(57)【要約】  本発明は、太陽電池のための発光太陽電池集光装置に関し、前記発光太陽電池集光装置は：発光基材を含むコレクタ、及び波長選択性フィルタを含み、前記波長選択性フィルタが前記コレクタの表面上に設けられ、前記発光基材が、波長λｅｘに対応するエッジ部を含みし、波長λｅｍ近くの波長を発光し、前記波長選択性フィルタが、負又はゼロ分散の屈折率コントラストΔｎを有し、及び前記波長選択性フィルタが、前記入射放射の反射バンドを角度≧２５°へシフトさせ及び／又は前記反射バンドを角度≦１０°の範囲へ狭めて、前記発光放射を前記コレクタ内に保持するように設計される。
2013511837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池のための発光太陽電池集光装置であり、前記発光太陽電池集光装置は：
発光基材を含むコレクタ、及び
波長選択性フィルタを含み、
前記波長選択性フィルタが前記コレクタの表面上に設けられ、
前記発光基材が、波長λｅｘに対応するエッジ部を含み、波長λｅｍ近くの波長を発光し、
前記波長選択性フィルタが、負又はゼロ分散の屈折率コントラストΔｎを有し、及び
前記波長選択性フィルタが、前記入射放射の反射バンドを角度≧２５°へシフトさせ及び／又は前記反射バンドを角度≦１０°の範囲へ狭めて、前記発光放射を前記コレクタ内に保持するように設計される、発光太陽電池集光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記波長選択性フィルタが、前記入射放射の反射バンドを角度≧３５°、特に≧５０°、さらに≧９０°にシフトさせるように設計される、発光太陽電池集光装置。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか１項に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記波長選択性フィルタが、前記反射バンドを≦７°、特に≦５°、さらに≦２°の範囲へ狭くするように設計される、発光太陽電池集光装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記選択性フィルタが、負の分散を有する屈折率コントラストΔｎを持つ、発光太陽電池集光装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記選択性フィルタが、ゼロ分散を有する屈折率コントラストΔｎを持つ、発光太陽電池集光装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記選択性フィルタが多層形成され、前記多層が、高屈折率と低分散性を有する材料を含み、及びさらに低屈折率と高分散性を有する材料を含む、発光太陽電池集光装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記選択性フィルタがコレステリック液晶ポリマに基づく、発光太陽電池集光装置。
【請求項８】
請求項７に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記液晶ポリマが正の分散を持つ、発光太陽電池集光装置。
【請求項９】
請求項７又は８のいずれか１項に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記液晶ポリマが、３つの分子構造部分からなり、その２つがお互いに実質的に平行であり、第２３の構造部分に対して実質的に垂直である、発光太陽電池集光装置。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれか１項に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記液晶ポリマが少なくとも１つのキラル単位を含む、発光太陽電池集光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池集光装置に関する。より具体的には本発明は発光材料を含む太陽電池集光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽集光装置は、太陽電池の性能を強化するために広く用いられている。
【０００３】
太陽集光装置の目的は、大表面上に入射する放射光を集め、そのエネルギをエッジ部に濃縮し、そこで太陽電池又は光電池（ＰＶ）セルにより集められる。従って、前記入射太陽光は前記太陽電池セル表面に焦点化され、それにより放射のパワー密度を増加し、その後電気エネルギに変換される。
