(57)【要約】  太陽電池（６００）およびこれを作成するための方法を提供する。太陽電池（６００）は、多重接合太陽電池構造と、多重接合太陽電池の電流出力に寄与しない太陽光エネルギを反射するように設計されたノッチフィルタ（６０２）とを含む。使用されない太陽光エネルギを反射することによって、ノッチフィルタ（６０２）は、太陽電池がより低温で（したがってより効率よく）動作できるようにするが、それでもすべての接合部（２０７，２０８，２１０）はそれらの電流発生能力を十分に実現することができる。
2009520360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１のサブセル（２０２）および第２のサブセル（２０４）を有する多重接合太陽電池構造と、
ノッチフィルタ（６０２）とを備え、ノッチフィルタは、前記多重接合太陽電池構造上に配置された材料Ｈ、ＭおよびＬで形成される材料からなる層の反復パターンを含み、反復パターンは（ＬＭＨＨＭＬ）xを含み、材料Ｈおよび材料Ｌは、それぞれ屈折率が高い、および低いという特性を有し、材料Ｍは、材料Ｈおよび材料Ｌの屈折率の間の特性を有する、太陽光装置（６００）。
【請求項２】
多重接合太陽電池構造は、第３のサブセル（２０６）をさらに含む三重接合太陽電池を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１のサブセル（２０２）、第２のサブセル（２０４）、および第３のサブセル（２０６）は、ゲルマニウム（Ｇｅ）サブセル、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）サブセル、およびガリウムインジウムリン（ＧａＩｎＰ）サブセルである、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
材料ＬはＳｉＯ2であり、材料ＨはＨｆＯ2であり、材料Ｍは６０％ＳｉＯ2４０％ＨｆＯ2である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
第１のサブセル（２０２）および第２のサブセル（２０４）は接合部（２０７，２０８）を有し、接合部は直列結合され、第１の波長帯および第２の波長帯の入射光子に対し感度があり、ノッチフィルタ（６０２）のノッチは第１の波長帯の入射光子を反射して、第１の接合部（２０７）の電流出力を第２の接合部（２０８）のフィルタリングされていない電流出力まで低下させる、請求項１に記載の太陽光装置（６００）。
【請求項６】
第１のサブセル（２０２）は、第１の波長帯における入射光子から電流を発生させる第１の接合部（２０７）を含み、
第２のサブセル（２０４）は、第２の波長帯における入射光子から電流を発生させる第２の接合部（２０８）を含み、
第３のサブセル（２０６）は、第３の波長帯における入射光子から電流を発生させる第３の接合部（２１０）を含み、
第１の接合部、第２の接合部、および第３の接合部（２０７，２０８，２１０）は、第１の、第２の、および第３の理論的な電流容量にそれぞれ関連し、第１の理論的な電流容量は第２の電流容量よりも大きく、かつ第３の電流容量よりも大きく、
ノッチフィルタ（６０２）のノッチは第１の波長帯における光子を反射し、第１の接合部（２０７）の電流出力を第２の接合部（２０８）および第３の接合部（２１０）のフィルタリングされていない電流出力まで低下させる、請求項２に記載の太陽光装置（６００）。
【請求項７】
少なくとも第１のサブセル（２０２）、第２のサブセル（２０４）、および第３のサブセル（２０６）を有する多重接合太陽電池構造を基板（２０１）上に堆積するステップと、
ノッチフィルタ（６０２）を堆積するステップとを備え、ノッチフィルタは、材料Ｈ、ＭおよびＬで形成される材料からなる層の反復パターンを前記多重接合太陽電池構造上に含み、反復パターンは（ＬＭＨＨＭＬ）xを含み、材料Ｈおよび材料Ｌは、それぞれ屈折率が高い、および低いという特性を有し、材料Ｍは、材料Ｈおよび材料Ｌの屈折率の間の特性を有する、太陽光装置（６００）を作成するための方法。
【請求項８】
第１のサブセル（２０２）、第２のサブセル（２０４）、および第３のサブセル（２０
６）は、ゲルマニウム（Ｇｅ）サブセル、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）サブセル、およびガリウムインジウムリン（ＧａＩｎＰ）サブセルである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
材料ＬはＳｉＯ2であり、材料ＨはＨｆＯ2であり、材料Ｍは６０％ＳｉＯ2４０％ＨｆＯ2である、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
第１のサブセル（２０２）および第２のサブセル（２０４）は接合部（２０７，２０８）を有し、接合部は直列結合され、第１の波長帯および第２の波長帯の入射光子に対して感度があり、ノッチフィルタ（６０２）のノッチは第１の波長帯の入射光子を反射して、第１の接合部（２０７）の電流出力を第２の接合部（２０８）のフィルタリングされていない電流出力まで低下させる、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
所有権の申告
本発明は、契約により政府の援助でなされた。政府は、本発明において一定の権利を有する。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、太陽放射から発電するためのシステムおよび方法に関し、特に三重接合太陽電池のノッチフィルタリングのための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術の説明
太陽電池パネルは、宇宙船において電力を生成するのに典型的に用いられる。これらの太陽電池パネルは、複数層からなる平坦なマトリックスに典型的に配列された複数の太陽電池を備える。太陽電池の電流は、光子が太陽電池接合部内のエネルギ状態を電子に飛び越えさせることによって発生する。
【０００４】
太陽電池の入射太陽光エネルギの吸収性を高めることにより、太陽電池が電気に変換するのに利用可能な太陽光エネルギが増大する。しかし、これにより太陽電池の温度も上昇し、高温では太陽電池の動作の効率（η）が低下する。
【０００５】
初期の技術の太陽電池（二重接合またはシリコン技術を用いたものを含む）は太陽光エネルギの比較的限られた波長帯に反応し、多くの場合反射フィルタを使用し、不要な波長における太陽光エネルギの一部を反射して温度を下げていた。
【０００６】
より新しい技術による太陽電池は、３つ以上の接合部を含む。このような太陽電池は、Ermer他に交付された米国特許番号第６，３８０，６０１号、１９９８年７月に発行され、第２回太陽光・太陽エネルギ変換国際会議博覧会において発表された、D.J. Friedman,
