學諧振腔4〇1及pv活性材料層3〇1形成一 經組態以反射特定色彩之IM〇D堆壘200。在圖4B中所描繪 之IMOD堆疊200中，pv活性材料層301充當一經組態以反 射一些光並透射一些光之第二部分反射器層。光學諧振腔 401可包含一第一透明導電材料層4〇3a。第一透明導電材 ® 料層403a既可作為光學諧振間隔物層操作又可作為 用於PV /舌性層301之導電電極操作。器件42〇可進一步包含一安置 於PV活性材料層301下方之作為導電電極而操作的第二透 明導電材料層403b。透明導電材料層4〇3a、4〇3b及pv活性 材料3〇1包含一類似於圖3B中所示之pv器件的薄膜pv電池 405。器件420亦可包含玻璃、聚合物或安置於第一部分反 射器201上的類似基板層311。 • 仍參看圖4C，經選擇用於部分反射器層2〇1的材料可基 於其/肖光係數來選擇。舉例而言，可選擇在可見光譜外之 波長處具有非常低的消光係數之材料，以便最大化紅外電 磁波至PV活性材料301之透射同時反射明亮的色彩。又， 可藉由對於特定材料之光譜回應來選擇經選擇用於PV活性 材料層3〇1之材料。舉例而言，pv活性材料3〇1可包含非晶 矽，其為一種具有在可見光譜上之較長波長處產生電力的 光譜回應之材料。在一實施例中，部分反射器層2〇ι與pv 活性材料層301兩者皆包含非晶石夕，其為一種在紅外線中 143120.doc •25- 201025623 之波長處具有非常低之消光係數且具有一很好地利用此等 較長紅外波長之光譜回應的材料。 圖4D描繪併有一 im〇D堆疊200之光伏打器件430之另一 實施例。在此實施例中，光學諧振腔4〇1除第一透明導電 材料層403 a外進一步包含一間隔物層202。該間隔物層202 可包含氣隙或任何其他合適之光學諧振材料。PV材料3〇1 充當一部分反射器以形成一具有部分反射器層2〇1及光學 諧振腔401之IMOD 200。IMOD 200可經組態以藉由選擇特 定特性（例如’間隔物層202、第一透明導電材料層403a、 部分反射器201及PV活性材料301之厚度）而增強可見波長 内之一或多個波長譜之反射。在一些實施例中，與第一透 明導電材料層403a組合之間隔物層202之厚度可在約500 A 與約5000 A之間。在一些實施例中，部分反射器及pv活性 材料層之厚度可在約20 A與約300 A之間。 圖4E描繪併有I]Vl〇D堆疊200之PV器件490之另一實施 例。在此實施例中’光伏打電池405包含一基於晶圓之光 伏打電池，其可（例如）類似於圖3 A中所描繪之光伏打器 件。器件490包含一安置於部分反射器2〇1與η型半導體 30In之間的光學諸振間隔物層202。ρ型半導體30lp安置於 背部電極3 02與η型半導體301η之間。η型半導體301η及p型 半導體301ρ —起形成一複合部分反射器。imod 200包含 此複合反射器且亦包含部分反射器201及間隔物層202，其 經組態以自器件490之部分反射器201側反射一些光並使一 些光透射穿過PV電池405。在此實施例中，部分反射器201 143120.doc •26- 201025623 及間隔物202不覆蓋前部電極303。因此，自此等電極反射 之光的色彩不受控制。 圖4F描繪併有IMOD堆疊200b之類似於圖4E中所示之PV 器件的PV器件495的另一實施例。然而，在圖4F中，前部 電極303係以間隔物層202a及部分反射器201a來覆蓋。部 分反射器201a、間隔物層202a及前部電極3 03形成一IMOD 堆疊200a。在此實施例中，前部電極303充當一全反射器 且不使任何光透射至PV器件405。然而，與圖4E中所示之 © PV器件相反，入射太陽光之PV器件495之整個侧面反射一 由IMOD 200b或IMOD 200a之組態所控制的色彩。 圖4G描繪併有IMOD堆疊200之光伏打器件440的另一實 施例。在此實施例中，器件440包含兩個薄膜PV電池 405a、405b。第一薄膜PV電池405a包含第一透明導電材料 層403a、第一 PV活性材料層301a及第二透明導電材料層 403b。在此實施例中，第二薄膜PV電池405b包含第二透明 導電材料層403b、第二PV活性材料301b及第三透明導電材 響 料層403c。第一 PV活性材料層、第二透明導電材料層及第 二PV活性材料層形成IMOD 200。在IMOD 200中，PV活性 材料層301a、301b充當經組態以增強可見光之一或多個波 長之反射的部分反射器。另外，第一PV活性材料層301a及 第二PV活性材料層30 lb可包含一具有在紅外光譜中比在可 見光譜中低之消光係數的材料。舉例而言，第一 PV活性材 料層301a及第二PV活性材料層301b可包含非晶矽。第二透 明導電材料層403b既充當光學諧振腔401内之光學諧振間 143120.doc -27- 201025623 隔物層又充當一用於電洞及/或電子傳導出pv活性層 301a、30 lb的導電層。如下文所論述，光學諧振腔可包含 額外層。 圖4H描繪併有兩個薄膜PV電池405a、405b之光伏打器 件450的另一實施例。在此實施例中，PV薄膜電池405a、 405b各自包含PV活性材料層301a、301b，其界定一光學諧 振腔401以形成IMOD 200。與圖4G相比，在圖4H中所示之 實施例中，PV薄膜電池405 a、405b不共用一共同透明導電 材料層且由一光學諧振間隔物層202分隔開。