ポリマー分散液晶を利用した太陽電池
【課題】新規な太陽電池を提供する。
【解決手段】ポリマー及び液晶を含むポリマー分散液晶層を備え、前記ポリマー分散液晶層は、入射される太陽光を散乱、透過させることで、太陽光の進路を増大させることを特徴とする太陽電池。
【解決手段】ポリマー及び液晶を含むポリマー分散液晶層を備え、前記ポリマー分散液晶層は、入射される太陽光を散乱、透過させることで、太陽光の進路を増大させることを特徴とする太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池、特にポリマー分散液晶を利用した太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変える素子であって、ｐ型半導体物質とｎ型半導体物質とを利用して、電気エネルギーを発生させる。太陽電池に太陽光を照射すると、ｎ型半導体物質及びｐ型半導体物質から電子と正孔とが発生し、このように発生した電子と正孔とは、ｎ型電極又はｐ型電極にそれぞれ移動する。したがって、この太陽電池に連結された負荷には、電流が流れる。かかる太陽電池は、エネルギー問題の解決だけでなく、環境汚染の抑制にも重要な役割を果たすため、太陽電池の高効率化に関する研究が盛んに進められている。
【０００３】
薄膜型の太陽電池は、数マイクロメートル以下の厚さを有する半導体物質を利用して、電気エネルギーを発生させる。かかる薄膜型の太陽電池は、その厚さを薄くすると、暗電流及びキャリア再結合が減少するという点では、太陽電池の効率が向上するが、半導体物質の厚さが薄くなるにつれて、太陽電池が太陽光を十分に吸収できないという点では、太陽電池の効率が低下する。したがって、太陽電池の効率を向上させるために、太陽電池の厚さを薄くしつつも、太陽光の吸収を増加させる手法が研究されている。太陽光の吸収を増加させる手法として、フォトニック結晶やナノ粒子のような散乱体を利用して光散乱を誘導することで、太陽電池内で太陽光の進路を増大させる手法が挙げられる。しかしながら、かかるフォトニック結晶やナノ粒子を利用した太陽電池の製作工程は複雑であることから、太陽電池のコストが高くなるという問題を有していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、新規な太陽電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一形態によると、互いに隔てて設けられる第１電極及び第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に設けられる半導体層と、前記第１電極及び第２電極のうちの少なくとも一つの電極上に設けられる、ポリマー及び液晶を含むポリマー分散液晶（ｐｏｌｙｍｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ：ＰＤＬＣ）層と、を備える太陽電池が提供される。
【０００６】
太陽光が入射する前記ポリマー分散液晶層上には、反射防止膜がコーティングされてもよい。
【０００７】
前記ポリマー分散液晶層は、波長変換物質をさらに含んでもよい。ここで、前記波長変換物質としては、例えば、量子ドットまたは蛍光体染料などが使われる。
【０００８】
前記半導体層は、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層を備えてもよい。
【０００９】
本発明の他の一形態によると、互いに隔てて設けられる第１電極及び第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に設けられる半導体層と、前記第１電極上に設けられる、ポリマー及び液晶を含む第１ポリマー分散液晶層と、を備える太陽電池が提供される。
【００１０】
前記第１電極は、光透過性物質から形成されてもよく、第２電極は、光反射性物質から形成されてもよい。
【００１１】
また、前記第１電極及び第２電極は、光透過性物質から形成されてもよい。この場合、前記第２電極上には、ポリマー及び液晶を含む第２ポリマー分散液晶層がさらに設けられてもよい。
【００１２】
本発明のさらに他の一形態によると、ポリマー及び液晶を含むポリマー分散液晶層を備え、入射する太陽光を散乱、透過させることで、太陽光の進路を増大させる太陽電池が提供される。ここで、前記太陽電池は、例えば、薄膜太陽電池、化合物半導体太陽電池、色素増感型太陽電池（ｄｙｅ−ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ：ＤＳＳＣ）、または有機太陽電池（ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ：ＯＰＶ）であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ポリマー分散液晶層を光散乱層として用いることで、光源から入射する太陽光が前記ポリマー分散液晶層内で効果的に散乱、透過され、太陽電池内での太陽光の進路を増大させることができる。これによって、太陽電池の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ポリマー分散液晶層の構造及び光特性を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。
【図３Ａ】従来の一般的な太陽電池内での太陽光の進路を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係る太陽電池内での太陽光の進路を示す図である。
【図４】本発明の他の一実施形態による太陽電池を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明のさらに他の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明のさらに他の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明のさらに他の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付された図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図面において、同じ構成要素には同じ符号を付し、各構成要素のサイズや厚さは、説明を明瞭にするために誇張されうる。
【００１６】
なお、特に断りのない限り、「〜上」とは、ある部材（層）に直接接触して設けられている場合、ある部材（層）から離れてまたは他の部材を介して設けられている場合の両方を含む。
【００１７】
また、図面の説明における「〜の下面」とは、図面中のある部材（層）の下表面に直接接触して設けられていることを意味する。
【００１８】