J.F. Geisz, S.R. KurtzおよびJ.M. Olsonによる“1-eV GaInAs Solar Cells for Ultrahigh-Efficiency Multijunction Devices”、ならびにL.M. Fraas他による２００１年ミュンヘン会議“34% Efficient InGaP/GaAs/GaSb Cell-Interconnected Circuits for Line-Focus Concentrator Arrays”において論じられており、これらのすべてを引用によってここに援用する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
あいにく、二重接合太陽電池のために設計されたフィルタは、三重接合電池での使用には不適当である。なぜなら、太陽電池は、それらのフィルタによって通されるよりも広い波長帯に反応するからである。３つ以上の接合部を有する太陽電池の電流出力を最大化するフィルタ設計が必要とされている。本発明はその必要を満たす。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の概要
上記の要件に対処すべく、本発明は太陽光装置および太陽光装置を作成するための方法を開示する。一実施形態において、当該太陽光装置は、ゲルマニウム基板と、基板上に配置された、少なくとも第１のサブセル、第２のサブセル、および第３のサブセルを有する多重接合太陽電池構造と、多重接合太陽電池構造上に配置されたノッチフィルタとを含む
。ノッチフィルタは、材料Ｈ、ＭおよびＬで形成される材料からなる層の反復パターンを含み、反復パターンは（ＬＭＨＨＭＬ）xを含み、材料Ｈおよび材料Ｌは、それぞれ屈折率が高い、および低いという特性を有し、材料Ｍは、材料Ｈおよび材料Ｌの屈折率の間の特性を有する。当該方法は、少なくとも第１のサブセル、第２のサブセル、および第３のサブセルを有する多重接合太陽電池構造を基板上に配置するステップと、ノッチフィルタを配置するステップとを備え、ノッチフィルタは、材料Ｈ、ＭおよびＬで形成される材料からなる層の反復パターンを前記多重接合太陽電池構造上に含み、反復パターンは（ＬＭＨＨＭＬ）xを含み、材料Ｈおよび材料Ｌは、それぞれ屈折率が高い、および低いという特性を有し、材料Ｍは、材料Ｈおよび材料Ｌの屈折率の間の特性を有する。別の実施形態においては、当該方法は、少なくとも第１のサブセル、第２のサブセル、および第３のサブセルを有する多重接合太陽電池構造を基板上に配置するステップと、ノッチフィルタを配置するステップとを備え、ノッチフィルタは、材料Ｈ、ＭおよびＬで形成される材料からなる層の反復パターンをカバーガラスの第１の側面上に含み、カバーガラスは多重接合太陽電池構造に付着され、反復パターンは（ＬＭＨＨＭＬ）xを含み、材料Ｈおよび材料Ｌは、それぞれ屈折率が高い、および低いという特性を有し、材料Ｍは、材料Ｈおよび材料Ｌの屈折率の間の特性を有する。
【０００９】
図面を参照し、同様の参照符号は、図面全体を通して対応する部分を表わす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
好ましい実施形態の詳細な説明
以下の説明において、この一部をなす添付の図面を参照し、例として本発明のいくつかの実施形態を示す。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を用いてもよく、構造的な変更を行なってもよいと理解される。
【００１１】
図１は、太陽放射のスペクトル特性を示すグラフである。プロット１０２は、太陽光スペクトルの波長の関数として放射照度を表す。プロット１０４は、プロット１０２の積分した小数部を示す。
【００１２】
図２は、三重接合太陽電池２００の図である。三重接合太陽電池２００は、基板２０１上に配置された、第１の層２０２と、第２の層２０４と、第３の層２０６とを備え、各層は電池２００のサブセルを表わす。図示した実施形態では、第１の層２０２はゲルマニウム（Ｇｅ）を含み、第２の層２０４はガリウム砒素（ＧａＡｓ）を含み、第３の層２０６はガリウムインジウムリン（ＧａＩｎＰ）を含む。各層はそれぞれの接合部２０７、２０８、および２１０を有し、特定の周波数（波長）帯内の入射光子から電流を発生させる。この電流は、光子がエネルギ状態を電子に飛び越えさせる、または電子-正孔対を電池の接合部内に生成させることによって発生する。
【００１３】
図３は、太陽放射のスペクトル特性を光子総数のそれと比較したグラフである。プロット３０２は図１のプロット１０２と同じ情報を示し、プロット３０４は同じそれぞれの波長での光子総数を示す。プロット３０４の領域３０６に示すように、波長が上がるにつれて光子総数はゆっくりと下降する。これは、これらの波長域における光子当たりのエネルギの低下によるものである。
【００１４】
太陽電池の接合部に到達した光子は、その量子効率に従って電子を発生させる。図４は、Ｇｅ太陽電池接合部２０７（プロット４０６）、ＧａＡｓ太陽電池接合部２０８（プロット４０４）、およびＧａＩｎＰ太陽電池接合部２１０（プロット４０２）についての同等の量子効率、ならびに上記の層を用いた三層太陽電池２００の合計量子効率（プロット４０８）を示すグラフである。
【００１５】
太陽光エネルギの光子分布に関する上記の情報（図２）と図４に示した各層の量子効率とを組合せると、３つの層／サブセルの各々について理論的な電流発生（電子／ｃｍ2−ｓｅｃ−μｍ単位）が生じる。図５は、第１、第２、および第３の層の理論的な電流をプロット５０６、５０４、および５０２にそれぞれ示すグラフである。プロット５０２、５０４、および５０６によって規定された曲線に基づいて積分すると、各太陽電池接合部について理論的な電流容量が発生する。
【００１６】
表Ｉは、上記の各層における太陽電池接合部の理論的な電流（ｍＡ／ｃｍ2）を示す：
【００１７】
【表１】
2009520360.tif 000003
【００１８】
表Ｉを検討すると、Ｇｅ太陽電池接合部２０７からの理論的な電流容量は、ＧａＡｓ太陽電池接合部２０８およびＧａＩｎＰ太陽電池接合部２１０のそれよりも実質的に高いことがわかる。しかし、接合部２０８〜２１２は電気的に直列接続されているため、発生する電流は３つのうちの最も低いものによって制限される。したがって、ＧａＩｎＰ太陽電池接合部２１０の理論的な電流容量が、他の太陽電池接合部の合計理論電流容量も制限する。結果として、Ｇｅ太陽電池接合部２０７の余分な電流容量は熱として浪費される。
【００１９】
上述したように、太陽電池は、高温では低効率でエネルギを発生させる。したがって、（Ｇｅ接合部２０７からの理論的な電流が残りの太陽電池接合部のそれとおよそ等しいような量の）十分な電流を供給しつつ、Ｇｅ波長帯における光子を反射して、加熱を低減する（したがって、その結果生じる太陽光効率ηの損失を回避する）ことができれば、三重接合太陽電池２００の効率を上げることができる。同時に、残りの直列結合された接合部２０８、２１０からの電流出力を低下させないことも重要である。上述したように、より波長が短い光子は、より波長が長い光子よりも多くのエネルギを伝えるため、より波長が短い光子はより多くのエネルギを反射する。出願人は、太陽電池の電流出力に負の影響を与えないようにしながら太陽電池２００の温度を低下させて太陽電池効率を高めるために、ノッチフィルタを発明した。ノッチフィルタは、Ｇｅ太陽電池接合部２０７からの理論的な電流容量がおおよそ残りの太陽電池接合部２０８、２１０のそれに減少するが、それらの接合部の理論的な電流容量にはさほど影響しないような帯域幅および中心周波数を有する。