光學諧振間 隔物層202可包含任何合適之光學諧振介電材料，例如， 二氧化矽或其他合適之光學透射性或透明介質。間隔物層 202可包含複數個光學諧振層。光學諧振腔401之厚度可取 決於自器件450之基板側所反射的所要色彩而在約500 A與 約5000 A之間。又，PV活性材料層301a、301b可具有在約 20 A與約3 00 A之間的厚度。 圖41描繪包含兩個IMOD 200a、200b之光伏打器件460的 實施例。在此實施例中，光伏打器件460包含圖4H中所示 之層且進一步包含一安置於第二薄膜電池405b下方的反射 器層203。反射器層203及第二PV活性材料層30 lb界定第二 光學諧振腔401b。光學諧振腔40lb可包含一第四透明導電 材料層403d。第二PV活性材料層301b、第四透明導電材料 層403d及反射器層203形成一第二IMOD 200b。第二IMOD 200b經組態而以干涉調變方式增強第二PV活性材料層301b 中之電磁場強度，從而產生一具有改良之效能的干涉調變 143120.doc -28- 201025623 增強型PV薄膜電池405b。反射器層203b可包含部分或全反 射器。反射器層203b及第四透明導電材料層4〇3d之光學特 性（尺寸及材料特性）經選擇以使得自分層式PV薄膜電池 405 b之界面的反射相干地合計以在第二pv活性材料層 30 lb(在該處光能被轉化為電能）中產生具有合適之波長分 佈及相位的增加的場。此等干涉調變增強型器件增加了干 涉調變光伏打電池之活性區域中的光能之吸收且藉此增加 器件460之效能。 圖5 A為展不各種材料跨越自約400 nm至1400 nm之波長 範圍之光譜回應的圖》在此圖中，y軸為材料在特定波長 處之光譜回應（以入射能量之安培/瓦特為單位）。該圖展示 GalnP之光譜回應5 13、α-Si之光譜回應511、CdTe之光譜 回應505、GaAs之光譜回應507、InP之光譜回應515、多晶 矽之光譜回應501、單晶矽之光譜回應509及ZnO/CIGS之 光譜回應503。如可根據該圖所瞭解，pv材料具有指示在 紅外光譜中之顯著電力產生的光譜回應。 圖5B為展示跨越自約300 nm至1200 nm之波長範圍與可 用於海平面處之近似太陽能之光譜回應517及在太陽光中 的總光伏打回應521相比矽光伏打電池之光譜回應5 19的 圖。如可根據該圖所瞭解，在允許太陽光之光譜後，矽光 伏打電池之總光譜回應很好地延伸至紅外光譜中。因此， 可將在所要可見色彩處具有高反射及在較長波長處具有高 透射的色彩過濾器（例如，圖4A中所示之過濾器）置放在矽 光伏打電池上以對光伏打電池「著色」，同時仍允許在其 143120.doc -29- 201025623 他波長（例如，較長波長）處之可用能量收集。如前述文字 中所論述，使用Si或其他光伏打材料半導體作為部分反射 器層之IMOD色彩過濾器將提供此特性。 圖5C為一展示穿過根據圖4A中所示而組態之干涉調變 堆疊的光能之透射率523之圖。此實施例包括50 A厚鉬第 一部分反射器、包含二氧化矽之1800 A厚光學諧振腔、60 A厚鋁第二部分反射器及玻璃基板。如圖5C中所說明，透 射在小於約950 nm之波長處減小且在此特定實施例中小於 約20%(不包括在基板表面處之反射）。 圖5D為展示自根據圖4A中所示而組態的干涉調變器之 基板側的光能之反射率525的圖。此實施例包括50 A厚鉬 第一部分反射器、包含二氧化矽之1800 A厚光學諧振腔、 60 A厚鋁第二部分反射器及玻璃基板。如圖5D中所說明， 此特定IMOD之反射峰值為約50%(在約600 nm之波長處）。 圖5E為描繪當間隔物層之厚度變化時自根據圖4A中所 示而組態的IMOD色彩過濾器之基板側反射之色彩的CIE 1931色度圖。IMOD色彩過濾器包括70 A厚非晶矽第一部 分反射器、70 A厚非晶矽第二部分反射器、聚對苯二甲酸 乙二酯基板及包含二氧化矽之在約1000 A與約465 0 A厚之 間變化的光學諧振腔。藉由系列527展示當間隔物層之厚 度改變時自PV電池之基板側反射的色彩。為建立系列 527，間隔物層之厚度自約1000 A變化至約4650 A。如可 根據表示反射光的系列527所瞭解，根據圖4A中所示而組 態之IMOD色彩過濾器能夠反射寬範圍之色彩。 143120.doc -30- 201025623 圖5F為展示自根據圖4A中所示而組態之干涉調變器之 基板側的光能之反射率53 1的圖。此實施例包括一包含非 晶矽之70 A厚第一部分反射器、一包含二氧化矽之1500 A 厚間隔物層、一包含非晶矽之70 A厚第二部分反射器及聚 對苯二曱酸乙二酯基板。如圖5F中所說明，對於此特定 IMOD之反射峰值為約35%(在約460 nm之波長處）。因此， 用以建立圖5F之IMOD可跨越可見光譜產生一相對明亮之 反射。 Φ 圖5G為一展示穿過根據圖4A中所示而組態之IMOD堆疊 的光能之透射率533的圖。此實施例包括一包含非晶矽之 70 A厚第一部分反射器、一包含二氧化矽之1500 A厚間隔 物層、一包含非晶矽之70 A厚第二部分反射器及一聚對苯 二曱酸乙二酯基板。如圖5G中所說明，最大透射峰值為高 於約95%(不包括在基板表面處之反射）（在約950 nm之波長 處）。因此，用以建立圖5F及圖5G之IMOD在可見光譜中反 射相對明亮之色彩且在紅外光譜中的較長波長處透射更多 癱 W 電磁波。