図１は、ポリマー分散液晶層５０の構造及び光特性を示す図である。図１によると、ポリマー分散液晶層５０は、ポリマー５１及び液晶５２を含む。ここで、前記ポリマー５１は、ネットワーク構造を有しており、かかるポリマー５１内に、液晶５２が均一に分散されている。前記ポリマー分散液晶層５０に電場が印加されていない状態では、液晶分子５３がポリマー分散液晶層５０内でランダムに配列されている。このように、液晶分子５３がランダムに配列された状態で光源７０からポリマー分散液晶層５０に光が入射すると、光はポリマー５１と液晶５２との屈折率差により多様な方向に散乱される。そして、このように散乱された光は、ほとんど全てがポリマー分散液晶層５０を透過するため、光源７０側に反射する場合は非常に少ない。このように、電場が印加されていないポリマー分散液晶層５０は、入射する光を散乱させて透過させる特性が強い。したがって、かかる特性を有するポリマー分散液晶層５０を太陽電池の光散乱層として適用すれば、太陽電池内で太陽光が進む経路を増大させることができる。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。
【００２０】
図２に示される太陽電池１００によると、第１電極１２０及び第２電極１１０が互いに一定の間隔で配置されている。そして、前記第１電極１２０と第２電極１１０との間には、光源７０から入射した太陽光により、電子及び正孔を発生させる半導体層１２５及び１１５が設けられている。前記第１電極１２０は、光源７０から太陽光が入射する側に配置される電極であって、光透過性物質から形成される。そして、前記第２電極１１０は、光を反射する金属のような光反射性物質から形成される。なお、前記第２電極１１０は、光透過性物質から形成されてもよい。前記半導体層は、前記第１電極１２０の下面に形成される第１半導体層１２５と、前記第１半導体層１２５の下面に形成される第２半導体層１１５とを備える。前記第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５は、それぞれｎ型半導体層及びｐ型半導体層となる。この場合、前記第１電極１２０及び第２電極１１０は、それぞれｎ型電極及びｐ型電極となる。なお、前記第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５は、それぞれｐ型半導体層及びｎ型半導体層となってもよく、この場合、前記第１電極１２０及び第２電極１１０は、それぞれｐ型電極及びｎ型電極となる。
【００２１】
前記光源７０から太陽光が入射する第１電極１２０上には、ポリマー分散液晶層１５０が設けられている。前記ポリマー分散液晶層１５０は、ポリマー１５１と、該ポリマー１５１内に分散された液晶１５２とを含む。ここで、前記ポリマー１５１は、ネットワーク構造を有する。そして、前記ポリマー分散液晶層１５０内で、液晶分子１５３はランダムに配列されている。
【００２２】
前記ポリマー分散液晶層１５０は、次のような方法により形成される。まず、前記第１電極１２０の上部にガラスのような透明基板（図示せず）を設けた後、前記透明基板と第１電極１２０との間に、液晶１５２及び光重合性物質（図示せず）が混合された混合溶液を注入する。次いで、前記透明基板を介して、前記混合溶液に紫外線を照射すると、光重合反応により、前記光重合性物質が硬化され、前記ポリマー分散液晶層１５０が形成される。このように、ポリマー分散液晶層１５０が形成された後、前記透明基板は除去されてもよく、前記ポリマー分散液晶層１５０上にそのまま残っていてもよい。なお、前記ポリマー分散液晶層１５０は、ロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ）工程により、ポリマー分散液晶フィルム（図示せず）を作製した後、このポリマー分散液晶フィルムを前記第１基板１２０上に付着することで形成されてもよい。
【００２３】
前記のような構造において、光源７０からポリマー分散液晶層１５０に太陽光が入射されると、この太陽光は、ポリマー１５１と液晶１５２との屈折率差により、多様な方向に散乱された後、ほとんど全てがポリマー分散液晶層１５０を透過する。そして、このように、ポリマー分散液晶層１５０を透過した光は、第１電極１２０を経て第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５に入射する。そして、前記第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５に入射した光は、前記第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５の内部を通過しつつ吸収されて、電子及び正孔を発生させる。このように、太陽光が入射する側にポリマー分散液晶層１５０を設けることにより、ポリマー分散液晶層１５０内に入射した光は、多様な方向に散乱された後、ほとんど全てが前記ポリマー分散液晶層１５０を透過し、これによって、前記第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５へと入射する光路を増大させることができる。このように、第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５の内部を進む光路が増大すれば、第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５がより多量の光を吸収することができるため、太陽電池１００の効率が向上する。なお、前記ポリマー分散液晶層１５０内には、散乱特性をさらに向上させるため、ナノ散乱粒子（図示せず）がさらに含まれてもよい。
【００２４】
図３Ａは、従来の一般的な太陽電池１０内での太陽光の進路を、図３Ｂは、本発明の一実施形態に係る太陽電池１００内での太陽光の進路を示す図面である。具体的には、図３Ａは、互いに隔てて配置された第１電極１２０と第２電極１１０との間に、第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５が設けられた従来の一般的な太陽電池１０の構造を示し、図３Ｂは、前述した本発明の一実施形態に係る太陽電池１００の構造を示す。
【００２５】
図３Ａによると、従来の一般的な太陽電池１０では、光源７０から太陽電池１０内に垂直に入射する太陽光は、第１電極１２０を透過して、第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５に入射した後、第２電極１１０により、光源７０側に反射されて外に出る。この場合、太陽電池１０内で、太陽光は、太陽電池１０の厚さの約２倍に相当する距離を進む。図３Ｂに示される本発明の一実施形態に係る太陽電池１００では、光源７０からポリマー分散液晶層１５０内に入射する太陽光は、ポリマー１５１と液晶１５２との屈折率差により、多様な方向に散乱された後、ほとんど全てがポリマー分散液晶層１５０を透過し、このように透過された光は、第１電極１２０を経て第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５に入射する。そして、第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５に入射した光のうち、吸収されなかった光は、前記第２電極１１０により多様な角度に反射された後、第１電極１２０を経てポリマー分散液晶層１５０に再び入射される。このように、ポリマー分散液晶層１５０内に入射された光は、再び多様な方向に散乱されて、その一部は、ポリマー分散液晶層１５０を透過して外に出て、他の一部は、ポリマー分散液晶層１５０と外気との屈折率差による全反射により、再び第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５の内部に入る。このように、本発明の一実施形態に係る太陽電池１００では、ポリマー分散液晶層１５０を利用して、太陽光を多様な方向に散乱させた後、光を第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５の内部に入射させることで、太陽電池１００内で太陽光が進む経路を増大させることができる。これにより、第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５は、より多量の太陽光を吸収できるため、太陽電池１００の効率を向上させることができる。