【００２０】
図６は、ノッチフィルタ６０２を有する太陽光装置６００の一実施形態を示す図である。このノッチフィルタ６０２は、ＧａＡｓ太陽接合部またはＧａＩｎＰ太陽接合部２０８、２１０の電流発生容量をさほど減少させず（損失は１％未満）、太陽光エネルギαを相当に減少させる（たとえば、フィルタがある場合とない場合との太陽光エネルギαの差Δαは０．１以上である）。
【００２１】
図６に示した実施形態において、これは屈折率が異なる材料からなる周期的な多層構造（ＬＭＨＨＭＬ）xを用いることによって実現され、材料Ｈおよび材料Ｌは、それぞれ屈折率が高い、および低いという特性を有し、材料Ｍは、材料Ｈおよび材料Ｌの屈折率の間の特性を有する。（ＡＢＡ）xという省略表記は、材料Ａからなる層の上に重ねた材料Ｂ
からなる層の上に重ねた材料Ａからなる層、たとえば（ＡＢＡ）がｘ回繰返されている周期的な一連の層についての略記である。たとえば、周期列（ＡＢＡＡＢＡＡＢＡＡＢＡＡＢＡ）は、（ＡＢＡ）5という省略表記で書くことができる。冗長フィルタリングによってフィルタのノッチを鋭くするためにＬＭＨＨＭＬという反復周期を連続して用いるが、本発明は、効率は低下するものの、ＬＭＨＨＭＬもの短い周期で実施することができる。
【００２２】
一実施形態では、Ｌ材料は１／４波長（設計波長において１／４波長光学的厚さ）の二酸化シリコン（ＳｉＯ2）であり、Ｈ材料は１／４波長の二酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）材料であり、Ｍ材料は、約６０％ＳｉＯ2および４０％ＨｆＯ2からなる１／４波長の混合物である。ノッチフィルタ６０１が同じ材料（たとえば、ＨＨまたはＬＬ）からなる隣接する層を含む場合、厚さが２倍の材料（たとえば、１／４波長ではなく１／２波長）からなる一つの層を用いることができる。
【００２３】
図６は、厚さが２倍の材料からなる一つの層をＨＨ層およびＬＬ層に用いる実施形態を示す。図示のように、ノッチフィルタ６０２は、多重接合太陽電池２００上に配置された１／４波長Ｌ材料からなる第１の層６０４Ａと、第１の層６０４Ａ上に配置された１／４波長Ｍ材料からなる第２の層６０４Ｂと、第２の層６０４Ｂ上に配置された１／２波長Ｈ材料からなる第３の層６０４Ｃ（点線を用いて、１／２波長Ｈ材料層６０４Ｃが２つの１／４波長層であり得ることを示す）と、第３の層６０４Ｃ上に配置された１／４波長Ｍ材料からなる第４の層６０４Ｄと、第４の層６０４Ｄ上に配置された１／４波長Ｌ材料からなる第５の層６０４Ｅとを含むＬＭＨＨＭＬ材料からなる第１の周期６０２Ａを含む。ＬＭＨＨＭＬ材料からなる第１の周期６０２Ａ上に、（６０４Ａ′〜６０４Ｅ′として示す要素を有する）ＬＭＨＨＭＬ材料からなる第２の周期６０２Ｂが配置される。このプロセスは、所望の帯域通過特性が得られるまで必要に応じて繰返される。１／２波長Ｌ層材料が用いられているものの、第１の周期６０２Ａの最後のＬ材料層６０４Ｅと第２の周期６０２Ｂの最初のＬ材料層６０４Ａ′との間に点線を用いて、このＬ材料層を２つの１／４波長層によって実現することができることを示す。
【００２４】
図６に示した太陽光装置６００は、適当な構造上への適切な堆積によって作成することができる。このような堆積技術は、たとえば分子線による成長または他のエピタキシャル成長法、化学気相成長、励起および拡散技術、スパッタリング、ならびに他の標準的な半導体成長技術を含み得る。一実施形態では、太陽光装置６００は、少なくとも第１のサブセル２０２、第２のサブセル２０４、および第３のサブセル２０６を有する多重接合太陽電池構造を基板上に堆積し、材料Ｈ、ＭおよびＬで形成される材料からなる層の反復パターンを多重接合太陽電池構造２００上に堆積することによって作成される。Aguilera他に交付された米国特許番号第６，１０７，５６４号をここに引用によって援用するが、上記のノッチフィルタをどのように製造し得るかについてさらなる情報を開示している。
【００２５】
図７は太陽光装置７００の別の実施形態を示す図であり、カバーガラス７０２と、カバーガラス７０２の外面上の反射防止膜７０４とをさらに含み、ノッチフィルタ６０２がカバーガラス７０２上に形成され、かつカバーガラス接着剤７０６によって太陽電池２００に固定されている。この実施形態では、反射防止膜７０４と同様に、カバーガラス７０２自身がノッチフィルタ６０２の最も上のＬ材料層となり得る。所望であれば、紫外線スペクトルにおけるエネルギを阻止するために、ノッチフィルタ６０２と太陽電池２００との間（または前）にセリウムをドーピングしたマイクロシートを使用することができる。
【００２６】
以下の表IIは、ＨｆＯ2層およびＳｉＯ2層が交互に使用される反射防止膜７０４の一実施形態を示す。層♯１はカバーガラスに隣接して配置される。
【００２７】
【表２】
2009520360.tif 000004
【００２８】
ＳｉＯ2層、６０％ＳｉＯ2４０％ＨｆＯ2層（おおよその体積混合比）、およびＨｆＯ2層を交互に使用して、表IIIに示すように、ノッチフィルタ６０２を作成することができる。この実施形態では、反射防止膜７０４とノッチフィルタ６０２膜とがカバーガラス７０２の側面に塗布され、ノッチフィルタ側は接着剤によって太陽電池２００に固定することができる。この構造では、接着剤７０６およびカバーガラス７０２が、第１の層および最後の層のＬ材料となる。
【００２９】
【表３】
2009520360.tif 000005
【００３０】
薄膜設計は、２つの隣接する材料間の屈折率の差または屈折率の比率と、その結果生じる光学的な厚さ（物理的な厚さ×屈折率）とに依拠し、堆積されたときのそれらの特性を規定する。したがって、上述の層の数、組成、および厚さは、ノッチフィルタの適切な帯域通過特性を得るように選択される。表IIIに示した実施形態では、層の材料および厚さは、層１８および１９を中心にして対称である。この冗長性により、製造プロセスにおいて生じ得る、層ごとの光学的な厚さのばらつきに対応するためのより確固たる方法が得られる。
【００３１】
異なる層配合組成および層厚を用いることもできる。たとえば、層厚が増大するにつれてノッチフィルタのスペクトル特性も変化し、おおむね波長が上昇する。さらに、「Ｍ」材料の屈折率は、以下の関係に従って異なる値に選択し得る：
【００３２】
【数１】
2009520360.tif 000006
【００３３】
層の適切な数、組成、および厚さを選択するための技術は、米国特許番号第６，１０７，５６４号、米国特許番号第３，４２３，１４７号、米国特許番号第３，９１４，０２３号、米国特許番号第４，２２９，０６６号、米国特許番号第５，４４９，４１３号、およびThelanによる論文“Multilayer Films with Wide Transmission Bands,”J. Opt. Soc.