考慮圖5A中之各種PV材料之光譜回應及圖5B中 之Si的光譜回應，用以建立圖5G之IMOD組態可用以影響 光伏打器件之色彩同時仍使可用較長電磁波透射至光伏打 活性材料以用於能量產生。 圖5H為展示描繪穿過（例如）根據圖4A中所示而組態之一 實施例之IMOD堆疊的光能之透射率值上限及透射率值下 限的兩個曲線之圖。此實施例包括一包含非晶♦之70 A厚 第一部分反射器、一包含非晶矽之70 A厚第二部分反射 143120.doc -31 - 201025623 器、聚對苯二甲酸乙二醋基板及一在約1200 A與約4000 A 之間變化之間隔物層。線535描繪透射率值上限且線53 6描 緣透射率值下限。穿過IM〇D堆疊之透射特性將始終位於 線535與線536之間。如在圖5H令可見，透射率值上限535 及透射率值下限536對於在約1200 A至約4000 A厚之間的 所有間隔物在大於約800 nm之波長處大於約68%(不包括在 基板表面處之反射）。因此，自IMOD之基板侧反射的色彩 可藉由改變間隔物以反射寬廣色彩範圍同時仍透射超過 68%的大於8〇〇 nm之波長而加以調諧。 _ 圖51為一比較各種材料跨越一定範圍之波長之折射率及 消光係數的圖。藉由線541展示空氣之折射率。藉由線543 展示銘之折射率且藉由線537展示鋁之消光係數。藉由線 549展不翻之折射率且藉由線545展示鉬之消光係數。另 外，藉由線547展示非晶矽之折射率且藉由線539展示非晶 矽之消光係數。如圖51中可見，非晶矽之消光係數在大於 約520 nm之波長處小於i 〇且在大於約7〇〇 nm之波長處小 於約0.5。因此，非晶矽非常易於被在紅外光譜中之電磁⑩ 波穿透。如上文參看圖5B所論述，矽光伏打電池之總光譜 回應很好地延伸至紅外光譜中。 圖5J為一比較來自以（例如）根據圖4A中所示而組態之根 據-實施例的干涉調變堆疊覆蓋的I本pvti也的峰值功率 輸出之負變化的圖。系列551展示當二氧化石夕間隔物層在 約23 50 A與約5100 A之間變化時來自以一具有7〇 a厚㈣ 一部分反射器及70 Λ厚Si第二部分反射器之IM〇D堆疊覆 143I20.doc •32· 201025623 蓋之樣本pv電池的峰值功率輸出之負變化。系列…展示 當二氧化矽間隔物層在約235〇 A與約5i〇〇 A之間變化時來 自以一具有140 A厚Si第一部分反射器及14〇人厚以第二部 分反射器之IMOD堆疊覆蓋之樣本pv電池的峰值功率輸出 之負變化。用以建立序列5532IM〇D堆疊中的部分反射器 比用以建立序列551iIM〇D堆疊中的部分反射器反射性大 且透射性小。如根據圖5J可見，當將使用矽部分反射器之 IMOD色彩過濾器添加至pv電池時，樣本pv電池之功率輸 _ 出的負變化僅在約15%與約35%之間。另外，輸出之此負 變化小於設計有鉬第一部分反射器及鋁第二部分反射器之 IMOD過濾器，該IM〇D過濾器可將相同樣本pv電池之輸 出或效能減小約75%。因此，若IM〇D第一及第二部分反 射器包含矽或類似材料，則併有IM〇D過濾器之色彩過濾 器或併有IMOD之PV電池可更有效。 圖6A描繪在不同區域中具有不同反射色彩之pv器件的 ❹ 實施例，該PV器件經組態以如在顯示器、招牌或廣告牌中 顯示特定影像、形狀、資訊或字元。在圖6Α中，靜態顯示 器600含有具有均一色彩之多個區域601a至601g。舉例而 5 ’背景（沿橫截面6B之區域601汪、601〇、601已及601名）可 為黃色、紅色、綠色或者白色或黑色。字母r ABC」（橫 截面6B中之區域6〇lb、60Id及60If)可較暗。舉例而言， 字母「ABC」可為藍色。 圖6B展示PV顯示器件600之橫截面。如圖6B中所示，入 射於IMOD 200上之光線611及612被部分地反射（如由光線 143120.doc -33- 201025623 613、614所指示），且沿光線615及616而被部分地透射。 在所說明之橫截面中’ IMOD 200包含一部分反射器層 201、一第一透明導電材料層4〇3a及一pv活性材料層3〇1。 該PV活性材料層301安置於第二透明導電材料層4〇3b上。 該PV活性材料層301及兩個透明導電材料層4〇3a、4〇3b構 成一 PV電池405。如圖6B中所示，第一光學諧振腔層4〇3a 之厚度不均一。第一透明導電材料層4〇3a經圖案化，使得 IMOD 200包含具有對應於不同反射色彩的不同第一光學 譜振腔層403a厚度之多個區域6〇13至6〇4。如所說明，靜 態顯示器600包含第一透明導電材料層4〇3a，該第一透明 導電材料層403a具有對應於兩種不同色彩之兩個厚度。然 而，顯示器600可包含兩種以上之厚度且因此可包含兩種 以上之反射的干涉調變顯示色彩。如圖中所示，區域 601a、601c、601e及601g具有一相對較大之第一透明導電 材料層403&厚度617&。另一方面，區域6〇51)、6〇5(1及6〇5厂 具有一較小第一透明導電材料層4〇3a厚度617b。此等不同 厚度經組態以產生對反射光線613、614之不同峰值（在不 同峰值波長處）之反射。以此方式，顯示器之一區域將展 示一種色彩，且另一區域將展示不同色彩。在該等區域中 之至少一者中，IMOD 200可經組態以反射足夠光以便顯 示可見色彩，同時亦使充足光透射至pv材料層3〇1以產生 電。