【００２６】
図４は、本発明の他の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。以下では、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００２７】
図４に示される太陽電池２００によると、第１電極２２０及び第２電極２１０が互いに一定の間隔で配置されており、前記第１電極２２０と第２電極２１０との間には、第１半導体層２２５及び第２半導体層２１５が形成されている。前記第１電極２２０は、光透過性物質から形成され、前記第２電極２１０は、光反射性物質から形成される。そして、光源７０から太陽光が入射する第１電極２２０上には、ポリマー分散液晶層２５０が設けられている。前記ポリマー分散液晶層２５０は、ポリマー２５１と、このポリマー２５１内に均一に分散された液晶２５２とを含む。ここで、液晶分子２５３は、前記ポリマー分散液晶層２５０内でランダムに配列されている。なお、前記ポリマー分散液晶層２５０内には、散乱特性をさらに向上させるためのナノ散乱粒子（図示せず）がさらに含まれてもよい。
【００２８】
前記ポリマー分散液晶層２５０上には、反射防止膜２６０がコーティングされている。かかる反射防止膜２６０は、光源７０から入射する太陽光が、外気とポリマー分散液晶層２５０との界面で反射されることを防止する役割を行う。このように、本実施形態の太陽電池２００では、ポリマー分散液晶層２５０上に反射防止膜２６０をコーティングすることで、光源７０からより多量の太陽光がポリマー分散液晶層２５０内に入射する。
【００２９】
図５は、本発明のさらに他の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。以下では、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３０】
図５に示される太陽電池３００によると、第１電極３２０及び第２電極３１０が互いに一定の間隔で配置されており、前記第１電極３２０と第２電極３１０との間には、第１半導体層３２５及び第２半導体層３１５が形成されている。前記第１電極３２０は、光透過性物質から形成され、前記第２電極３１０は、光反射性物質から形成される。そして、光源７０から太陽光が入射する第１電極３２０上には、ポリマー分散液晶層３５０が設けられている。本実施形態において、前記ポリマー分散液晶層３５０は、ポリマー３５１、液晶３５２、及び波長変換物質３５５を含む。ここで、前記液晶３５２及び波長変換物質３５５は、ネットワーク構造のポリマー３５１内に分散されている。前記波長変換物質３５３とは、入射する光の波長を変換させる物質を意味する。液晶分子３５２は、前記ポリマー分散液晶層３５０内でランダムに配列されている。なお、前記ポリマー分散液晶層３５０内には、散乱特性をさらに向上させるためのナノ散乱粒子（図示せず）がさらに含まれてもよい。
【００３１】
一般的に、太陽電池では、使われる半導体物質の種類によって使用可能な太陽光の波長帯が変わるので、半導体物質が使用できる波長帯を外れる波長を有する太陽光は、太陽電池により電力に変換されない。しかしながら、本実施形態の太陽電池３００のように、ポリマー分散液晶層３５０内に波長変換物質３５５を含むことにより、光源７０から入射される太陽光のうち、半導体物質で使用されない波長を有する太陽光が、波長変換物質３５５により、使用可能な波長を有する太陽光に変換されることで、太陽電池の効率をさらに向上させることができる。なお、前記ポリマー分散液晶層３５０上には、図４に示すような反射防止膜２６０がさらに形成されてもよい。
【００３２】
図６は、本発明のさらに他の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。以下では、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３３】
図６に示される太陽電池４００によると、第１電極４２０及び第２電極４１０が互いに一定の間隔で配置されており、前記第１電極４２０と第２電極４１０との間には、第１半導体層４２５及び第２半導体層４１５が形成されている。前記第１電極４２０及び第２電極４１０は、光透過性物質から形成される。光源７０から太陽光が入射する第１電極４２０上には、第１ポリマー分散液晶層４５０が設けられている。ここで、前記第１ポリマー分散液晶層４５０は、第１ポリマー４５１と、この第１ポリマー４５１内に分散された第１液晶４５２とを含む。そして、第１液晶分子４５３は、前記第１ポリマー分散液晶層４５０内でランダムに配列されている。なお、前記第１ポリマー分散液晶層４５０内には、散乱特性をさらに向上させるためのナノ散乱粒子（図示せず）がさらに含まれてもよい。そして、前記第２電極４１０の下面には、第２ポリマー分散液晶層４４０が設けられている。ここで、前記第２ポリマー分散液晶層４４０は、第２ポリマー４４１と、この第２ポリマー４４１内に分散された第２液晶４４２とを含む。そして、第２液晶分子４４３は、前記第２ポリマー分散液晶層４４０内でランダムに配列されている。なお、前記第２ポリマー分散液晶層４４０内には、散乱特性をさらに向上させるためのナノ散乱粒子（図示せず）がさらに含まれてもよい。
【００３４】
前記のような構造において、光源７０から第１ポリマー分散液晶層４５０に入射した太陽光は、多様な角度に散乱された後、ほとんど全てが第１ポリマー分散液晶層４５０を透過し、このように透過された光は、第１半導体層４２５及び第２半導体層４１５に入射する。そして、前記第１半導体層４２５及び第２半導体層４１５に入射した光のうち、吸収されていない光は、透明な第２電極４１０を経て第２ポリマー分散液晶層４４０に入射する。このように、第２ポリマー分散液晶層４４０に入射した光は、多様な方向に散乱されて、その一部は、再び第１半導体層４２５及び第２半導体層４１５に入射する。したがって、本実施形態では、光源７０から入射する太陽光をより多く吸収することで、太陽電池４００の効率が向上する。なお、光源７０から太陽光が入射する第１ポリマー分散液晶層４５０上には、図４に示すような反射防止膜２６０がさらに形成されてもよい。また、前記第１ポリマー分散液晶層４５０及び第２ポリマー分散液晶層４４０内には、図５に示すような波長変換物質３５５がさらに含まれてもよい。
【００３５】
図７は、本発明のさらに他の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。以下では、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３６】
