JP6576408B2 - 透明な光電池 - Google Patents
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Description
本出願は、2011年1月26日付けで出願された先願の米国仮特許出願第61/436,671号明細書の優先権を主張するものであり、この出願の内容は、引用により、そのすべてが本明細書に包含される。
i)dDonor、dAcceptor(合計)について最適化する。
ii)dDonor、dAcceptor(合計)を固定する。
iii)dmixedを変化させる。
iv)dDonor=dDonor(合計)−(dmixed/2)
v)dAcceptor=dAcceptor(合計)−(dmixed/2)
vi)比率(dDonor:dAcceptor)について最適化する。
Claims (18)
- 透明な光電池において、
透明な基板と、
前記透明な基板の上部に位置する透明な第1活性材料であって、650ナノメートルを上回る波長において吸収ピークを有し、透明な第1活性材料の前記吸収ピークが、450〜650ナノメートルのいずれの波長における透明な第1活性材料の吸収よりも大きい、透明な第1活性材料と、
前記透明な基板の上部に位置する透明な第2活性材料であって、300〜450ナノメートルまたは650ナノメートルを上回る波長において吸収ピークを有し、透明な第2活性材料の前記吸収ピークが、450〜650ナノメートルのいずれの波長における透明な第2活性材料の吸収よりも大きい、透明な第2活性材料と、
透明なカソードと、
透明なアノードと、
前記透明なカソードおよび透明なアノードの上部に位置する反射器であって、450〜650ナノメートルの波長を有する可視光に対して透明であり、650〜850ナノメートルの波長を有する赤外線に対して反射的である反射器と、
を有しており、
前記透明なカソードと前記透明なアノードのうちの少なくとも1つの厚さが、前記透明な第1活性材料の前記吸収ピークまたは前記透明な第2活性材料の前記吸収ピークに対応する波長を有する光のための光場の位置が前記透明な第1活性材料または前記透明な第2活性材料内で調整され、前記透明なカソードと前記透明なアノードとの間の短絡電流(Jsc)を極大化する厚さであり、
前記透明な光電池が、450〜650ナノメートルの波長を有する可視光を透過させるよう動作可能であることを特徴とする透明な光電池。 - 請求項1に記載の透明な光電池において、前記透明な光電池の平均可視透過率が45%以上であることを特徴とする透明な光電池。
- 請求項1に記載の透明な光電池において、前記透明な光電池の電力変換効率が少なくとも1.0%以上であることを特徴とする透明な光電池。
- 請求項1に記載の透明な光電池において、前記透明な第1活性材料及び前記透明な第2活性材料は、別個の層内に配置されることを特徴とする透明な光電池。
- 請求項1に記載の透明な光電池において、前記透明な第1活性材料は、450ナノメートル未満の波長において第2吸収ピークを有することを特徴とする透明な光電池。
- 請求項1に記載の透明な光電池において、前記透明な第1活性材料は、ドナーであり、且つ、前記透明な第2活性材料は、アクセプタであることを特徴とする透明な光電池。
- 請求項1に記載の透明な光電池において、前記透明な第1活性材料と前記透明な第2活性材料との間にあり、前記透明な第1活性材料と前記透明な第2活性材料に直接接触する混合活性層であって、前記透明な第1活性材料および前記透明な第2活性材料の両方の成分を含む混合活性層を更に有することを特徴とする透明な光電池。
- 請求項1に記載の透明な光電池において、前記透明な第1活性材料は、有機材料を有することを特徴とする透明な光電池。
- 請求項1に記載の透明な光電池において、前記透明な第1活性材料は、フタロシアニン、ポルフィリン、ナフタロシアニン色素又はナノチューブのうちの少なくとも1つを有することを特徴とする透明な光電池。
- 請求項1に記載の透明な光電池において、前記透明な第1活性材料は、クロロアルミニウムフタロシアニンを有することを特徴とする透明な光電池。
- 請求項1に記載の透明な光電池において、前記透明な第1活性材料は、すずフタロシアニンを有することを特徴とする透明な光電池。
- 請求項1に記載の透明な光電池において、前記透明な第2活性材料は、カーボン60(C60)又はナノチューブのうちの少なくとも1つを有することを特徴とする透明な光電池。
- 請求項1に記載の透明な光電池において、前記光電池は、表示画面、腕時計の透明カバー、自動車ガラス、又は建築ガラスのうちの1つに内蔵されることを特徴とする透明な光電池。
- 複数の電気的に相互接続された請求項1に記載の光電池を有することを特徴とする透明な光起電アレイ。
- 請求項1に記載の透明な光電池において、前記透明な基板は、曲がりやすいことを特徴とする光電池。
- 電気を生成する方法において、
透明な光電池を提供するステップであって、前記光電池は、
透明な基板と、
前記透明な基板の上部に位置する透明な第1活性材料であって、650ナノメートルを上回る波長において吸収ピークを有し、透明な第1活性材料の前記吸収ピークが、450〜650ナノメートルのいずれの波長における透明な第1活性材料の吸収よりも大きい、透明な第1活性材料と、
前記基板の上部に位置する透明な第2活性材料であって、300〜450ナノメートルまたは650ナノメートルを上回る波長において吸収ピークを有し、透明な第2活性材料の前記吸収ピークが、450〜650ナノメートルのいずれの波長における透明な第2活性材料の吸収よりも大きい、透明な第2活性材料と、
透明なカソードと、
透明なアノードと、
前記透明なカソードおよび透明なアノードの上部に位置する反射器であって、450〜650ナノメートルの波長を有する可視光に対して透明であり、650〜850ナノメートルの波長を有する赤外線に対して反射的である反射器と、
を有する、ステップと、
前記透明な光電池を光源に露出させるステップと、
を有しており、
前記透明なカソードと前記透明なアノードのうちの少なくとも1つの厚さが、前記透明な第1活性材料の前記吸収ピークまたは前記透明な第2活性材料の前記吸収ピークに対応する波長を有する光のための光場の位置が前記透明な第1活性材料または前記透明な第2活性材料内で調整され、前記透明なカソードと前記透明なアノードとの間の短絡電流(Jsc)を極大化するように選択され、
前記透明な光電池が、450〜650ナノメートルの波長を有する可視光を透過させるよう動作可能であることを特徴とする方法。 - 透明な光電池において、
透明な基板と、
前記透明な基板の上部に位置する透明な第1活性材料であって、650ナノメートルを上回る波長において吸収ピークを有し、透明な第1活性材料の前記吸収ピークが、450〜650ナノメートルのいずれの波長における第1活性材料の吸収よりも大きい、透明な第1活性材料と、