因此，儘管入射光線611及612被部分地反射成光線 613及614，但充足的光可透射成光線617及618中之至少一 者以允許在光伏打活性材料層3〇1中產生電流。圖6B描緣 143120.doc •34- 201025623 薄膜PV器件。然而，如將由熟習此項技術者所瞭解，PV 器件600可包含具有前部電極之傳統PV活性層，該等前部 電極可位於第一透明導電材料層4〇3a與光伏打材料301之 間。類似地，熟習此項技術者將瞭解，PV器件600可包含 此處未展示之層，例如’位於PV活性材料層3 〇 1或im〇D 200上之抗反射塗層、漫射體或鈍化層。又，pv器件6〇〇可 包含具有連續色彩變化之區域，而非具有均一色彩之相異 區域。如熟習此項技術者將易於瞭解，連續色彩變化可藉 攀 由連續改變第一透明導電材料層403a或部分反射器層201 之厚度而實現。 圖6C及圖6D描繪PV顯示器件620之另一實施例。在圖6C 中，顯示於PV顯示器件620上之影像或圖案經像素化使得 任何影像皆由多個像素P1至P15構成。因此，影像或圖案 包含如圖6C中所示之規則像素陣列。如將由熟習此項技術 者所瞭解，像素化對於將數位影像轉移至如圖6C中所示的 0 靜態IMOD上而言可為方便的。圖為圖6c之橫截面，其 展示經像素化之PV顯示器件620的實施例。如所說明， IMOD 200包含一部分反射器層2〇1、一第一透明導電材料 層403a及一 PV活性材料層301。該第一透明導電材料層 403a具有一經圖案化以便形成像素之可變厚度。卩乂活性材 料層301安置於第二透明導電材料層4〇3b上。pVs性材料 層301及兩個透明導電材料層4〇3a、4〇3b構成一 pv電池 405。每一像素pi至P15可藉由具有均一干涉調變子堆疊之 區域形成，使得一像素可由離散部分反射器層、透明導電 143120.doc -35· 201025623 材料層及pv活性材料層構成。舉例而言，像素⑴可由部 分反射器層201、PV活性材料層3〇1及第—透明導電材料層 她構成。類似地，部分反射器層2〇1、PV活性材料層3〇1 及第-透明導電材料層403d、4〇36可分別形成像素陣列中 之像素P14及P15。如所說明，第一透明導電材料層4〇3a、 403b、403 c可具有不同厚度，從而產生不同著色像素。在 其他實施例中（諸如在具有均—色彩之區域中），若^；相鄰 第一透明導電材料層可具有約相等之厚度。 仍參看圖6D，在RGB方案中，像素1>1至1>15可包含紅色 像素、綠色像素及藍色像素。更一般而言，規則像素陣列 可包含複數個紅色像素、複數個綠色像素及複數個藍色像 素。因此，例如，第一透明導電材料層4〇3c可形成一紅色 像素，而第一透明導電材料層4〇3d可形成一綠色像素，且 第一透明導電材料層403e可形成一藍色像素。其他色彩方 案亦為可能的，例如，CMY(青色、洋紅色、黃色）、 RYB(紅色、黃色、藍色）及VOG(紫色、橙色、綠色）以及 其他色彩方案。如圖6D中所示，主要改變第一透明導電材 ❿ 料層403c、403d、403e之厚度以影響反射光之色彩。然 而’部分反射器層201厚度以及第一透明導電材料層403a 厚度亦了自像素至像素而不同。此允許在任何像素中具有 任何所要色彩（色相（hue))及色調（飽和度及明度）的靈活 性’因為部分反射器層201或第一透明導電材料層403a中 之任一者或全部的厚度皆可按需要加以量身製訂。 如圖6D中所示，入射於像素tIMOD 200中之像素P11、 143120.doc -36 - 201025623 P12上的光線622 a、623a被部分地反射（如由光線622b、 623b所指示）且沿光線622c、623c被部分地透射。反射光 線622b、623b可含有不同波長分佈且因此可取決於像素 P11及P12之第一透明導電材料層4〇3a之高度或厚度而反射 或顯示不同色彩。如上文所提及’為了允許有效的電產 生，IMOD 200可經組態以反射足夠光以顯示色彩，同時 允許充足光沿光線622c、623c透射至光伏打活性材料層 3 01。為實現此目標，可基於材料之消光係數來選擇部分 參 反射器層201。舉例而言，部分反射器層201可包含非晶 石夕° 圖7A至圖7C說明用於製造併有JMOD 200之PV器件 730(圖7C)的製程之一實例。該實例使用薄膜活性材料 301a、301b(圖7C)之沈積層。如圖7A中所說明，在一實施 例中，製造該器件之方法可包含提供一形成於基板311上 之PV電池405a以建立一起動堆疊710。pv電池4〇5a包含一 • 第一透明導電材料層403a、一第一 PV活性材料層3〇la及一 第二透明導電材料層403b。當一反射器或部分反射器（例 如，第二pv活性材料）沈積於第二透明導電材料層4〇3b上 時，可預先調諧起動堆疊710以反射特定色彩或波長。起 動堆疊710可藉由調整第二透明導電材料層及/或第一 活 性材料層301a之厚度來調諸。 仍參看圖7A，起動堆疊71〇之製造可開始於一基板及依 次沈積於該基板上之層。可藉由物理氣相沈積、化學氣相 沈積、電化學氣相沈積或電漿增強化學氣相沈積以及為熟 143120.doc •37- 201025623 習此項技術者所知之其他方法來沈積第一光伏打活性材料 層301a。如由熟習此項技術者所知，包含非晶矽層之pv活 性材料層可包括一或多個具h摻雜及⑽捧雜石夕之接面 且可進-步包含。用於第一 pv活性材料層3仏的 其他適當材料包括鍺（Ge)、Ge合金及如硒化銅銦鎵 (CIGS)、碲化鎘（CdTe)之合金以及ΙΠ ν族半導體材料或串 聯多接面光伏打材料及膜。