図７に示される太陽電池５００によると、第１電極５２０及び第２電極５１０が互いに一定の間隔で配置されており、前記第１電極５２０と第２電極５１０との間には、第１半導体層５２５及び第２半導体層５１５が形成されている。前記第１電極５２０及び第２電極５１０は、光透過性物質から形成される。そして、前記第２電極５１０の下面には、ポリマー分散液晶層５５０が設けられている。前記ポリマー分散液晶層５５０は、ポリマー５５１と、このポリマー５５１内に分散された液晶５５２とを含む。液晶分子５５３は、前記ポリマー分散液晶層５５０内でランダムに配列されている。なお、前記ポリマー分散液晶層５５０内には、散乱特性をさらに向上させるためのナノ散乱粒子（図示せず）がさらに含まれてもよい。
【００３７】
前記のような構造において、光源７０から第１電極５２０を経て太陽光が第１半導体層５２５及び第２半導体層５１５に入射する。そして、このように入射した光のうち、吸収されていない光は、第２電極５１０を経てポリマー分散液晶層５５０内に入射する。前記ポリマー分散液晶層５５０内に入射した光は、多様な方向に散乱され、その一部は、第１半導体層５２５及び第２半導体層５１５に再び入射し、吸収される。なお、光源７０から太陽光が入射する第１電極５２０上には、図４に示すような反射防止膜２６０がさらに形成されてもよく、前記ポリマー分散液晶層５５０内には、図５に示すような波長変換物質３５５がさらに含まれてもよい。
【００３８】
本発明のポリマー分散液晶層に含まれる、ポリマー、液晶及び波長変換物質の材料や組成比、並びにポリマー分散液晶層の厚さは、特に制限はなく、通常の材料、組成比及び厚さが適宜採用されうる。
【００３９】
なお、本発明の太陽電池に含まれるポリマー分散液晶層以外の部材（電極、半導体層、反射防止膜）の材料、形状、サイズ等は、特に制限はなく、本技術分野で使用されうる材料、形状、サイズから当業者が適宜選択することができる。
【００４０】
以上の実施形態で説明したポリマー分散液晶層を光散乱層として利用した太陽電池は、あらゆる類型の太陽電池、例えば、薄膜太陽電池、化合物半導体太陽電池、色素増感型太陽電池、または有機太陽電池などに適用される。以上、本発明の実施形態を説明したが、これらは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態を実施することが可能であるという点を理解できるであろう。
【産業上利用可能性】
【００４１】
本発明は、太陽電池関連の技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 従来の一般的な太陽電池、
５０、１５０、２５０、３５０、４４０、４５０、５５０ ポリマー分散液晶層、
５１、１５１、２５１、３５１、４４１、４５１、５５１ ポリマー、
５２、１５２、２５２、３５２、４４２、４５２、５５２ 液晶、
５３、１５３、２５３、３５３、４４３、４５３、５５３ 液晶分子、
７０ 光源、
１００、２００、３００、４００、５００ 太陽電池、
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０ 第２電極、
１１５、２１５、３１５、４１５、５１５ 第２半導体層、
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０ 第１電極、
１２５、２２５、３２５、４２５、５２５ 第１半導体層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池、特にポリマー分散液晶を利用した太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変える素子であって、ｐ型半導体物質とｎ型半導体物質とを利用して、電気エネルギーを発生させる。太陽電池に太陽光を照射すると、ｎ型半導体物質及びｐ型半導体物質から電子と正孔とが発生し、このように発生した電子と正孔とは、ｎ型電極又はｐ型電極にそれぞれ移動する。したがって、この太陽電池に連結された負荷には、電流が流れる。かかる太陽電池は、エネルギー問題の解決だけでなく、環境汚染の抑制にも重要な役割を果たすため、太陽電池の高効率化に関する研究が盛んに進められている。
【０００３】
薄膜型の太陽電池は、数マイクロメートル以下の厚さを有する半導体物質を利用して、電気エネルギーを発生させる。かかる薄膜型の太陽電池は、その厚さを薄くすると、暗電流及びキャリア再結合が減少するという点では、太陽電池の効率が向上するが、半導体物質の厚さが薄くなるにつれて、太陽電池が太陽光を十分に吸収できないという点では、太陽電池の効率が低下する。したがって、太陽電池の効率を向上させるために、太陽電池の厚さを薄くしつつも、太陽光の吸収を増加させる手法が研究されている。太陽光の吸収を増加させる手法として、フォトニック結晶やナノ粒子のような散乱体を利用して光散乱を誘導することで、太陽電池内で太陽光の進路を増大させる手法が挙げられる。しかしながら、かかるフォトニック結晶やナノ粒子を利用した太陽電池の製作工程は複雑であることから、太陽電池のコストが高くなるという問題を有していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、新規な太陽電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一形態によると、互いに隔てて設けられる第１電極及び第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に設けられる半導体層と、前記第１電極及び第２電極のうちの少なくとも一つの電極上に設けられる、ポリマー及び液晶を含むポリマー分散液晶（ｐｏｌｙｍｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ：ＰＤＬＣ）層と、を備える太陽電池が提供される。
【０００６】
太陽光が入射する前記ポリマー分散液晶層上には、反射防止膜がコーティングされてもよい。
【０００７】
前記ポリマー分散液晶層は、波長変換物質をさらに含んでもよい。ここで、前記波長変換物質としては、例えば、量子ドットまたは蛍光体染料などが使われる。
【０００８】
前記半導体層は、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層を備えてもよい。
【０００９】
本発明の他の一形態によると、互いに隔てて設けられる第１電極及び第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に設けられる半導体層と、前記第１電極上に設けられる、ポリマー及び液晶を含む第１ポリマー分散液晶層と、を備える太陽電池が提供される。
【００１０】
前記第１電極は、光透過性物質から形成されてもよく、第２電極は、光反射性物質から形成されてもよい。
【００１１】
また、前記第１電極及び第２電極は、光透過性物質から形成されてもよい。この場合、前記第２電極上には、ポリマー及び液晶を含む第２ポリマー分散液晶層がさらに設けられてもよい。
【００１２】