前記透明な基板の上部に位置する透明な第2活性材料であって、300〜450ナノメートルまたは650ナノメートルを上回る波長において吸収ピークを有し、透明な第2活性材料の前記吸収ピークが、450〜650ナノメートルのいずれの波長における透明な第2活性材料の吸収よりも大きい、透明な第2活性材料と、
透明なカソードと、
透明なアノードと、
前記透明なカソードおよび透明なアノードの上部に位置する反射器であって、450〜650ナノメートルの波長を有する可視光に対して透明であり、650〜850ナノメートルの波長を有する赤外線に対して反射的である反射器と、
を有しており、
前記透明なカソードと前記透明なアノードのうちの少なくとも1つの厚さが、前記透明な第1活性材料の前記吸収ピークまたは前記透明な第2活性材料の前記吸収ピークに対応する波長を有する光のための光場の位置が前記透明な第1活性材料または前記透明な第2活性材料内で調整され、前記透明なカソードと前記透明なアノードとの間の短絡電流(Jsc)を極大化する厚さであり、
前記透明な光電池が、450〜650ナノメートルの波長を有する可視光を透過させるよう動作可能であり、
前記透明な光電池の平均可視透過が少なくとも45%以上であり、前記透明な光電池の電力変換効率が少なくとも1.0%以上であることを特徴とする透明な光電池。 - 光電池において、
透明な基板と、
前記透明な基板の上部に位置する透明な第1活性材料であって、650ナノメートルを上回る波長において吸収ピークを有し、透明な第1活性材料の前記吸収ピークが、450〜650ナノメートルのいずれの波長における透明な第1活性材料の吸収よりも大きい、透明な第1活性材料と、
前記透明な基板の上部に位置する透明な第2活性材料であって、300〜450ナノメートルまたは650ナノメートルを上回る波長において吸収ピークを有し、透明な第2活性材料の前記吸収ピークが、450〜650ナノメートルのいずれの波長における透明な第2活性材料の吸収よりも大きい、透明な第2活性材料と、
透明なカソードと、
透明なアノードと、
前記透明なカソードおよび透明なアノードの上部に位置する反射器であって、450〜650ナノメートルの波長を有する可視光に対して透明であり、650〜850ナノメートルの波長を有する赤外線に対して反射的である反射器と、
を有しており、
前記透明なカソードと前記透明なアノードのうちの少なくとも1つの厚さが、前記透明な第1活性材料の前記吸収ピークまたは前記透明な第2活性材料の前記吸収ピークに対応する波長を有する光のための光場の位置が前記透明な第1活性材料または前記透明な第2活性材料内で調整され、前記透明なカソードと前記透明なアノードとの間の短絡電流(Jsc)を極大化する厚さであり、
前記光電池全体が透明であり、450〜650ナノメートルの波長を有する可視光を透過させるよう動作可能であることを特徴とする光電池。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Families Citing this family (47)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130063493A1 (en) * | 2011-09-14 | 2013-03-14 | Htc Corporation | Devices and Methods Involving Display Interaction Using Photovoltaic Arrays |
WO2013173740A1 (en) * | 2012-05-18 | 2013-11-21 | Brookhaven Science Associates, Llc | Thin film photovoltaic device optical field confinement and method for making same |
CN104718629A (zh) | 2012-10-01 | 2015-06-17 | 无处不在能量公司 | 用于显示器或具有显示器的装置的波长选择性光电装置 |
US10510914B2 (en) * | 2013-03-21 | 2019-12-17 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Transparent energy-harvesting devices |
ES2785277T3 (es) * | 2013-04-30 | 2020-10-06 | Fundacio Inst De Ciencies Fotòniques | Dispositivo de fotoconversión semitransparente |
EP2838095A1 (en) | 2013-08-15 | 2015-02-18 | CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement | Light harvesting photovoltaic device |
US9876184B2 (en) * | 2013-08-28 | 2018-01-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Organic photosensitive device with an electron-blocking and hole-transport layer |
CN103531712B (zh) * | 2013-10-27 | 2016-03-16 | 中国乐凯集团有限公司 | 一种有机太阳能电池 |
AU2015279582A1 (en) | 2014-06-27 | 2017-01-12 | The Administrators Of The Tulane Eductional Fund | Infrared transmissive concentrated photovoltaics for coupling solar electric energy conversion to solar thermal energy utilization |
US10941612B2 (en) * | 2015-02-24 | 2021-03-09 | Lutron Technology Company Llc | Photovoltaic cells arranged in a pattern |
WO2016148119A1 (ja) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | 住友化学株式会社 | 反射板を有する光電変換素子 |
JP7131910B2 (ja) | 2015-04-27 | 2022-09-06 | ボード オブ トラスティーズ オブ ミシガン ステート ユニバーシティ | 光活性デバイス、及びその製造方法 |