m_v族半導體材料包括諸如碎 化鎵（GaAs)、氮化銦（InN)、氫化鎵（GaN)、砷化硼⑺岣之 材料。形《此等材料之方法為熟習此項技術者所知。作為 -說明性實例，可藉由基於真空之製程來形成如⑽之合 金’在該製程中將銅、鎵及銦共錢或共㈣，接著使用 硒化物蒸氣進行退火以形成最終之CIGS結構。基於非真空 之替代性製程亦為熟習此項技術者所知。可將堆叠7u) = 成型為一件。 參看圖7B，製造併有1河〇〇 2〇〇之pv器件73〇之方法可使 用一第二堆疊720。第二堆叠72〇可包含一第二州舌性材料 層3(Hb及一第三透明導電材料層4〇3c。可將第二堆疊72〇 添加至經預先調諧之起動堆疊7ΐθ以建立一 pv器件73〇。第 二堆疊720可依次逐層沈積於起動堆疊71〇之第二透明導電 材料側上。 現參看圖7C |據—實施例，當將第二堆疊逐層沈 積於起動堆叠710上時形成PV器件730。舉例而言，第三方 可將一定數量的起動堆疊71〇供應給pv器件製造商且 器件製造商可接著藉由將第二pv活性材料層赚沈積於起 143120.doc 201025623 動堆疊710上且接著將第三透明導電材料層仆心沈積於第 二PV活性材料層301b上而將第二堆疊720形成於起動堆疊 710上，從而產生pV器件730。在另一實施例中，可在單片 製程中製造PV器件73〇。PV器件73〇經組態以基於第二透 明導電材料層403b之厚度及第一pv活性材料層3〇la與第二 PV活性材料層301b之厚度而反射特定色彩。 仍參看圖7C，PV器件730包含兩個pv電池405a、405b。 PV電池405a、405b中之每一者包含一 PV活性材料層。第 參 一PV電池405a包含第一PV活性材料層3〇la，且第二卩乂電 池405b包含第二PV活性材料層3〇lbe第一 pv活性材料層 301a與第二PV活性材料層3〇lb兩者皆充當IMOD 200中之 部分反射器層。因此，PV器件730產生電力且經組態以自 器件之基板側反射特定色彩。 圖7D至圖7E說明製造併有im〇D 200之PV器件750(圖7E) 之製程的另一實例。如圖7D中所說明，在一實施例中，製 0 造該器件之方法可包含提供一起動堆疊74〇。該起動堆疊 740可包含一安置於基板311與第一透明導電材料層4〇3&之 間的部分反射器201。當將反射器或部分反射器（例如，pv 活性材料）沈積於第一透明導電材料層4〇3a上時，可預先 調諧該起動堆疊740以反射特定波長。可藉由調整第一透 明導電材料層403a及/或部分反射器2〇 i之厚度來調諧起動 堆疊740。經選擇用於部分反射器2〇1之材料可在大於約 800 nm之波長處具有一低消光係數以允許較長波長透射穿 過起動堆疊740。 143120.doc •39· 201025623 現參看圖7E，根據一實施例，當將第二堆疊72〇逐層沈 積於起動堆疊740上時形成PV器件75〇β舉例而言，第三方 可將疋數量的起動堆叠740供應給ρν製造商。ρν器件製 造商可接著藉由將PV活性材料層301沈積於起動堆疊74〇上 且接著將第二透明導電材料層403b沈積於PV活性材料層 301上而將第二堆疊720形成於起動堆疊74〇上從而形成 PV器件750。在另一實施例中，可在單片製程中製造pv器 件750。PV器件750經組態以自器件之基板3ιι側反射特定 色彩且產生電力。 圖7F為一描繪根據一實施例的製造包含一個im〇d及兩 個PV電池之PV器件之方法7〇〇的方塊圖。方法7〇〇包括以 下步驟：將第-透明導電材料層沈積於基板上將第 一PV活性材料層沈積於第一透明導電材料層上广將 第二透明導電材料層沈積於第一部分反射器層上（705);將 第一 PV活性材料層沈積於第二透明導電材料層上（，）； 及將第三透明導電材料層沈積於第二部分反射器層上 (709)。執仃方法7〇〇將形成一類似於圖4g中所示之器件的 pv器件。可調整每—步驟以便自所形成之pv器件的基板 側反射特定色彩，同時最大化能量產生。舉例而言，第一 PV活性材料層可包含在紅外光譜中具有低消光係數且在可 見光光4中具有較高消光係數的材料。用於第一活性材料 層之材料的實例包括Ge、GaInP、a_Si、⑽、⑽、

InP、多晶矽、單晶矽、zn〇及CIGS。 前文描述詳述了本發明之特定實施例。然而，將瞭解， 143120.doc 201025623 無論上述内容在文字上看起來如何詳細，仍可以許多方式 來實踐本發明。如以上亦陳述，應注意，在描述本發明之 某些特徵或態樣時對特定術語之使用不應被視為暗示在本 文中將該術語重新定義為侷限於包括本發明之與該術語相 關聯之特徵或態樣的任何具體特性。因此，應根據隨附申 請專利範圍及其任何等效物來解釋本發明之範疇。 