本発明のさらに他の一形態によると、ポリマー及び液晶を含むポリマー分散液晶層を備え、入射する太陽光を散乱、透過させることで、太陽光の進路を増大させる太陽電池が提供される。ここで、前記太陽電池は、例えば、薄膜太陽電池、化合物半導体太陽電池、色素増感型太陽電池（ｄｙｅ−ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ：ＤＳＳＣ）、または有機太陽電池（ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ：ＯＰＶ）であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ポリマー分散液晶層を光散乱層として用いることで、光源から入射する太陽光が前記ポリマー分散液晶層内で効果的に散乱、透過され、太陽電池内での太陽光の進路を増大させることができる。これによって、太陽電池の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ポリマー分散液晶層の構造及び光特性を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。
【図３Ａ】従来の一般的な太陽電池内での太陽光の進路を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係る太陽電池内での太陽光の進路を示す図である。
【図４】本発明の他の一実施形態による太陽電池を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明のさらに他の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明のさらに他の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明のさらに他の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付された図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図面において、同じ構成要素には同じ符号を付し、各構成要素のサイズや厚さは、説明を明瞭にするために誇張されうる。
【００１６】
なお、特に断りのない限り、「〜上」とは、ある部材（層）に直接接触して設けられている場合、ある部材（層）から離れてまたは他の部材を介して設けられている場合の両方を含む。
【００１７】
また、図面の説明における「〜の下面」とは、図面中のある部材（層）の下表面に直接接触して設けられていることを意味する。
【００１８】
図１は、ポリマー分散液晶層５０の構造及び光特性を示す図である。図１によると、ポリマー分散液晶層５０は、ポリマー５１及び液晶５２を含む。ここで、前記ポリマー５１は、ネットワーク構造を有しており、かかるポリマー５１内に、液晶５２が均一に分散されている。前記ポリマー分散液晶層５０に電場が印加されていない状態では、液晶分子５３がポリマー分散液晶層５０内でランダムに配列されている。このように、液晶分子５３がランダムに配列された状態で光源７０からポリマー分散液晶層５０に光が入射すると、光はポリマー５１と液晶５２との屈折率差により多様な方向に散乱される。そして、このように散乱された光は、ほとんど全てがポリマー分散液晶層５０を透過するため、光源７０側に反射する場合は非常に少ない。このように、電場が印加されていないポリマー分散液晶層５０は、入射する光を散乱させて透過させる特性が強い。したがって、かかる特性を有するポリマー分散液晶層５０を太陽電池の光散乱層として適用すれば、太陽電池内で太陽光が進む経路を増大させることができる。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。
【００２０】
図２に示される太陽電池１００によると、第１電極１２０及び第２電極１１０が互いに一定の間隔で配置されている。そして、前記第１電極１２０と第２電極１１０との間には、光源７０から入射した太陽光により、電子及び正孔を発生させる半導体層１２５及び１１５が設けられている。前記第１電極１２０は、光源７０から太陽光が入射する側に配置される電極であって、光透過性物質から形成される。そして、前記第２電極１１０は、光を反射する金属のような光反射性物質から形成される。なお、前記第２電極１１０は、光透過性物質から形成されてもよい。前記半導体層は、前記第１電極１２０の下面に形成される第１半導体層１２５と、前記第１半導体層１２５の下面に形成される第２半導体層１１５とを備える。前記第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５は、それぞれｎ型半導体層及びｐ型半導体層となる。この場合、前記第１電極１２０及び第２電極１１０は、それぞれｎ型電極及びｐ型電極となる。なお、前記第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５は、それぞれｐ型半導体層及びｎ型半導体層となってもよく、この場合、前記第１電極１２０及び第２電極１１０は、それぞれｐ型電極及びｎ型電極となる。
【００２１】
前記光源７０から太陽光が入射する第１電極１２０上には、ポリマー分散液晶層１５０が設けられている。前記ポリマー分散液晶層１５０は、ポリマー１５１と、該ポリマー１５１内に分散された液晶１５２とを含む。ここで、前記ポリマー１５１は、ネットワーク構造を有する。そして、前記ポリマー分散液晶層１５０内で、液晶分子１５３はランダムに配列されている。
【００２２】
前記ポリマー分散液晶層１５０は、次のような方法により形成される。まず、前記第１電極１２０の上部にガラスのような透明基板（図示せず）を設けた後、前記透明基板と第１電極１２０との間に、液晶１５２及び光重合性物質（図示せず）が混合された混合溶液を注入する。次いで、前記透明基板を介して、前記混合溶液に紫外線を照射すると、光重合反応により、前記光重合性物質が硬化され、前記ポリマー分散液晶層１５０が形成される。このように、ポリマー分散液晶層１５０が形成された後、前記透明基板は除去されてもよく、前記ポリマー分散液晶層１５０上にそのまま残っていてもよい。なお、前記ポリマー分散液晶層１５０は、ロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ）工程により、ポリマー分散液晶フィルム（図示せず）を作製した後、このポリマー分散液晶フィルムを前記第１基板１２０上に付着することで形成されてもよい。
【００２３】