Am 53, 1266に、より十分に記載されており、これらのすべてをここに引用によって援用する。
【００３４】
周期的な多層構造（ＬＭＨＨＭＬ）xは、付加的な層がノッチフィルタ６０２のスペクトル特性に著しく影響しない限り、そのような他の介在層も含み得る。
【００３５】
図７に示す太陽光装置７００は、適当な構造上への適切な堆積によって作成することができる。このような堆積技術は、たとえば分子線による成長または他のエピタキシャル成長法、化学気相成長、励起および拡散技術、スパッタリング、ならびに他の標準的な半導体成長技術を含み得る。一実施形態では、太陽光装置７００は、少なくとも第１のサブセル２０２、第２のサブセル２０４、および第３のサブセル２０６を有する多重接合太陽電池構造を基板上に堆積し、材料Ｈ、ＭおよびＬで形成される材料からなる層の反復パターンを堆積し、材料Ｈ、ＭおよびＬで形成される材料からなる層の反復パターンを有するノッチフィルタをカバーガラスの第１の側面上に堆積し、カバーガラスを多重接合太陽電池構造に付着させることによって作成され、反復パターンは（ＬＭＨＨＭＬ）xを含み、材料Ｈおよび材料Ｌは、それぞれ屈折率が高いおよび低いという特性を有し、材料Ｍは、材料Ｈおよび材料Ｌの屈折率の間の特性を有する。
【００３６】
図８は、上述のノッチフィルタ６０２のスペクトル応答のグラフである。プロット８０２は、波長の関数としてノッチフィルタ６０２の透過性を示し、プロット８０４は、単純なフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）フィルタの透過性を示す。図示のように、ノッチフィルタ６０２は、注目する波長において反射帯８０６をもたらす。
【００３７】
図９は、三重接合太陽電池２００からの理論的な電流を示すグラフである。プロット９０２は、ＧａＩｎＰ層２０６からの理論的な電流を示し、プロット９０４は、ＧａＡｓ層２０４からの理論的な電流を示し、プロット９０６Ａおよび９０６Ｂは、Ｇｅ層からの理論的な電流を示す。ノッチフィルタは、０．９６から１．５９μｍの波長帯において理論的な電流を本質的に減少させることに注目されたい。これらの曲線下の領域を集積すると、以下の表IVに示した結果が得られる：
【００３８】
【表４】
2009520360.tif 000007
【００３９】
上述のフィルタのスペクトル性能は、ノッチフィルタ６０２によって得られる中心波長およびノッチの深さに関して、入射角θとともに変動することが知られている。典型的に、入射角θが９０度（表面に対して垂直）から離れるにつれて、ノッチ８０８はより短い波長に移動する。好ましくはノッチフィルタ６０２は残りの太陽電池接合部２０８〜２１０の性能を損なわないので、ノッチフィルタのノッチの位置をより長い波長に選択することによって、ＧａＡｓ太陽電池接合部２０８の能動帯域内におけるノッチの移動を回避するように、ノッチフィルタ６０２を設計してもよい。
【００４０】
図１０は、さまざまな入射角について、太陽電池接合部の各々の太陽光被照射領域当たりの理論的な電流容量を示す表である。非常に鋭い入射角（７０度以上）は電力システムにはあまり寄与しない。電池合計の列は、電流制限太陽電池接合部（すべてのケースにおいてＧａＩｎＰ接合部）２１０から得られる電池合計を指す。
【００４１】
図１１は、太陽光吸収率（α）および太陽電池平衡温度を示す表である。注目する入射角において、太陽電池温度は摂氏約１０度だけ低下し、１％のオーダの電池変換効率の向上をもたらすことに注目されたい。この改善はわずかに思われ得るが、これは電力にすると３〜４％の上昇となる。
【００４２】
図８に示したスペクトル特性を有するノッチフィルタ６０２により、入射角θのすべての範囲について、ＧａＩｎＰ接合部またはＧａＡｓ接合部２１０、２０８に影響することなく、Ｇｅ接合部２０７波長帯から最適な量の太陽光エネルギが得られる。しかし、最適度がより低い他の設計を使用してもよい。たとえば、ＧａＩｎＰおよび／またはＧａＡｓ接合部２１０、２０８の波長におけるノッチフィルタ６０２の透過性を低下させ、それによって電流出力と太陽電池６０２全体の効率とを低下させることができる。ノッチフィルタ６０２の層の数、組成、および厚さを変えることによって、反射ノッチ８０８の深さおよび／または幅を増減することもできる。ノッチ８０６の帯域幅を減少させると、最適な量を下回る日光が反射され、太陽電池の温度上昇と太陽電池の効率低下とに繋がる。ノッチ８０６の帯域幅を増大させると、日光が多く反射されすぎて、Ｇｅ接合部２０７が三重接合太陽電池の電流制限部となり、太陽電池の効率が大幅に低下する。同様に、ノッチ８０６がより長い波長に移動すると、より少ない太陽光エネルギが反射され、太陽電池の温度上昇に繋がる。ノッチ８０６がより短い波長に移動すると、ノッチフィルタ６０２はＧａＡｓ接合部２０８波長からの日光を反射し、特に垂直を外れた入射角θについてＧａＡｓ接合部２０８がさらにいっそう電流制限部となる。
【００４３】
結論
これで本発明の好ましい実施形態の説明を終える。本発明の好ましい実施形態の上記の説明は、例示および説明の目的で示した。本発明を網羅するものでも、開示した形態そのものに限定するものでもない。上記の教示に鑑み、多くの修正および変形が可能である。発明の範囲は、この詳細な説明ではなく、ここに添付する請求項によって限定されるものとする。上記の明細書、例およびデータは、発明の組成の製造および使用についての完全な説明を提供する。発明の多くの実施形態は発明の精神および範囲から逸脱することなく行なうことができるため、本発明は以降に添付する請求項に存在する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】太陽光放射のスペクトル特性を示すグラフである。
【図２】三重接合太陽電池の図である。
【図３】太陽光放射のスペクトル特性と光子総数のそれとを比較するグラフである。
【図４】Ｇｅ、ＧａＡｓおよびＧａＩｎＰ太陽電池接合部についての量子効率のグラフである。