US10163165B1 (en) * | 2015-08-11 | 2018-12-25 | State Farm Mutual Automobile Insurance Company | Systems and methods for impact resistant and photovoltaic windows |
US11489483B2 (en) | 2015-12-09 | 2022-11-01 | Brian Patrick Janowski | Solar window construction and methods |
WO2017172841A1 (en) | 2016-03-28 | 2017-10-05 | The Administrators Of The Tulane Educational Fund | Transmissive concentrated photovoltaic module with cooling system |
JP2020504456A (ja) * | 2017-01-10 | 2020-02-06 | ユビキタス エナジー, インコーポレイテッドUbiquitous Energy, Inc. | 窓一体型透明光起電力モジュール |
US10651334B2 (en) | 2017-02-14 | 2020-05-12 | International Business Machines Corporation | Semitransparent chalcogen solar cell |
US10587221B2 (en) | 2017-04-03 | 2020-03-10 | Epic Battery Inc. | Modular solar battery |
WO2018157089A1 (en) * | 2017-02-24 | 2018-08-30 | The Administrators Of The Tulane Educational Fund | Concentrated solar photovoltaic and photothermal system |
US10457148B2 (en) | 2017-02-24 | 2019-10-29 | Epic Battery Inc. | Solar car |
JP2018161044A (ja) * | 2017-03-22 | 2018-10-11 | 住友化学株式会社 | 太陽光発電システム |
CN106876594A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-06-20 | 华南理工大学 | 一种半透明太阳电池器件及应用 |
CN110915001B (zh) | 2017-05-09 | 2023-05-02 | 优比库德股份有限公司 | 用于农业应用的发光光学元件 |
KR102655233B1 (ko) * | 2017-06-16 | 2024-04-05 | 유비쿼터스 에너지 인코포레이티드 | 가시적으로 투명한, 근적외선-흡수 및 자외선-흡수 광전지 장치 |
US11545635B2 (en) | 2017-06-16 | 2023-01-03 | Ubiquitous Energy, Inc. | Visibly transparent, near-infrared-absorbing boron-containing photovoltaic devices |
US10903438B2 (en) | 2017-06-16 | 2021-01-26 | Ubiquitous Energy, Inc. | Visibly transparent, ultraviolet-absorbing photovoltaic devices |
US11152581B2 (en) | 2017-06-16 | 2021-10-19 | Ubiquitous Energy, Inc. | Visibly transparent, near-infrared-absorbing donor/acceptor photovoltaic devices |
US11778896B2 (en) | 2017-06-16 | 2023-10-03 | Ubiquitous Energy, Inc. | Visibly transparent, near-infrared-absorbing metal-complex photovoltaic devices |
US10992252B2 (en) | 2017-12-19 | 2021-04-27 | Universal Display Corporation | Integrated photovoltaic window and light source |
US10613035B2 (en) * | 2018-01-17 | 2020-04-07 | Chromera, Inc. | Optically determining the condition of goods |
US11061226B2 (en) | 2018-02-19 | 2021-07-13 | Honda Motor Co., Ltd. | Control of electrochromic pixels using integrated transparent photovoltaic converters and projected light for a transparent window display |
BR112021004712A2 (pt) * | 2018-09-14 | 2021-06-01 | Ubiquitous Energy, Inc. | dispositivo fotovoltaico transparente, e unidade de vidro isolada incluindo um dispositivo fotovoltaico transparente |
US10926223B2 (en) * | 2019-04-11 | 2021-02-23 | Imam Abdulrahman Bin Faisal University | Apparatus for solar-assisted water distillation using waste heat of air conditioners |
US20220231247A1 (en) * | 2019-05-29 | 2022-07-21 | North Carolina State University | Heat insulating transparent tandem organic solar cells |