前記のような構造において、光源７０からポリマー分散液晶層１５０に太陽光が入射されると、この太陽光は、ポリマー１５１と液晶１５２との屈折率差により、多様な方向に散乱された後、ほとんど全てがポリマー分散液晶層１５０を透過する。そして、このように、ポリマー分散液晶層１５０を透過した光は、第１電極１２０を経て第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５に入射する。そして、前記第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５に入射した光は、前記第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５の内部を通過しつつ吸収されて、電子及び正孔を発生させる。このように、太陽光が入射する側にポリマー分散液晶層１５０を設けることにより、ポリマー分散液晶層１５０内に入射した光は、多様な方向に散乱された後、ほとんど全てが前記ポリマー分散液晶層１５０を透過し、これによって、前記第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５へと入射する光路を増大させることができる。このように、第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５の内部を進む光路が増大すれば、第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５がより多量の光を吸収することができるため、太陽電池１００の効率が向上する。なお、前記ポリマー分散液晶層１５０内には、散乱特性をさらに向上させるため、ナノ散乱粒子（図示せず）がさらに含まれてもよい。
【００２４】
図３Ａは、従来の一般的な太陽電池１０内での太陽光の進路を、図３Ｂは、本発明の一実施形態に係る太陽電池１００内での太陽光の進路を示す図面である。具体的には、図３Ａは、互いに隔てて配置された第１電極１２０と第２電極１１０との間に、第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５が設けられた従来の一般的な太陽電池１０の構造を示し、図３Ｂは、前述した本発明の一実施形態に係る太陽電池１００の構造を示す。
【００２５】
図３Ａによると、従来の一般的な太陽電池１０では、光源７０から太陽電池１０内に垂直に入射する太陽光は、第１電極１２０を透過して、第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５に入射した後、第２電極１１０により、光源７０側に反射されて外に出る。この場合、太陽電池１０内で、太陽光は、太陽電池１０の厚さの約２倍に相当する距離を進む。図３Ｂに示される本発明の一実施形態に係る太陽電池１００では、光源７０からポリマー分散液晶層１５０内に入射する太陽光は、ポリマー１５１と液晶１５２との屈折率差により、多様な方向に散乱された後、ほとんど全てがポリマー分散液晶層１５０を透過し、このように透過された光は、第１電極１２０を経て第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５に入射する。そして、第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５に入射した光のうち、吸収されなかった光は、前記第２電極１１０により多様な角度に反射された後、第１電極１２０を経てポリマー分散液晶層１５０に再び入射される。このように、ポリマー分散液晶層１５０内に入射された光は、再び多様な方向に散乱されて、その一部は、ポリマー分散液晶層１５０を透過して外に出て、他の一部は、ポリマー分散液晶層１５０と外気との屈折率差による全反射により、再び第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５の内部に入る。このように、本発明の一実施形態に係る太陽電池１００では、ポリマー分散液晶層１５０を利用して、太陽光を多様な方向に散乱させた後、光を第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５の内部に入射させることで、太陽電池１００内で太陽光が進む経路を増大させることができる。これにより、第１半導体層１２５及び第２半導体層１１５は、より多量の太陽光を吸収できるため、太陽電池１００の効率を向上させることができる。
【００２６】
図４は、本発明の他の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。以下では、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００２７】
図４に示される太陽電池２００によると、第１電極２２０及び第２電極２１０が互いに一定の間隔で配置されており、前記第１電極２２０と第２電極２１０との間には、第１半導体層２２５及び第２半導体層２１５が形成されている。前記第１電極２２０は、光透過性物質から形成され、前記第２電極２１０は、光反射性物質から形成される。そして、光源７０から太陽光が入射する第１電極２２０上には、ポリマー分散液晶層２５０が設けられている。前記ポリマー分散液晶層２５０は、ポリマー２５１と、このポリマー２５１内に均一に分散された液晶２５２とを含む。ここで、液晶分子２５３は、前記ポリマー分散液晶層２５０内でランダムに配列されている。なお、前記ポリマー分散液晶層２５０内には、散乱特性をさらに向上させるためのナノ散乱粒子（図示せず）がさらに含まれてもよい。
【００２８】
前記ポリマー分散液晶層２５０上には、反射防止膜２６０がコーティングされている。かかる反射防止膜２６０は、光源７０から入射する太陽光が、外気とポリマー分散液晶層２５０との界面で反射されることを防止する役割を行う。このように、本実施形態の太陽電池２００では、ポリマー分散液晶層２５０上に反射防止膜２６０をコーティングすることで、光源７０からより多量の太陽光がポリマー分散液晶層２５０内に入射する。
【００２９】
図５は、本発明のさらに他の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。以下では、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３０】
図５に示される太陽電池３００によると、第１電極３２０及び第２電極３１０が互いに一定の間隔で配置されており、前記第１電極３２０と第２電極３１０との間には、第１半導体層３２５及び第２半導体層３１５が形成されている。前記第１電極３２０は、光透過性物質から形成され、前記第２電極３１０は、光反射性物質から形成される。そして、光源７０から太陽光が入射する第１電極３２０上には、ポリマー分散液晶層３５０が設けられている。本実施形態において、前記ポリマー分散液晶層３５０は、ポリマー３５１、液晶３５２、及び波長変換物質３５５を含む。ここで、前記液晶３５２及び波長変換物質３５５は、ネットワーク構造のポリマー３５１内に分散されている。前記波長変換物質３５３とは、入射する光の波長を変換させる物質を意味する。液晶分子３５２は、前記ポリマー分散液晶層３５０内でランダムに配列されている。なお、前記ポリマー分散液晶層３５０内には、散乱特性をさらに向上させるためのナノ散乱粒子（図示せず）がさらに含まれてもよい。
【００３１】
一般的に、太陽電池では、使われる半導体物質の種類によって使用可能な太陽光の波長帯が変わるので、半導体物質が使用できる波長帯を外れる波長を有する太陽光は、太陽電池により電力に変換されない。しかしながら、本実施形態の太陽電池３００のように、ポリマー分散液晶層３５０内に波長変換物質３５５を含むことにより、光源７０から入射される太陽光のうち、半導体物質で使用されない波長を有する太陽光が、波長変換物質３５５により、使用可能な波長を有する太陽光に変換されることで、太陽電池の効率をさらに向上させることができる。なお、前記ポリマー分散液晶層３５０上には、図４に示すような反射防止膜２６０がさらに形成されてもよい。
【００３２】