【図５】第１、第２、および第３の層の理論的な電流を示すグラフである。
【図６】ノッチフィルタを有する太陽光装置の一実施形態を示す図である。
【図７】カバーガラスとカバーガラスの外面上の反射防止膜とをさらに含み、ノッチフィルタがカバーガラス上に形成され、かつカバーガラス接着剤によって太陽電池に固定されている、太陽光装置の別の実施形態を示す図である。
【図８】ノッチフィルタのスペクトル応答のグラフである。
【図９】三重接合太陽電池からの理論的な電流を示すグラフである。
【図１０】さまざまな入射角について、太陽電池接合部の各々の照射される太陽光被照射領域当たりの理論的な電流容量を示す表である。
【図１１】太陽光吸収率（α）および太陽電池平衡温度を示す表である。
【図１】
2009520360.tif 000008
【図２】
2009520360.tif 000009
【図３】
2009520360.tif 000010
【図４】
2009520360.tif 000011
【図５】
2009520360.tif 000012
【図６】
2009520360.tif 000013
【図７】
2009520360.tif 000014
【図８】
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【図９】
2009520360.tif 000016
【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年6月24日(2008.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、太陽放射から発電するためのシステムおよび方法に関し、特に三重接合太陽電池のノッチフィルタリングのための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２．関連技術の説明
太陽電池パネルは、宇宙船において電力を生成するのに典型的に用いられる。これらの太陽電池パネルは、複数層からなる平坦なマトリックスに典型的に配列された複数の太陽電池を備える。太陽電池の電流は、光子が太陽電池接合部内のエネルギ状態を電子に飛び越えさせることによって発生する。
【０００３】
太陽電池の入射太陽光エネルギの吸収性を高めることにより、太陽電池が電気に変換するのに利用可能な太陽光エネルギが増大する。しかし、これにより太陽電池の温度も上昇し、高温では太陽電池の動作の効率（η）が低下する。
【０００４】
初期の技術の太陽電池（二重接合またはシリコン技術を用いたものを含む）は太陽光エネルギの比較的限られた波長帯に反応し、多くの場合反射フィルタを使用し、不要な波長における太陽光エネルギの一部を反射して温度を下げていた。
【０００５】
より新しい技術による太陽電池は、３つ以上の接合部を含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
あいにく、二重接合太陽電池のために設計されたフィルタは、三重接合電池での使用には不適当である。なぜなら、太陽電池は、それらのフィルタによって通されるよりも広い
波長帯に反応するからである。３つ以上の接合部を有する太陽電池の電流出力を最大化するフィルタ設計が必要とされている。本発明はその必要を満たす。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
上記の要件に対処すべく、本発明の実施形態は太陽光装置および太陽光装置を作成するための方法を開示する。一実施形態において、当該太陽光装置は、ゲルマニウム基板と、基板上に配置された、少なくとも第１のサブセル、第２のサブセル、および第３のサブセルを有する多重接合太陽電池構造と、多重接合太陽電池構造上に配置されたノッチフィルタとを含む。ノッチフィルタは、材料Ｈ、ＭおよびＬで形成される材料からなる層の反復パターンを含み、反復パターンは（ＬＭＨＨＭＬ）xを含み、材料Ｈおよび材料Ｌは、それぞれ屈折率が高い、および低いという特性を有し、材料Ｍは、材料Ｈおよび材料Ｌの屈折率の間の特性を有する。当該方法は、少なくとも第１のサブセル、第２のサブセル、および第３のサブセルを有する多重接合太陽電池構造を基板上に配置するステップと、ノッチフィルタを配置するステップとを備え、ノッチフィルタは、材料Ｈ、ＭおよびＬで形成される材料からなる層の反復パターンを前記多重接合太陽電池構造上に含み、反復パターンは（ＬＭＨＨＭＬ）xを含み、材料Ｈおよび材料Ｌは、それぞれ屈折率が高い、および低いという特性を有し、材料Ｍは、材料Ｈおよび材料Ｌの屈折率の間の特性を有する。別の実施形態においては、当該方法は、少なくとも第１のサブセル、第２のサブセル、および第３のサブセルを有する多重接合太陽電池構造を基板上に配置するステップと、ノッチフィルタを配置するステップとを備え、ノッチフィルタは、材料Ｈ、ＭおよびＬで形成される材料からなる層の反復パターンをカバーガラスの第１の側面上に含み、カバーガラスは多重接合太陽電池構造に付着され、反復パターンは（ＬＭＨＨＭＬ）xを含み、材料Ｈおよび材料Ｌは、それぞれ屈折率が高い、および低いという特性を有し、材料Ｍは、材料Ｈおよび材料Ｌの屈折率の間の特性を有する。
【０００８】
図面を参照し、同様の参照符号は、図面全体を通して対応する部分を表わす。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
好ましい実施形態の詳細な説明
以下の説明において、この一部をなす添付の図面を参照し、例として本発明のいくつかの実施形態を示す。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を用いてもよく、構造的な変更を行なってもよいと理解される。
【００１０】
図１は、太陽放射のスペクトル特性を示すグラフである。プロット１０２は、太陽光スペクトルの波長の関数として放射照度を表す。プロット１０４は、プロット１０２の積分した小数部を示す。