【圖式簡單說明】 圖1示意性地說明一理論性光學干涉調變腔； 圖2A示意性地說明一包括兩個部分反射器層及一間隔物 層之干涉調變器（IMOD); 圖2B為類似於圖2A之IMOD的IMOD之方塊圖，該IMOD 包括兩個部分反射器層及一間隔物層； 圖2C示意性地說明一 iM〇D，其中間隔物層包括由在該 等部分反射器層之間的柱樁或支柱形成之氣隙； 圖2D展示具有一間隔物層2IM〇d之全反射對波長，該 間隔物層經組態以對於正入射光及反射光具有約540 nm(黃色）之峰值波長反射率； 圖3 A示意性地說明一包含p_n接面之光伏打電池； 圖3B為示意性地說明一包含沈積之薄膜光伏打活性材料 之光伏打電池的方塊圖； 圖3C及圖3D分別為描繪一在前側上具有可見光反射性 電極之例示性太陽能光伏打器件的示意性平面圖及等角截 面圖； 圖4A為示意性地說明一干涉調變器堆疊之方塊圖； 143120.doc 201025623 圖4B至圖41為示意性地說明包含干涉調變器堆疊之光伏 打電池之方塊圖； 圖5A為展示各種光伏打材料在各種波長下之光譜回應之 圖， 圖5B為展示矽光伏打電池之光譜回應的圖； 圖5C為展示穿過根據圖4A中所示而組態之干涉調變堆 疊的光能之透射率隨波長而變的圖，該干涉調變堆疊具有 一50 A鉬第一部分反射器、一包含二氧化矽之1800 A光學 諧振腔及一 60 A鋁第二部分反射器； 圖5D為展示自根據圖4A中所示而組態之干涉調變器之 基板側的光能之反射率隨波長而變的圖，該干涉調變器具 有一50 A鉬第一部分反射器、一包含二氧化矽之1800 A光 學諧振腔及一 60 A鋁第二部分反射器； 圖5E為描繪自根據圖4A中所示而組態之干涉調變堆疊 之基板側所反射的色彩之色度圖，該十涉調變堆疊具有一 70 A非晶矽第一部分反射器、一包含二氧化矽之1500 A光 學諧振腔及一 70 A非晶矽第二部分反射器； 圖5F為展示自根據圖4A中所示而組態之干涉調變堆疊 之基板側的光能之反射率隨波長而變的圖，該干涉調變堆 疊具有一 70 A非晶矽第一部分反射器、一包含二氧化矽之 1500 A光學諧振腔及一 70 A非晶矽第二部分反射器；

圖5G為展示穿過根據圖4A中所示而組態之干涉調變堆 疊的光能之透射率隨波長而變的圖，該干涉調變堆疊具有 一70 A非晶矽第一部分反射器、一包含二氧化矽之1500 A 143120.doc -42· 201025623 光學諧振腔及一 70A非晶矽第二部分反射器； 圖5H為展示穿過根據圖4八中所示而組態之干涉調變堆 疊的光能之透射率值上限及透射率值下限的圖，該干涉調 變堆疊具有一70 A非晶矽第—部分反射器、一7〇 A非晶矽 第二部分反射器及一包含二氧化矽之具有一自12〇〇人至 4000 A變化之厚度的光學諧振腔； 圖51展示一比較各種材料跨越一定範圍之波長之折射率 與消光係數之圖； 參 圖5 J展示一比較當間隔物層之厚度改變時及當第一及第 二部分反射器之厚度改變時來自以根據圖4 A中所示而組態 之干涉調變堆疊覆蓋的樣本PV電池的峰值輸出之負變化的 圖； 圖6A至圖6D說明經圖案化之干涉調變器堆疊之實施 例’該等經圖案化干涉調變器堆疊在不同區域中顯示不同 色彩以在包含彩色PV器件之靜態顯示器上形成影像； 圖7A至圖7C為示意性地說明一製造一併有兩個ργ·電池 ^ 及一個IMOD之PV器件的方法之方塊圖； 圖7D至圖7E為示意性地說明一製造一併有一 ργ電池及 一IMOD之PV器件的方法之方塊圖；及 圖7F為說明一製造一併有兩個PV電池及一個im〇D之PV 器件的方法之例示性實施例之方塊圖。 【主要元件符號說明】 101 上部界面/前表面 102 下部界面 143120.doc -43- 201025623 103 光線 104 反射射線/光路 105 光路/透射光線 106 光路 107 反射光線/光路 200 干涉調變器 200a IMOD堆疊 200b IMOD堆疊 201 部分反射器層 201a 第一部分反射器層 201b 第二部分反射器層 202 間隔物層 202a 間隔物層 203 反射器層 203b 反射器層 204 光線 205 路徑/反射光線 206 路徑/反射光線 211 間隔物 250 峰值/峰值波長反射率 251 峰值波長 253 反射率 254 峰值或最大反射率 300 光伏打（PV)電池 143120.doc ·44· 201025623 301 PV活性區域/光伏打活性材料層 301a η摻雜層/第一 PV活性材料層 301b ρ摻雜層/第二PV活性材料層 301c 本質矽層 301η η型半導體材料 301p ρ型半導體材料 302 背部電極 303 前部電極 Φ 304 抗反射（AR)塗層 305 外部電路 306 電燈泡 310 薄膜PV電池 311 玻璃基板 312 第一電極層 313 第二電極層 330 PV器件 331 前部電極/匯流排電極/前部導體 332 前部電極/柵線電極/前部導體 333 背部電極 - 334 窗 401 光學諧振腔 401a 第一光學諧振腔 401b 第二光學諧振腔 403a 第一透明導電材料層 143120.doc .45- 201025623 403b 第二透明導電材料層 403c 第三透明導電材料層 403d 第四透明導電材料層 403e 第一透明導電材料層 405 薄膜PV電池/光伏打電池 405a 薄膜PV電池/第一薄膜PV電池 405b 薄膜PV電池/第二薄膜PV電池 410 IMOD堆疊 411 光伏打器件 420 光伏打器件 430 光伏打器件 440 光伏打器件 450 光伏打器件 460 光伏打器件 480 光學耦接材料 484 光伏打電池 485 可選基板層 486 前部電極 487 光伏打活性材料層 488 背部電極 489 覆蓋層 490 PV器件 495 PV器件 501 多晶矽之光譜回應 143120.doc -46 - 201025623 503 ZnO/CIGS之光譜回應 505 CdTe之光譜回應 507 GaAs之光譜回應 509 單晶矽之光譜回應 511 α-Si之光譜回應 513 GalnP之光譜回應 515 InP之光譜回應 517 可用於海平面處之近似太陽能之光譜回應