【０００４】
太陽集光装置の１つのよく知られた形はいわゆる発光太陽集光装置（ＬＳＣ）である。発光太陽集光装置は、一般的に、平坦な及び場合により透明又は半透明のシートとして設計されたコレクタを含む。このシートはしばしば、ガラス、ポリマなどで作られている。前記コレクタは、前記入射光を吸収し、かつより長波長で発光する発光材料を含むか、その材料でコーティングされている。一般的に前記より長波長の光は全ての方向へ放射される。前記放射光のかなりの部分は、しかしながら、前記シート内で閉じ込められ、かつ全内部反射により、前記平坦シートの少なくとも１つのエッジ部へ運ばれ、従って前記太陽電池の表面へ運ばれそれにより大表面（前記シート表面）から小さい表面（前記エッジ部の表面）へ集光（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｎｇ）される。この効果は広く「エッジ発光効果」と言われている。前記出力（即ち前記エッジ部）と前記入力（即ち前記集光領域）との光強度比はいわゆる集光率と言われる。
【０００５】
この集光率を改善するため、前記太陽集光装置の上にフィルタやミラーを設けることが知られている。前記フィルタは、前記放射発光が前記発光太陽エネルギ集光装置から逃げ出し、損失することを防止するという目的を持つ。しかしこのフィルタは前記コレクタの内側からの放射される光を反射するだけでなく、また（少なくとも部分的に）入射太陽光も反射する。これにより、前記太陽集光装置へ入射する太陽光を減少させ、従って前記太陽電池へガイドされる光の量を減少させることとなる。
【０００６】
これらの従来技術による発光太陽集光装置の主な欠点は十分でない集光率であり、これにより太陽電池で使用されない大きな放射損失を導く。
【０００７】
ここで使用される用語「屈折率コントラスト」とは多重層での異なる材料間の屈折率の差を意味する（Δｎ＝ｎｈ−ｎｌ、ここでｎｈは高屈折率及びｎｌは低い屈折率を意味する。又はΔｎ＝ｎｅ−ｎｏ、ここでｎｅは異常屈折率及びｎｏは通常屈折率を意味する。）
ここで使用される用語「吸収端（エッジ）」とは、前記吸収能力が急に立ち上がる波長を意味する。
【０００８】
ここで使用される用語「反射バンド」とは、放射が反射される角度範囲を意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記従来技術の欠点を解消する太陽集光装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明はさらに、前記コレクタに集められる放射を強化する発光太陽集光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は請求項１による発光太陽集光装置により達成される。特に発光太陽電池集光装置が開示され、発光基材を含むコレクタ、及び波長選択性フィルタを含み、前記波長選択性フィルタが前記コレクタの表面上に設けられ、前記発光基材が、波長λｅｘに対応するエッジ部を含み、波長λｅｍ近くの波長を発光し、前記波長選択性フィルタが、負又はゼロ分散の屈折率コントラストΔｎを有し、及び前記波長選択性フィルタが、前記入射放射の反射バンドを角度≧２５°へシフトさせ及び／又は前記反射バンドを角度≦１０°の範囲へ狭めて、前記発光放射を前記コレクタ内に保持するように設計される。
【００１２】
本発明は以下の予想を超える知見に基づくものである。即ち、屈折率コントラストΔｎが負又はゼロ分散である波長選択性フィルタを設けることにより、前記入射の反射バンドを角度≧２５°へシフトさせ、及び／又は前記反射バンドを≦１０°の範囲へ狭めることが可能となるということ、特に後者は前記フィルタが平均屈折率の正の分散を持つ材料を含む場合にそうである、ということである。正の分散は、前記反射バンドのシフトに影響し、一方で前記屈折率コントラストの負の分散は前記反射バンドをより狭くすることに影響する、ということが見出された。
【００１３】
前記反射バンドがシフトされる有利な角度は、本発明に含まれるものであるが、好ましくは≧３５°、特に≧５０°さらには≧９０°の範囲である。
【００１４】
前記反射バンドの幅は、好ましくは、≦７°、特に≦５°、さらに≦２°に狭くされる。１つの具体的な実施態様では、前記反射バンドが０°の幅まで狭くされ、これは前記反射バンドが全く存在しないことを意味する。
【００１５】
これは、前記波長選択フィルタが、前記発光基材により発光される大部分の放射を反射し、前記発光放射の損失を低減させることとなる。これとは対照的に、本発明による太陽電池集光装置は、反射される入射太陽光の量を減少させ、コレクタに入ることを防止される。