【００１１】
図２は、三重接合太陽電池２００の図である。三重接合太陽電池２００は、基板２０１上に配置された、第１の層２０２と、第２の層２０４と、第３の層２０６とを備え、各層は電池２００のサブセルを表わす。図示した実施形態では、第１の層２０２はゲルマニウム（Ｇｅ）を含み、第２の層２０４はガリウム砒素（ＧａＡｓ）を含み、第３の層２０６はガリウムインジウムリン（ＧａＩｎＰ）を含む。各層はそれぞれの接合部２０７、２０８、および２１０を有し、特定の周波数（波長）帯内の入射光子から電流を発生させる。この電流は、光子がエネルギ状態を電子に飛び越えさせる、または電子-正孔対を電池の
接合部内に生成させることによって発生する。
【００１２】
図３は、太陽放射のスペクトル特性を光子総数のそれと比較したグラフである。プロット３０２は図１のプロット１０２と同じ情報を示し、プロット３０４は同じそれぞれの波長での光子総数を示す。プロット３０４の領域３０６に示すように、波長が上がるにつれ
て光子総数はゆっくりと下降する。これは、これらの波長域における光子当たりのエネルギの低下によるものである。
【００１３】
太陽電池の接合部に到達した光子は、その量子効率に従って電子を発生させる。図４は、Ｇｅ太陽電池接合部２０７（プロット４０６）、ＧａＡｓ太陽電池接合部２０８（プロット４０４）、およびＧａＩｎＰ太陽電池接合部２１０（プロット４０２）についての同等の量子効率、ならびに上記の層を用いた三層太陽電池２００の合計量子効率（プロット４０８）を示すグラフである。
【００１４】
太陽光エネルギの光子分布に関する上記の情報（図２）と図４に示した各層の量子効率とを組合せると、３つの層／サブセルの各々について理論的な電流発生（電子／ｃｍ2−
ｓｅｃ−μｍ単位）が生じる。図５は、第１、第２、および第３の層の理論的な電流をプロット５０６、５０４、および５０２にそれぞれ示すグラフである。プロット５０２、５０４、および５０６によって規定された曲線に基づいて積分すると、各太陽電池接合部について理論的な電流容量が発生する。
【００１５】
表Ｉは、上記の各層における太陽電池接合部の理論的な電流（ｍＡ／ｃｍ2）を示す：
【００１６】
【表１】
2009520360.tif 000019
【００１７】
表Ｉを検討すると、Ｇｅ太陽電池接合部２０７からの理論的な電流容量は、ＧａＡｓ太陽電池接合部２０８およびＧａＩｎＰ太陽電池接合部２１０のそれよりも実質的に高いことがわかる。しかし、接合部２０８〜２１２は電気的に直列接続されているため、発生する電流は３つのうちの最も低いものによって制限される。したがって、ＧａＩｎＰ太陽電池接合部２１０の理論的な電流容量が、他の太陽電池接合部の合計理論電流容量も制限する。結果として、Ｇｅ太陽電池接合部２０７の余分な電流容量は熱として浪費される。
【００１８】
上述したように、太陽電池は、高温では低効率でエネルギを発生させる。したがって、（Ｇｅ接合部２０７からの理論的な電流が残りの太陽電池接合部のそれとおよそ等しいような量の）十分な電流を供給しつつ、Ｇｅ波長帯における光子を反射して、加熱を低減する（したがって、その結果生じる太陽光効率ηの損失を回避する）ことができれば、三重接合太陽電池２００の効率を上げることができる。同時に、残りの直列結合された接合部２０８、２１０からの電流出力を低下させないことも重要である。上述したように、より波長が短い光子は、より波長が長い光子よりも多くのエネルギを伝えるため、より波長が短い光子はより多くのエネルギを反射する。出願人は、太陽電池の電流出力に負の影響を与えないようにしながら太陽電池２００の温度を低下させて太陽電池効率を高めるために、ノッチフィルタを発明した。ノッチフィルタは、Ｇｅ太陽電池接合部２０７からの理論的な電流容量がおおよそ残りの太陽電池接合部２０８、２１０のそれに減少するが、それらの接合部の理論的な電流容量にはさほど影響しないような帯域幅および中心周波数を有する。
【００１９】
図６は、ノッチフィルタ６０２を有する太陽光装置６００の一実施形態を示す図である。このノッチフィルタ６０２は、ＧａＡｓ太陽接合部またはＧａＩｎＰ太陽接合部２０８、２１０の電流発生容量をさほど減少させず（損失は１％未満）、太陽光エネルギαを相当に減少させる（たとえば、フィルタがある場合とない場合との太陽光エネルギαの差Δαは０．１以上である）。
【００２０】
図６に示した実施形態において、これは屈折率が異なる材料からなる周期的な多層構造（ＬＭＨＨＭＬ）xを用いることによって実現され、材料Ｈおよび材料Ｌは、それぞれ屈
折率が高い、および低いという特性を有し、材料Ｍは、材料Ｈおよび材料Ｌの屈折率の間の特性を有する。（ＡＢＡ）xという省略表記は、材料Ａからなる層の上に重ねた材料Ｂからなる層の上に重ねた材料Ａからなる層、たとえば（ＡＢＡ）がｘ回繰返されている周期的な一連の層についての略記である。たとえば、周期列（ＡＢＡＡＢＡＡＢＡＡＢＡＡＢＡ）は、（ＡＢＡ）5という省略表記で書くことができる。冗長フィルタリングによっ
てフィルタのノッチを鋭くするためにＬＭＨＨＭＬという反復周期を連続して用いるが、本発明は、効率は低下するものの、ＬＭＨＨＭＬもの短い周期で実施することができる。
【００２１】
一実施形態では、Ｌ材料は１／４波長（設計波長において１／４波長光学的厚さ）の二酸化シリコン（ＳｉＯ2）であり、Ｈ材料は１／４波長の二酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）材料であり、Ｍ材料は、約６０％ＳｉＯ2および４０％ＨｆＯ2からなる１／４波長の混合物である。ノッチフィルタ６０１が同じ材料（たとえば、ＨＨまたはＬＬ）からなる隣接する層を含む場合、厚さが２倍の材料（たとえば、１／４波長ではなく１／２波長）からなる一つの層を用いることができる。
【００２２】