519 矽光伏打電池之光譜回應 521 太陽光中的總光伏打回應 523 光能之透射率 525 光能之反射率 527 系列 531 光能之反射率 533 光能之透射率 535 線 536 線 537 線 539 線 541 線 543 線 545 線 547 線 549 線 143120.doc •47- 201025623 551 系列 553 系列 600 PV顯示器件 601a 區域 601b 區域 601c 區域 601d 區域 601e 區域 601f 區域 601g 區域 611 光線 612 光線 613 光線 614 光線 615 光線 616 光線 617 光線 617a 第一透明導電材料層厚度 617b 第一透明導電材料層厚度 618 光線 620 PV顯示器件 622a 光線 622b 光線 622c 光線 -48- 143120.doc 201025623

623a 光線 623b 光線 623c 光線 710 起動堆疊 720 第二堆疊 730 PV器件 740 起動堆疊 750 PV器件 PI 像素 P2 像素 P3 像素 P4 像素 P5 像素 P6 像素 P7 像素 P8 像素 P9 像素 P10 像素 Pll 像素 P12 像素 P13 像素 P14 像素 P15 像素 143120.doc -49-

Claims (1)

1. 201025623 七、申請專利範圍： 1. 一種色彩過濾器件，其包含： 一第一部分反射器層，其包含一具有一在大於約800 nm之波長處小於約一（1)之消光係數的材料； 一第二部分反射器層’其包含一具有一在大於約8〇0 nm之波長處小於約一（1)之消光係數的材料；及 一第一光學諧振腔，其係由該第—部分反射器層及該 • 第二部分反射器層界定。 Φ 2.如請求項1之器件，其進一步包含一光伏打活性層，該 光伏打活性層經安置使得該第二部分反射器層定位於該 第一光學諧振腔與該光伏打活性層之間。 3_如請求項1之器件，其進一步包含一光伏打電池，該光 伏打電池經安置使得該第二部分反射器層定位於該第一 光學諧振腔與該光伏打電池之間。 4·如清求項3之器件，其進一步包含一在該光伏打電池與 該第二部分反射器層之間的黏著劑層。 癱5.如請求項3之器件，其進一步包含一在該光伏打電池與 該第二部分反射器層之間的彈性體廣。 . 6·如請求項1之器件，其中該第一光學諧振腔具有一在約 - 700 A與約5000 A之間的厚度。 7. 如5青求項丨之器件，其中該第—光學諧振腔之一厚度在 跨越該色彩過濾器件之至少—部分上不均一。 8. 如請求項丨之器件，其中該第—部分反射器層具有一在 約20 A與約300 A之間的厚度。 143120.doc 201025623 9·如請求項8之器件’其中該第一部分反射器及該第二部 刀反射器之至少—部分為實質上相同厚度。 10·如凊求項1之器件，其中該第一部分反射器層包含選自 由乂下各物組成之群的材料：Ge、GalnP、α-Si、 CdTe GaAs、InP、多晶石夕、單晶石夕、ZnO及CIGS。 11·如明求項1之器件，其中該第一部分反射器層及該第二 Ρ刀反射器層包含—具有一在大於約6〇〇 nm之波長處小 於約1之消光係數值的材料。 12·如靖求項1之器件，其中該第一部分反射器層及該第二 部分反射器層包含—具有一在大於約8〇〇 nm之波長處小 於約0.5之消光係數值的材料。 13. 如清求項1之器件，其中該第一部分反射器層及該第二 部分反射器層包含一具有一對於可見光比對於紅外光低 的消光係數值之材料。 14. 如請求項1之器件，其中該第一部分反射器層及該第二 部分反射器層包含非晶石夕。 15·如請求項1之器件，其中該第一光學諧振腔包含一間隔 物層。 16. 如請求項15之器件，其中該間隔物層包含二氧化矽。 17. —種色彩過濾器件，其包含： 一用於部分地反射光之第一構件，該第一部分反射構 件具有一在大於約800 nm之波長處小於約一（1)之消光係 數； 一用於部分地反射光之第二構件，該第二部分反射構 143120.doc -1· 201025623 件具有一在大於約800 nm之波長處小於約一（丨）之消光係 數；及 一第一光學諧振腔，其由該第—部分反射構件及該第 二部分反射構件界定。 18. 如請求項17之器件，其中該用於部分地反射光之第一構 件包含一第一部分反射器層’且該用於部分地反射光之 第二構件包含一第二部分反射器層。 19. 一種光伏打器件，其包含： 一第一部分反射構件，該第—部分反射構件具有一在 大於800 nm之波長處小於約丨之消光係數； 一第二部分反射構件，該第二部分反射構件包含一光 伏打活性材料；及 一第一光學諧振腔，其由該第一部分反射器層及該第 二部分反射器層界定》 20. 如請求項19之光伏打器件，其中該第一部分反射構件包 含一第一部分反射器層。 21. —種光伏打器件，其包含： 一第一部分反射器層，其包含一具有一在大於8〇() nm 之波長處小於約1之消光係數的材料； 一第二部分反射器層，其包含一光伏打活性材料；及 一第一光學諧振腔，其由該第一部分反射器層及該第 二部分反射器層界定。 22. 如請求項17之器件，其中該第一光學諧振腔具有一在約 700 A與約5000 A之間的厚度。 