【００１６】
濃度比は従って強化され、本発明による発光太陽電池集光装置は驚くべき方法で、放射損失を低減し、太陽電池の性能又は太陽電池の出力をそれぞれ改善するものである。
【００１７】
有利には、前記波長選択性フィルタは屈折率コントラストΔｎが負の分散を示す。
このことは前記反射バンドが狭められという説明された効果を奏する。この効果はまた、前記選択性フィルタが屈折率コントラストΔｎがゼロ分散である場合に達成され得る。
【００１８】
１つの実施態様では、前記選択性フィルタは多層で形成され、前記多層は高屈折率と低分散性の材料及び低屈折率と高分散性の材料を含む。多層を用いることで、単層の光学的性質が前記単層を選択することで大きく調節され得る。異なる層を組み合わせることで、選択性フィルタの光学的性質が同様に大きく調節され得ることとなる。
【００１９】
さらなる実施態様で、前記選択性フィルタはコレステリック液晶ポリマに基づくものである。これらのポリマは、選択性フィルタを形成するために非常に適用可能なものである。というのは前記光学的性質は、前記重合プロセスの間に、及び重合条件、又はそれぞれのモノマ選択により非常に好ましく定められることができるからである。波長選択性フィルタは従って非常に好ましく調節され得ることとなる。
【００２０】
液晶ポリマが正の分散を持つことがさらに好ましい。これにより、入射放射の反射バンドを高角度にシフトさせ、これにより多くの量の放射がコレクタに入ることができるようになる。
【００２１】
さらなる実施態様では、前記液晶ポリマは、３つの部分構造を持つモノマ分子で形成される。この２つはお互いに実質的に平行であり、第３の構造部分に対しては実質的に垂直である。これらの種類のモノマは、重合反応後にそれぞれのポリマの望ましい性質を含むものであり、従って非常に適用可能性のあるものである。
【００２２】
前記液晶ポリマが少なくとも１つのキラル単位を含むことはさらに好ましい。キラル単位を導入することで、反射バンドの位置が正確に定められることとなる。従って、得られる光学的性質は、非常に調節可能なものとなる。というのはこれらは非常にキラル単位に依存し、同様にキラル単位の濃度に依存するからである。
【００２３】
本発明のこれらの及びその他の側面は以下説明される実施態様を参照して明らかとなり理解されるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明による、１つの発光太陽集光装置の模式図である。
【図２】図２は、本発明による、１つの発光太陽集光装置の反射性を示す。
【図３】図３は、本発明による１つの発光太陽集光装置のための好ましいモノマを模式的に示す。
【図４】図４は、図３のモノマと共に使用され得るモノマを模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１には、本発明による太陽集光装置１０が模式的に示される。太陽集光装置１０はコレクタ１２を含み、これは有利には平坦シートとして設計される。好ましくは、前記コレクタ１２は、光学的に透明又は半透明の材料で形成される。非常に好適に適用される例示材料としては、ガラス、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートなどのポリマが挙げられる。コレクタ１２は集光表面１４を含み、これは好ましくは前記入射太陽光の方に向けられている。前記入射太陽光は、点線矢印１６により模式的に示される。
【００２６】
光電池セル又は太陽電池セル１８は前記コレクタ１２のエッジ部２０に沿って設けられる。太陽電池セル１８は全てのタイプであってよい。適切な太陽電池セル１８には、限定されるものではないが、アモルファスシリコンセル、複結晶性シリコンセル、多結晶性シリコンセル、単結晶性シリコンセル又はカドミウムテルルセル、銅インジウムセレンセル、ガリウムヒ素セル、インジウムセレンセル又は銅インジウムガリウムセレンセルなどの薄膜シリコンなどのバルク技術セルが含まれる。太陽電池セル１８は、前記コレクタ１２の端部２０に面する第１の吸収表面２２を含む。
【００２７】
１つの太陽電池１８を持つ１つのコレクタ１２を使用することが可能である。さらに、アレイを設計することが可能であり、それにより、例えば２つのコレクタ１２間に２面太陽電池セル１８を配置することが可能となる。この場合、太陽電池セル１２はさらに、第２の吸収表面を含む。
【００２８】