図６は、厚さが２倍の材料からなる一つの層をＨＨ層およびＬＬ層に用いる実施形態を示す。図示のように、ノッチフィルタ６０２は、多重接合太陽電池２００上に配置された１／４波長Ｌ材料からなる第１の層６０４Ａと、第１の層６０４Ａ上に配置された１／４波長Ｍ材料からなる第２の層６０４Ｂと、第２の層６０４Ｂ上に配置された１／２波長Ｈ材料からなる第３の層６０４Ｃ（点線を用いて、１／２波長Ｈ材料層６０４Ｃが２つの１／４波長層であり得ることを示す）と、第３の層６０４Ｃ上に配置された１／４波長Ｍ材料からなる第４の層６０４Ｄと、第４の層６０４Ｄ上に配置された１／４波長Ｌ材料からなる第５の層６０４Ｅとを含むＬＭＨＨＭＬ材料からなる第１の周期６０２Ａを含む。ＬＭＨＨＭＬ材料からなる第１の周期６０２Ａ上に、（６０４Ａ′〜６０４Ｅ′として示す要素を有する）ＬＭＨＨＭＬ材料からなる第２の周期６０２Ｂが配置される。このプロセスは、所望の帯域通過特性が得られるまで必要に応じて繰返される。１／２波長Ｌ層材料が用いられているものの、第１の周期６０２Ａの最後のＬ材料層６０４Ｅと第２の周期６０２Ｂの最初のＬ材料層６０４Ａ′との間に点線を用いて、このＬ材料層を２つの１／４波長層によって実現することができることを示す。
【００２３】
図６に示した太陽光装置６００は、適当な構造上への適切な堆積によって作成することができる。このような堆積技術は、たとえば分子線による成長または他のエピタキシャル成長法、化学気相成長、励起および拡散技術、スパッタリング、ならびに他の標準的な半導体成長技術を含み得る。一実施形態では、太陽光装置６００は、少なくとも第１のサブセル２０２、第２のサブセル２０４、および第３のサブセル２０６を有する多重接合太陽電池構造を基板上に堆積し、材料Ｈ、ＭおよびＬで形成される材料からなる層の反復パターンを多重接合太陽電池構造２００上に堆積することによって作成される。Aguilera他に交付された米国特許番号第６，１０７，５６４号をここに引用によって援用するが、上記のノッチフィルタをどのように製造し得るかについてさらなる情報を開示している。
【００２４】
図７は太陽光装置７００の別の実施形態を示す図であり、カバーガラス７０２と、カバーガラス７０２の外面上の反射防止膜７０４とをさらに含み、ノッチフィルタ６０２がカ
バーガラス７０２上に形成され、かつカバーガラス接着剤７０６によって太陽電池２００に固定されている。この実施形態では、反射防止膜７０４と同様に、カバーガラス７０２自身がノッチフィルタ６０２の最も上のＬ材料層となり得る。所望であれば、紫外線スペクトルにおけるエネルギを阻止するために、ノッチフィルタ６０２と太陽電池２００との間（または前）にセリウムをドーピングしたマイクロシートを使用することができる。
【００２５】
以下の表IIは、ＨｆＯ2層およびＳｉＯ2層が交互に使用される反射防止膜７０４の一実施形態を示す。層♯１はカバーガラスに隣接して配置される。
【００２６】
【表２】
2009520360.tif 000020
【００２７】
ＳｉＯ2層、６０％ＳｉＯ2４０％ＨｆＯ2層（おおよその体積混合比）、およびＨｆＯ2層を交互に使用して、表IIIに示すように、ノッチフィルタ６０２を作成することができ
る。この実施形態では、反射防止膜７０４とノッチフィルタ６０２膜とがカバーガラス７０２の側面に塗布され、ノッチフィルタ側は接着剤によって太陽電池２００に固定することができる。この構造では、接着剤７０６およびカバーガラス７０２が、第１の層および最後の層のＬ材料となる。
【００２８】
【表３】
2009520360.tif 000021
【００２９】
薄膜設計は、２つの隣接する材料間の屈折率の差または屈折率の比率と、その結果生じる光学的な厚さ（物理的な厚さ×屈折率）とに依拠し、堆積されたときのそれらの特性を規定する。したがって、上述の層の数、組成、および厚さは、ノッチフィルタの適切な帯域通過特性を得るように選択される。表IIIに示した実施形態では、層の材料および厚さ
は、層１８および１９を中心にして対称である。この冗長性により、製造プロセスにおいて生じ得る、層ごとの光学的な厚さのばらつきに対応するためのより確固たる方法が得られる。
【００３０】
異なる層配合組成および層厚を用いることもできる。たとえば、層厚が増大するにつれてノッチフィルタのスペクトル特性も変化し、おおむね波長が上昇する。さらに、「Ｍ」材料の屈折率は、以下の関係に従って異なる値に選択し得る：
【００３１】
【数１】
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【００３２】
層の適切な数、組成、および厚さを選択するための技術は、米国特許番号第６，１０７，５６４号、米国特許番号第３，４２３，１４７号、米国特許番号第３，９１４，０２３号、米国特許番号第４，２２９，０６６号、米国特許番号第５，４４９，４１３号、およびThelanによる論文“Multilayer Films with Wide Transmission Bands,”J. Opt. Soc.Am 53, 1266に、より十分に記載されており、これらのすべてをここに引用によって援用する。
【００３３】
周期的な多層構造（ＬＭＨＨＭＬ）xは、付加的な層がノッチフィルタ６０２のスペク
トル特性に著しく影響しない限り、そのような他の介在層も含み得る。
【００３４】
図７に示す太陽光装置７００は、適当な構造上への適切な堆積によって作成することができる。このような堆積技術は、たとえば分子線による成長または他のエピタキシャル成長法、化学気相成長、励起および拡散技術、スパッタリング、ならびに他の標準的な半導体成長技術を含み得る。一実施形態では、太陽光装置７００は、少なくとも第１のサブセル２０２、第２のサブセル２０４、および第３のサブセル２０６を有する多重接合太陽電池構造を基板上に堆積し、材料Ｈ、ＭおよびＬで形成される材料からなる層の反復パターンを堆積し、材料Ｈ、ＭおよびＬで形成される材料からなる層の反復パターンを有するノッチフィルタをカバーガラスの第１の側面上に堆積し、カバーガラスを多重接合太陽電池構造に付着させることによって作成され、反復パターンは（ＬＭＨＨＭＬ）xを含み、材