図６は、本発明のさらに他の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。以下では、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３３】
図６に示される太陽電池４００によると、第１電極４２０及び第２電極４１０が互いに一定の間隔で配置されており、前記第１電極４２０と第２電極４１０との間には、第１半導体層４２５及び第２半導体層４１５が形成されている。前記第１電極４２０及び第２電極４１０は、光透過性物質から形成される。光源７０から太陽光が入射する第１電極４２０上には、第１ポリマー分散液晶層４５０が設けられている。ここで、前記第１ポリマー分散液晶層４５０は、第１ポリマー４５１と、この第１ポリマー４５１内に分散された第１液晶４５２とを含む。そして、第１液晶分子４５３は、前記第１ポリマー分散液晶層４５０内でランダムに配列されている。なお、前記第１ポリマー分散液晶層４５０内には、散乱特性をさらに向上させるためのナノ散乱粒子（図示せず）がさらに含まれてもよい。そして、前記第２電極４１０の下面には、第２ポリマー分散液晶層４４０が設けられている。ここで、前記第２ポリマー分散液晶層４４０は、第２ポリマー４４１と、この第２ポリマー４４１内に分散された第２液晶４４２とを含む。そして、第２液晶分子４４３は、前記第２ポリマー分散液晶層４４０内でランダムに配列されている。なお、前記第２ポリマー分散液晶層４４０内には、散乱特性をさらに向上させるためのナノ散乱粒子（図示せず）がさらに含まれてもよい。
【００３４】
前記のような構造において、光源７０から第１ポリマー分散液晶層４５０に入射した太陽光は、多様な角度に散乱された後、ほとんど全てが第１ポリマー分散液晶層４５０を透過し、このように透過された光は、第１半導体層４２５及び第２半導体層４１５に入射する。そして、前記第１半導体層４２５及び第２半導体層４１５に入射した光のうち、吸収されていない光は、透明な第２電極４１０を経て第２ポリマー分散液晶層４４０に入射する。このように、第２ポリマー分散液晶層４４０に入射した光は、多様な方向に散乱されて、その一部は、再び第１半導体層４２５及び第２半導体層４１５に入射する。したがって、本実施形態では、光源７０から入射する太陽光をより多く吸収することで、太陽電池４００の効率が向上する。なお、光源７０から太陽光が入射する第１ポリマー分散液晶層４５０上には、図４に示すような反射防止膜２６０がさらに形成されてもよい。また、前記第１ポリマー分散液晶層４５０及び第２ポリマー分散液晶層４４０内には、図５に示すような波長変換物質３５５がさらに含まれてもよい。
【００３５】
図７は、本発明のさらに他の一実施形態に係る太陽電池を概略的に示す断面図である。以下では、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３６】
図７に示される太陽電池５００によると、第１電極５２０及び第２電極５１０が互いに一定の間隔で配置されており、前記第１電極５２０と第２電極５１０との間には、第１半導体層５２５及び第２半導体層５１５が形成されている。前記第１電極５２０及び第２電極５１０は、光透過性物質から形成される。そして、前記第２電極５１０の下面には、ポリマー分散液晶層５５０が設けられている。前記ポリマー分散液晶層５５０は、ポリマー５５１と、このポリマー５５１内に分散された液晶５５２とを含む。液晶分子５５３は、前記ポリマー分散液晶層５５０内でランダムに配列されている。なお、前記ポリマー分散液晶層５５０内には、散乱特性をさらに向上させるためのナノ散乱粒子（図示せず）がさらに含まれてもよい。
【００３７】
前記のような構造において、光源７０から第１電極５２０を経て太陽光が第１半導体層５２５及び第２半導体層５１５に入射する。そして、このように入射した光のうち、吸収されていない光は、第２電極５１０を経てポリマー分散液晶層５５０内に入射する。前記ポリマー分散液晶層５５０内に入射した光は、多様な方向に散乱され、その一部は、第１半導体層５２５及び第２半導体層５１５に再び入射し、吸収される。なお、光源７０から太陽光が入射する第１電極５２０上には、図４に示すような反射防止膜２６０がさらに形成されてもよく、前記ポリマー分散液晶層５５０内には、図５に示すような波長変換物質３５５がさらに含まれてもよい。
【００３８】
本発明のポリマー分散液晶層に含まれる、ポリマー、液晶及び波長変換物質の材料や組成比、並びにポリマー分散液晶層の厚さは、特に制限はなく、通常の材料、組成比及び厚さが適宜採用されうる。
【００３９】
なお、本発明の太陽電池に含まれるポリマー分散液晶層以外の部材（電極、半導体層、反射防止膜）の材料、形状、サイズ等は、特に制限はなく、本技術分野で使用されうる材料、形状、サイズから当業者が適宜選択することができる。
【００４０】
以上の実施形態で説明したポリマー分散液晶層を光散乱層として利用した太陽電池は、あらゆる類型の太陽電池、例えば、薄膜太陽電池、化合物半導体太陽電池、色素増感型太陽電池、または有機太陽電池などに適用される。以上、本発明の実施形態を説明したが、これらは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態を実施することが可能であるという点を理解できるであろう。
【産業上利用可能性】
【００４１】
本発明は、太陽電池関連の技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 従来の一般的な太陽電池、
５０、１５０、２５０、３５０、４４０、４５０、５５０ ポリマー分散液晶層、
５１、１５１、２５１、３５１、４４１、４５１、５５１ ポリマー、
５２、１５２、２５２、３５２、４４２、４５２、５５２ 液晶、
５３、１５３、２５３、３５３、４４３、４５３、５５３ 液晶分子、
７０ 光源、
１００、２００、３００、４００、５００ 太陽電池、
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０ 第２電極、
１１５、２１５、３１５、４１５、５１５ 第２半導体層、
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０ 第１電極、
１２５、２２５、３２５、４２５、５２５ 第１半導体層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに隔てて設けられる第１電極及び第２電極と、
前記第１電極と第２電極との間に設けられる半導体層と、
前記第１電極及び第２電極のうちの少なくとも一つの電極上に設けられる、ポリマー及び液晶を含むポリマー分散液晶層と、を備え、
前記ポリマー分散液晶層は、入射光を散乱、透過させることで、前記半導体層内での光路を増大させることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
太陽光が入射される前記ポリマー分散液晶層上には、反射防止膜がコーティングされることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記ポリマー分散液晶層は、波長変換物質をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記半導体層は、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項５】