143120.doc 201025623 23. 如請求項17之器件，其中該第一部分反射器層具有一在 約20 A與約300 A之間的厚度。 24. 如請求項17之器件，其中該第二部分反射器層包含選自 由以下各物組成之群的材料：Ge、GalnP、α-Si、 CdTe、GaAs、InP、多晶矽、單晶矽、ZnO及 CIGS。 25. 如請求項17之器件，其中該第一部分反射器層包含一具 有一在大於600 nm之波長處小於1之消光係數值的材 料。 26. 如請求項17之器件，其中該第一部分反射器層包含一具 有一在大於800 nm之波長處小於0.5之消光係數值的材 料。 27. 如請求項17之器件，其中該第一部分反射器層包含一具 有一在可見光光譜中比在紅外光譜令低的消光係數值之 材料。 28. 如請求項17之器件，其進一步包含： 一反射器層’其經安置使得該第二部分反射器層在該 反射器層與該第一光學諸振腔之間；及 一第二光學諧振腔’其由該第二部分反射器層及該反 射器層界定。 29. 如請求項28之器件’其中該反射器層為一部分反射器。 30_如請求項28之器件，其中該第二光學諧振腔包含一透明 導電材料。 31. —種光伏打器件，其包含： nm 一第一部分反射器層，其包含一具有一在大於800 143120.doc 201025623 之波長處小於約1之消光係數的光伏打活性材料； 一第二部分反射器層，其包含一光伏打活性材料；及 一第一光學諧振腔，其由該第一部分反射器層及該第 二部分反射器層界定。 32. 33. 〇 34. 35. 36. 37. 38. 如請求項31之器件’其中該第一光學諧振腔包含一間隔 物層。 如6青求項32之器件，其中該間隔物層包含一透明導電材 料。 如請求項32之器件，其中該間隔物層包含： 一第一透明導電材料層； 一第二透明導電材料層；及 一第二光學諧振腔，其由該第一透明導電材料層及該 第二透明導電材料層界定。 如請求項34之光伏打器件，其中該第二光學諧振腔包含 一間隔物層。 如β求項35之器件，其中該第二光學諧振腔之該間隔物 層包含一不導電材料。 如請求項33之器件，其進一步包含： 第一透明導電材料層，其經安置使得該第一部分反 射器層&位於該第—透明冑電材料層肖該間隔物層之 間；及 H明導電材料層’其經安置使得該第二部分反 射器層在該第二透明導電材料層與該間隔物層之間。 一種光伏打器件，其包含： 143120.doc 201025623 一第—光伏打活性材料層； 一第二光伏打活性材料層； 一光學諧振腔’其安置於該第_光伏打活性材料層與 該第二光伏打活性材料層之間； 第-透明導電材料層’其經安置使得該第一光伏打 活!·生材料層在該第—透明導電材料層與該光學諧振腔之 間；及 第一透明導電材料層，其經安置使得該第二光伏打 活性衬料層在該第二透明導電材料層與該光學諧振腔之 間。 39. 40. 41. 42. 如凊求項31之器件，其中該光學諧振腔包含一透明導 材料。 如吻求項31之器件，其中該第一光伏打活性材料層包含 具有一在大於約8〇〇 nm之波長處小於約一之消光係 數的材料。 如請求項31之器件，其中該光學諧振腔包含複數個層。 一種製造一光伏打器件之方法，該方法包含： ❿ 將—第一透明導電材料層沈積於一基板上； 將第一光伏打活性層沈積於該第一透明導電材料層 上； 將第二透明導電材料層沈積於該第一光伏打活性層 上； 將第二光伏打活性層沈積於該第二透明導電材料層 上·，及 143120.doc -6- 201025623 將一第三透明導電材料層沈積於該第二光伏打活性層 上。 43.如請求項35之方法’其中第一部分反射器層包含一具有 一在大於約800 nm之波長處小於約一（1)之消光係數的材 料。 44·如請求項35之方法，其進一步包含： 將一反射器層沈積於該第三透明導電材料層上。 45. 如請求項37之方法’其中該反射器層包含一部分反射 ❹ 器。 46. —種光伏打器件，其包含： 一第一部分反射器層，其包含一具有一在大於8〇〇 nm 之波長處小於約1之消光係數的光伏打活性材料； 一第二部分反射器層，其包含一光伏打活性材料； 一第一光學諧振腔，其由該第一部分反射器層及該第 二部分反射器層界定； 一反射器層； 一第一光學諧振腔，其包含一透明導電材料，該第二 光學諧振腔由該第二部分反射器層及該反射器層界定；及 一透明導電材料層，其經安置使得該第一部分反射器 層在該透明導電材料層與該第一光學諧振腔之間。 47. —種光伏打器件，其包含： 一色彩過濾器，其包含一第一部分反射器及一安置於 該第一部分反射器上之透明導電材料層；及 光伏打活性材料層，其安置於該透明導電材料層 143120.doc 201025623

   ο 方法，該方法包含 背側之起動堆疊， 及 該起動堆疊 48. —種製造一光伏打器件之 提供一具有一前側及一 包含一第一部分反射器； 將-光伏打活性層沈積於該起動堆叠之該背側上。 49·如請求項48之方法，其中該起動堆叠包含一透明導電材 料層，該透料電材料層經安置使得該第一部分反射器 在該透明導電材料層與該起動堆疊之該前側之間。 50. 如請求項48之方法，其中該起動堆疊包含一透明導電材 料層及間隔物層’其經安置使得該透明導電材料層及間 隔物層在該部分反射器與該起動堆疊之該背側之間。 51. 如請求項48之方法，其中該第一部分反射器包含一具有 一在大於約800 nm之波長處小於約一（1)之消光係數的材 料。 143120.doc