US11343257B2 (en) * | 2019-06-27 | 2022-05-24 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Extended domain platform for nonmember user account management |
US11489082B2 (en) | 2019-07-30 | 2022-11-01 | Epic Battery Inc. | Durable solar panels |
KR20220066055A (ko) * | 2019-08-16 | 2022-05-23 | 유비쿼터스 에너지 인코포레이티드 | 색 중립 투명 광전지를 위한 방법 및 시스템 |
KR20220062297A (ko) | 2019-08-16 | 2022-05-16 | 유비쿼터스 에너지 인코포레이티드 | 태양 전지를 위한 버퍼 및 색 조정 층으로써의 파라페닐렌 |
RU196426U1 (ru) * | 2019-12-27 | 2020-02-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) | Прозрачный гетеропереход на основе оксидов |
KR20210133493A (ko) * | 2020-04-29 | 2021-11-08 | 삼성전자주식회사 | 센서 및 전자 장치 |
US20210359237A1 (en) * | 2020-05-15 | 2021-11-18 | Ubiquitous Energy, Inc. | Solar heat gain coefficient improvement by incorporating nir absorbers |
NL2027206B1 (en) | 2020-12-22 | 2023-05-03 | Stichting Duurzame Energie Texel | Method of operating a solar energy system and solar energy system |
CN112928216B (zh) * | 2021-02-03 | 2023-08-22 | 西湖大学 | 一种高透明度太阳能电池的制备方法 |
CN113258004A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-08-13 | 杭州电子科技大学 | 基于分布布拉格反射器的半透明太阳能电池及制备方法 |
CN115707260A (zh) * | 2021-08-04 | 2023-02-17 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种钙钛矿电池及光伏组件 |
WO2023128039A1 (ko) * | 2022-01-03 | 2023-07-06 | 엘지전자 주식회사 | 투명 디스플레이 장치 |
WO2024063840A2 (en) * | 2022-07-16 | 2024-03-28 | Board Of Trustees Of Michigan State University | High efficiency multilayer transparent photovoltaics based on a layer-by-layer deposition |
Family Cites Families (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63234567A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-09-29 | Nippon Denso Co Ltd | 透光性太陽電池 |
US5176758A (en) * | 1991-05-20 | 1993-01-05 | United Solar Systems Corporation | Translucent photovoltaic sheet material and panels |
JPH05145096A (ja) * | 1991-11-22 | 1993-06-11 | Asahi Glass Co Ltd | 透過型太陽電池 |
JP3006266B2 (ja) | 1992-03-10 | 2000-02-07 | トヨタ自動車株式会社 | 太陽電池素子 |
US6300612B1 (en) * | 1998-02-02 | 2001-10-09 | Uniax Corporation | Image sensors made from organic semiconductors |
JP2001148491A (ja) | 1999-11-19 | 2001-05-29 | Fuji Xerox Co Ltd | 光電変換素子 |
AU2001239934A1 (en) | 2000-04-27 | 2001-11-12 | Lgc Wireless, Inc. | Adaptive capacity management in a centralized basestation architecture |
US6580027B2 (en) * | 2001-06-11 | 2003-06-17 | Trustees Of Princeton University | Solar cells using fullerenes |
US20050081907A1 (en) * | 2003-10-20 | 2005-04-21 | Lewis Larry N. | Electro-active device having metal-containing layer |
JP5248782B2 (ja) * | 2004-01-20 | 2013-07-31 | シリアム・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | エピタキシャルに成長させた量子ドット材料を有する太陽電池 |
US7196366B2 (en) * | 2004-08-05 | 2007-03-27 | The Trustees Of Princeton University | Stacked organic photosensitive devices |
US7375370B2 (en) * | 2004-08-05 | 2008-05-20 | The Trustees Of Princeton University | Stacked organic photosensitive devices |
US7326955B2 (en) * | 2004-08-05 | 2008-02-05 | The Trustees Of Princeton University | Stacked organic photosensitive devices |