互いに隔てて設けられる第１及び第２電極と、
前記第１電極と第２電極との間に設けられる半導体層と、
前記第１電極上に設けられる、ポリマー及び液晶を含む第１ポリマー分散液晶層と、を備え、
前記第１ポリマー分散液晶層は、入射光を散乱、透過させることで、前記半導体層内での光路を増大させることを特徴とする太陽電池。
【請求項６】
前記第１ポリマー分散液晶層上には、反射防止膜がコーティングされることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記第１ポリマー分散液晶層は、波長変換物質をさらに含むことを特徴とする請求項５または６に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記波長変換物質は、量子ドットまたは蛍光体染料を含むことを特徴とする請求項７に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記第１電極は、光透過性物質からなり、前記第２電極は、光反射性物質からなることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記第１電極及び第２電極は、光透過性物質からなることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記第２電極上には、ポリマー及び液晶を含む第２ポリマー分散液晶層が設けられることを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１２】
前記半導体層は、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層を備えることを特徴とする請求項５〜１１のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１３】
ポリマー及び液晶を含むポリマー分散液晶層を備え、前記ポリマー分散液晶層は、入射される太陽光を散乱、透過させることで、太陽光の進路を増大させることを特徴とする太陽電池。
【請求項１４】
前記ポリマー分散液晶層上には、反射防止膜がコーティングされることを特徴とする請求項１３に記載の太陽電池。
【請求項１５】
前記ポリマー分散液晶層は、波長変換物質をさらに含むことを特徴とする請求項１３または１４に記載の太陽電池。
【請求項１６】
薄膜太陽電池、化合物半導体太陽電池、色素増感型太陽電池、または有機太陽電池であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１】
互いに隔てて設けられる第１電極及び第２電極と、
前記第１電極と第２電極との間に設けられる半導体層と、
前記第１電極及び第２電極のうちの少なくとも一つの電極上に設けられる、ポリマー及び液晶を含むポリマー分散液晶層と、を備え、
前記ポリマー分散液晶層は、入射光を散乱、透過させることで、前記半導体層内での光路を増大させることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
太陽光が入射される前記ポリマー分散液晶層上には、反射防止膜がコーティングされることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記ポリマー分散液晶層は、波長変換物質をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記半導体層は、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項５】
互いに隔てて設けられる第１及び第２電極と、
前記第１電極と第２電極との間に設けられる半導体層と、
前記第１電極上に設けられる、ポリマー及び液晶を含む第１ポリマー分散液晶層と、を備え、
前記第１ポリマー分散液晶層は、入射光を散乱、透過させることで、前記半導体層内での光路を増大させることを特徴とする太陽電池。
【請求項６】
前記第１ポリマー分散液晶層上には、反射防止膜がコーティングされることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記第１ポリマー分散液晶層は、波長変換物質をさらに含むことを特徴とする請求項５または６に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記波長変換物質は、量子ドットまたは蛍光体染料を含むことを特徴とする請求項７に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記第１電極は、光透過性物質からなり、前記第２電極は、光反射性物質からなることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記第１電極及び第２電極は、光透過性物質からなることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記第２電極上には、ポリマー及び液晶を含む第２ポリマー分散液晶層が設けられることを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１２】
前記半導体層は、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層を備えることを特徴とする請求項５〜１１のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１３】
ポリマー及び液晶を含むポリマー分散液晶層を備え、前記ポリマー分散液晶層は、入射される太陽光を散乱、透過させることで、太陽光の進路を増大させることを特徴とする太陽電池。
【請求項１４】
前記ポリマー分散液晶層上には、反射防止膜がコーティングされることを特徴とする請求項１３に記載の太陽電池。
【請求項１５】
前記ポリマー分散液晶層は、波長変換物質をさらに含むことを特徴とする請求項１３または１４に記載の太陽電池。
【請求項１６】
薄膜太陽電池、化合物半導体太陽電池、色素増感型太陽電池、または有機太陽電池であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の太陽電池。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２２２３６５（Ｐ２０１２−２２２３６５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９２０７１（Ｐ２０１２−９２０７１）
【出願日】平成２４年４月１３日（２０１２．４．１３）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ−ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月１３日（２０１２．４．１３）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ−ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]