コレクタ１２に配置されるか又はそれにコーティングされる、それぞれ発光基材又は材料が提供される。前記発光基材は、蛍光体又はリン光体を含み得るものであり、例えば色素や顆粒、即ちルミノホア２４などの形であり得る。ルミノホア２４は、いわゆる吸収エッジ波長λｅｘより短いか等しい波長の吸収太陽光を吸収する。入射光又は太陽光は、それぞれルミノホア２４により吸収され、それにより励起状態となる。これらの発光挙動により、ルミノホア２４は、吸収された前記入射放射を持ち、より長い波長λｅｍ（λｅｍ≧λｅｘ）で放射発光する。一般的に、発光されるより長波長の光は全ての方向に発光される。しかし、より長い波長の光のある部分は、前内部反射（ＴＩＲ）によりコレクタ１２内に閉じ込められ、それにより前記コレクタ１２を介してそのエッジ部２０にガイドされる。これは図１の矢印で示される。前記エッジ部２２で、光は前記太陽電池セル１８の吸収表面２０へ運ばれる。
【００２９】
コレクタ１２は従って、その集光表面１４でコレクタ１２に入射する太陽光を集め、かつそれを太陽電池セル１８にガイドする。これにより、より多くの光が、太陽電池セル１８及び従って太陽電池セル１８のより高いエネルギ出力を用いることを可能とする。
【００３０】
コレクタ１２内に閉じ込められる放射発光の量を、特に全内部反射によってコレクタ１２内に閉じ込められない放射発光の量を増加するために波長選択フィルタ２６が設けられる。波長選択フィルタ２６は、コレクタ１２の表面の上、即ちコレクタ１２の表面の直接上に設けられるか、又はコレクタ１２の表面と波長選択フィルタ２６の間にギャップが設けられてよい。波長選択フィルタ２６はまた、ホトニックバンドストップフィルタ、干渉フィルタ又はブラッグミラーとも言われる。これは、前記波長選択フィルタ２６がコレクタ１２の集光表面１４の上又は直上、従って前記発光基材の表面の上に設けられる場合、これがコーティングの形で設けられた場合でも特に有利である。さらに、コレクタ１２のそれぞれの側部にそれぞれは超選択フィルタを設けることも可能である。
【００３１】
前記波長選択フィルタは前記発光放射を反射して発光放射が失われることを防止する。従って、コレクタ１２の内部に閉じ込められる放射の量が増加され、より多くの放射が太陽電池セル１８に向けられて太陽電池セルのより高いエネルギ出力を与えることとなる。
【００３２】
しかし、入射太陽光が大量に反射される効果を回避することが重要である。入射太陽光の反射は望ましい効果の反作用である。というのは反射は太陽電池セル１８に入射する太陽光の量を減少させるからである。
【００３３】
これは前記フィルタ２６を波長依存性に設計することで達成できる。これは、前記フィルタは波長λｅｍを持つ放射される太陽光は反射できるが、波長λｅｘを持つ入射太陽光は大きくは反射しない、ということを意味する。
【００３４】
波長選択性フィルタの反射挙動は図２に示される。
【００３５】
図２では、波長選択フィルタ２６の反射性が、放射の入射角度に対してプロットされている。曲線ａは、発光波長λｅｍでの放射についてコレクタ１２で望ましい反射バンドを示す。曲線ａは角度Φ＝０°近傍にブロードピークを持つ。このブロードピークは、前記波長選択性フィルタの反射バンドを示し、前記反射バンドは対応する放射が反射される角度範囲にある。従って最も好ましいことは、この反射バンドが角度−Φから角度Φに広がるものであり、ここでΦ＝ΦＣ＝ａｓｉｎ（１／ｎ（λｅｍ））が全反射の臨界角であり、かつｎ（λｅｍ）が示された波長での屈折率である。このことは、前記波長選択フィルタが、ルミノホア２４により−ΦからΦへの範囲で発光された全ての放射を反射することを意味する。この領域の外側にある角度で前記波長選択性フィルタ２６に入射する全ての放射は、全内部反射範囲内にある、ことを意味する。従って、発光放射の損失はなく、全てが前記エッジ部２０にガイドされて太陽電池セル１８へ導かれる。
【００３６】
曲線ｂは励起波長λｅｘでの放射のための反射性、従って入射太陽光の反射を示す。この曲線は、前記波長選択フィルタが、前記屈折率に関して分散を有さない材料から形成される場合に得られ得る。これは、前記屈折率が放射光の波長には依存しないことを意味する（ｎ（λｅｘ）＝ｎ（λｅｍ））。かかる材料の他の特性は、Δｎ（λｅｘ）＝Δｎ（λｅｍ）として得られる前記屈折率コントラストの特性である。２つの反射バンドが存在することが見られ、その中に、入射太陽光が反射されてコレクタ１２内に入ることが防止されることが分かる。
【００３７】