料Ｈおよび材料Ｌは、それぞれ屈折率が高いおよび低いという特性を有し、材料Ｍは、材料Ｈおよび材料Ｌの屈折率の間の特性を有する。
【００３５】
図８は、上述のノッチフィルタ６０２のスペクトル応答のグラフである。プロット８０２は、波長の関数としてノッチフィルタ６０２の透過性を示し、プロット８０４は、単純なフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）フィルタの透過性を示す。図示のように、ノッチフィ
ルタ６０２は、注目する波長において反射帯８０６をもたらす。
【００３６】
図９は、三重接合太陽電池２００からの理論的な電流を示すグラフである。プロット９０２は、ＧａＩｎＰ層２０６からの理論的な電流を示し、プロット９０４は、ＧａＡｓ層２０４からの理論的な電流を示し、プロット９０６Ａおよび９０６Ｂは、Ｇｅ層からの理論的な電流を示す。ノッチフィルタは、０．９６から１．５９μｍの波長帯において理論的な電流を本質的に減少させることに注目されたい。これらの曲線下の領域を集積すると、以下の表IVに示した結果が得られる：
【００３７】
【表４】
2009520360.tif 000023
【００３８】
上述のフィルタのスペクトル性能は、ノッチフィルタ６０２によって得られる中心波長およびノッチの深さに関して、入射角θとともに変動することが知られている。典型的に、入射角θが９０度（表面に対して垂直）から離れるにつれて、ノッチ８０８はより短い波長に移動する。好ましくはノッチフィルタ６０２は残りの太陽電池接合部２０８〜２１０の性能を損なわないので、ノッチフィルタのノッチの位置をより長い波長に選択することによって、ＧａＡｓ太陽電池接合部２０８の能動帯域内におけるノッチの移動を回避するように、ノッチフィルタ６０２を設計してもよい。
【００３９】
図１０は、さまざまな入射角について、太陽電池接合部の各々の太陽光被照射領域当たりの理論的な電流容量を示す表である。非常に鋭い入射角（７０度以上）は電力システムにはあまり寄与しない。電池合計の列は、電流制限太陽電池接合部（すべてのケースにおいてＧａＩｎＰ接合部）２１０から得られる電池合計を指す。
【００４０】
図１１は、太陽光吸収率（α）および太陽電池平衡温度を示す表である。注目する入射角において、太陽電池温度は摂氏約１０度だけ低下し、１％のオーダの電池変換効率の向上をもたらすことに注目されたい。この改善はわずかに思われ得るが、これは電力にすると３〜４％の上昇となる。
【００４１】
図８に示したスペクトル特性を有するノッチフィルタ６０２により、入射角θのすべての範囲について、ＧａＩｎＰ接合部またはＧａＡｓ接合部２１０、２０８に影響することなく、Ｇｅ接合部２０７波長帯から最適な量の太陽光エネルギが得られる。しかし、最適度がより低い他の設計を使用してもよい。たとえば、ＧａＩｎＰおよび／またはＧａＡｓ接合部２１０、２０８の波長におけるノッチフィルタ６０２の透過性を低下させ、それによって電流出力と太陽電池６０２全体の効率とを低下させることができる。ノッチフィルタ６０２の層の数、組成、および厚さを変えることによって、反射ノッチ８０８の深さおよび／または幅を増減することもできる。ノッチ８０６の帯域幅を減少させると、最適な量を下回る日光が反射され、太陽電池の温度上昇と太陽電池の効率低下とに繋がる。ノッチ８０６の帯域幅を増大させると、日光が多く反射されすぎて、Ｇｅ接合部２０７が三重接合太陽電池の電流制限部となり、太陽電池の効率が大幅に低下する。同様に、ノッチ８０６がより長い波長に移動すると、より少ない太陽光エネルギが反射され、太陽電池の温度上昇に繋がる。ノッチ８０６がより短い波長に移動すると、ノッチフィルタ６０２はＧａＡｓ接合部２０８波長からの日光を反射し、特に垂直を外れた入射角θについてＧａＡｓ接合部２０８がさらにいっそう電流制限部となる。
【００４２】
結論
これで本発明の好ましい実施形態の説明を終える。本発明の好ましい実施形態の上記の説明は、例示および説明の目的で示した。本発明を網羅するものでも、開示した形態そのものに限定するものでもない。上記の教示に鑑み、多くの修正および変形が可能である。発明の範囲は、この詳細な説明ではなく、ここに添付する請求項によって限定されるものとする。上記の明細書、例およびデータは、発明の組成の製造および使用についての完全な説明を提供する。発明の多くの実施形態は発明の精神および範囲から逸脱することなく行なうことができるため、本発明は以降に添付する請求項に存在する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】太陽光放射のスペクトル特性を示すグラフである。
【図２】三重接合太陽電池の図である。
【図３】太陽光放射のスペクトル特性と光子総数のそれとを比較するグラフである。
【図４】Ｇｅ、ＧａＡｓおよびＧａＩｎＰ太陽電池接合部についての量子効率のグラフである。
【図５】第１、第２、および第３の層の理論的な電流を示すグラフである。
【図６】ノッチフィルタを有する太陽光装置の一実施形態を示す図である。
【図７】カバーガラスとカバーガラスの外面上の反射防止膜とをさらに含み、ノッチフィルタがカバーガラス上に形成され、かつカバーガラス接着剤によって太陽電池に固定されている、太陽光装置の別の実施形態を示す図である。
【図８】ノッチフィルタのスペクトル応答のグラフである。
【図９】三重接合太陽電池からの理論的な電流を示すグラフである。
【図１０】さまざまな入射角について、太陽電池接合部の各々の照射される太陽光被照射領域当たりの理論的な電流容量を示す表である。
【図１１】太陽光吸収率（α）および太陽電池平衡温度を示す表である。
【国際調査報告】
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2009520360.tif 000025
2009520360.tif 000026