US8592680B2 (en) * | 2004-08-11 | 2013-11-26 | The Trustees Of Princeton University | Organic photosensitive devices |
JP4759286B2 (ja) * | 2005-02-23 | 2011-08-31 | シャープ株式会社 | 有機太陽電池モジュール及びその製造方法 |
JP4677314B2 (ja) * | 2005-09-20 | 2011-04-27 | 富士フイルム株式会社 | センサーおよび有機光電変換素子の駆動方法 |
JP2009060051A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機太陽電池及び光センサ |
US20090078316A1 (en) | 2007-09-24 | 2009-03-26 | Qualcomm Incorporated | Interferometric photovoltaic cell |
CA2606661C (en) * | 2007-09-28 | 2015-05-19 | The Regents Of The University Of Michigan | Organic photosensitive optoelectronic devices with near-infrared sensitivity |
RU77505U1 (ru) * | 2008-05-15 | 2008-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ГОУВПО "ТУСУР") | Фотоэлектрический элемент |
WO2009143462A2 (en) * | 2008-05-22 | 2009-11-26 | Vi Systems Gmbh | Method for attaching optical components onto silicon-based integrated circuits |
US20090308456A1 (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-17 | Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec) | Photovoltaic Structures and Method to Produce the Same |
JP2010041040A (ja) | 2008-07-10 | 2010-02-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置および光電変換装置の製造方法 |
JP2010080908A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-04-08 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 有機光電変換素子およびその製造方法 |
TWM349481U (en) * | 2008-09-05 | 2009-01-21 | Jin-Huai Yang | Photoelectric module |
US20100084011A1 (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | The Regents Of The University Of Michigan | Organic tandem solar cells |
EP2381500B1 (en) * | 2009-01-20 | 2017-03-29 | Toray Industries, Inc. | Material for photovoltaic element, and photovoltaic element |
JP5667748B2 (ja) * | 2009-03-18 | 2015-02-12 | 株式会社東芝 | 光透過型太陽電池およびその製造方法 |
US20120012183A1 (en) * | 2009-03-31 | 2012-01-19 | Lintec Corporation | Organic thin-film solar cell and method of producing same |
US20100276071A1 (en) * | 2009-04-29 | 2010-11-04 | Solarmer Energy, Inc. | Tandem solar cell |
EP2256839B1 (en) * | 2009-05-28 | 2019-03-27 | IMEC vzw | Single junction or a multijunction photovoltaic cells and method for their fabrication |
US20100307579A1 (en) * | 2009-06-03 | 2010-12-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Pseudo-Periodic Structure for Use in Thin Film Solar Cells |
CA2814716A1 (en) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | The Regents Of The University Of Michigan | Materials for controlling the epitaxial growth of photoactive layers in photovoltaic devices |
KR20190086040A (ko) | 2011-01-26 | 2019-07-19 | 메사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지 | 투명 태양광 전지 |
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US10665801B2 (en) | 2011-01-26 | 2020-05-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Transparent photovoltaic cells |
US11424423B2 (en) | 2011-01-26 | 2022-08-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Transparent photovoltaic cells |
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