コレクタ１２へ入る入射太陽光の量を増加させるために、１つの可能性は前記反射バンドを高角度へシフトさせることである。これは、高角度で前記波長選択性フィルタに入射する太陽光のみが反射されることとなることを意味する。一般に太陽電池セル１８の集光表面は入射太陽光に向けられており、小角度入射を可能とする。従って高角度での反射バンドは、少量の入射放射のみが反射され損失が生じることとなる。
【００３８】
前記反射バンドのシフトは図２で模式的に示され、曲線ｃで示される。前記シフトは矢印で示される。前記反射バンドがより高い角度へシフトされる。好ましくは、励起放射の反射バンドは角度≧２５°にシフトされる場合であり、特に好ましくは前記励起放射の反射バンドが≧３５°であり特に好ましくは≧５０°であり最も好ましくは≧９０°である。このようなシフトは、以下説明するように、前記波長選択性フィルタで（平均）屈折率ｎ（λｅｘ）＞ｎ（λｅｍ）の正分散を持つ材料を提供することで達成され得る。従って、前記屈折率は、より長波長に比較してより短い波長でより大きい。
【００３９】
入射、即ち励起の反射される波長を持つ入射の量を減少させ、それによりコレクタ１２への入射を防止する他の方法は、前記入射放射の反射バンドを狭くすることである。これは曲線ｄにおいて矢印で模式的に示されている。反射バンドを狭くすることは、入射放射が反射される前記反射バンドの幅がより小さいということを意味する。反射バンドの幅は、前記フィルタ２６の前記屈折率コントラストにより決定される。反射バンドを狭くすることは、屈折率コントラストの負分散を持つ材料を含む波長選択性フィルタを提供することで達成され得る（Δｎ（λｅｘ）＜Δｎ（λｅｍ））。好ましくは、前記反射バンドは≦１０°の範囲へ狭くされ、特に好ましくは≦７°の範囲、より好ましくは≦４°の範囲、最も好ましくは≦１°の範囲である。もちろん特に好ましくは、前記反射バンドが０°の範囲に狭くされることであり、反射バンドが全く存在しないことである。
【００４０】
この効果は、前記反射バンドをより高い角度へシフトさせることと非常にうまく組み合わせることができる。このことは特に、前記波長選択性フィルタの材料が、前記屈折率コントラストの負分散を持つのみならずまた正分散もまた持つ場合に、そうである（ｎ（λｅｘ）＞ｎ（λｅｍ））。
【００４１】
従って好ましいことは、前記発光放射の反射バンドが狭く及び／又は高い角度へのシフトを有する波長選択性を提供することである。
【００４２】
これは、複層の誘電層から形成される波長選択性フィルタを用いて達成され得る。
この場合には、より高い角度へシフトさせる放射発光の前記反射バンドを導く正分散を持つ材料を用いることが可能である。正分散を持つ材料の代わりに、又はそれに追加して前記使用される材料は、前記屈折率コントラストΔｎが負分散を持ち従って前記それぞれの反射バンドを狭くするようにそれらの屈折率において相違する。これにより、コレクタ１２に閉じ込められる量が大きく増加する波長選択性フィルタを導く。
【００４３】
好ましくは、複数層は、高屈折率及び低分散性の材料、およびさらに低屈折率及び高分散性の材料を含む。さらに、小屈折率コントラストの多層を含む複数層を用いることも可能である。ここで特に好ましくは、前記構成される層が複屈折性ポリマを含む場合である。
【００４４】
本発明による波長選択フィルタを達成する他の可能性は、液晶、特にコレステリック液晶を用いて形成されることで達成され得る。重要なことは、前記液晶は正分散（ｎ（λｅｘ）＞ｎ（λｅｍ））を持つように選択されることである。これは、高い角度へシフトされる発光放射の反射バンドに影響する。正分散を有することに加えて、又はその代わりに、望ましくは、使用される液晶が、負分散を持つ屈折率コントラストに影響を与える負分散を有する複屈折を示すことである（Δｎ（λｅｘ）＜Δｎ（λｅｍ））。この場合、放射発光の反射バンドは上記説明されたように狭くされる。負分散を有する屈折率コントラストを持つ材料を含む波長選択性フィルタのさらなる利点は、それらが実質的に長方形状を持つという性質である。長方形状は、反射領域と非反射領域との間の境界がシャープであることから望ましい。
【００４５】
コレステリック液晶を含むフィルタ２６に関する限り、液晶モノマの重合により作られるコレステリックポリマの使用が好ましい。
【００４６】
本発明により使用され得る分子の好ましい一般的構造は図３に示される。図３によると、前記分子は、３つのロッド状液晶性分子構造部分を含み、その２つがお互いに実質的に平行に、かつさらにその第３の構造部分とは実質的に垂直に、整列されている状態になるように設計される。一般に、前記２つの平行な構造部分は、屈折率及び複屈折分散への寄与はむしろ低く、一方前記第３の構造部分は屈折率及び複屈折分散へ比較的高い寄与を有する。液晶モノマのそのような分子設計は、屈折率の負分散を有する複屈折及び正分散を与える。しかし留意すべきことは、前記分散は前記分子軸に依存する、ということである。
【００４７】
基２８、３０、３２、３４は、重合されてポリマーネットワークを形成できる官能性基か、又は前記基が重合プロセスには関与しない単なる末端基のいずれかである得る。しかしながら、基２８、３０、３２、３４の１つが官能性基であることが好ましい。これらの基２８，３０、３２、３４は例えば以下の基から選択され得る：
【００４８】
【化１】
2013511837.tif 000003
基３６、３８、４０、４２、４４、４６は、種々の官能性基を結合するスペーサ基板であり得る。前記スペーサ基は例えば、アルキレン基であり得る。しかしまた、キラリティなどのある機能性を与える基であってもよい。さらに、前記官能性基、特に基５２と４８及び５０を結合するための機能性基の間の直接結合を与えることが可能である。基板３６、３８、４０、４２、４４、４６は、例えば次の群から選択され得る：
【００４９】
【化２】
2013511837.tif 000004
基４８及び５０はロッド状液晶単位である。これらは、屈折率及び複屈折分散には小さな寄与のみ有する。これらの基は分極性を小さく維持するために飽和環状構造を含み得る。
基４８及び５０は、例えば以下の群から選択され得る：
【００５０】
【化３】
2013511837.tif 000005
基５２は、屈折率及び複屈折分散の比較的小さい寄与を有するロッド状液晶単位であり得る。前記モノマの方向付けられた状態で、基板５２は、基４８及び５０の方向へ平均して垂直又は垂直近くになる方向でそれ自体を方向付けている。これらの基は、分極性を高くするために共役不飽和基を含む。基板５２は例えば、次の群から選択される：
【００５１】
【化４】
2013511837.tif 000006
前記により、波長選択性フィルタを形成するモノマのいくつかの有利な例は、例えば次の群から選択される：
【００５２】
【化５】
2013511837.tif 000007
プロセスをより容易にし、液晶ネマチック相を安定化し光学的性質を適合させるために、前記例又はその他の対応するモノマがさらに従来の液晶モノマと混合され得る。これらの従来の液晶モノマは図４に示す構造を含み得る。図４に示されるモノマは、基２８、３０、３６及び３８を含み、これらは図３に記載されたものと類似するものである。さらに、従来の液晶モノマは中心基５６を含み、これは図３の基板４８に類似するものである。これとは別に、基板５６はより芳香族基を含むように設計され得る。これにより基板５６は液晶性質を安定化させる。基５６は、例えば以下の群から選択される：
【００５３】
【化６】
2013511837.tif 000008
従って、図による液晶の性質を安定化させるための適用可能な液晶モノマは、例えば以下の群から選択される：
【００５４】
【化７】
2013511837.tif 000009
図３及び図４によるモノマを含む２成分混合物を用いるよりむしろ、前記反応性モノマブレンドは異なるモノマを持つ多くの成分を含み得る。例えば、光開始剤、安定化剤などを、前記モノマのプロセス特性、及び前記ポリマから生成されるポリマ又はポリマネットワークの機械的及び光学的性質を改良するために、導入することが可能である。
【００５５】
波長依存性反射を与えるコレステリック相を導入するために、少なくとも１つのモノマがキラルであるか、キラル基をそれぞれ有するべきである。かかる基は、例えば、スペーサ単位３６、３８、４０、４２又は中心基５６にも同様に導入されることができる。一例のキラル単位は次に示される。
【００５６】
【化８】
2013511837.tif 000010
本発明に適用可能なキラルモノマは、例えば次の群から選択される：
【００５７】
【化９】
2013511837.tif 000011
留意すべきことは、キラル単位を含むモノマの濃度は前記反射バンドの位置を決定するということである。一般的に、キラル単位又はドーパントの濃度はそれぞれ、０．１と１００％との間を変動し、好ましくは２０と４０％との間であり得る。
しかしキラル単位の濃度は、螺旋ネジリ力（ＨＴＰ＝１／ｐｃ、ここでｐはらせんのピッチであり、ｃはドーパントの重量％／１００濃度である）に依存する。
【００５８】
光学フィルムを形成する一般的方法は、基材、例えばコレクタ１２へ、モノマ混合物を溶液からスリットダイコーティングやオフセット印刷によりコーティングことである。プロセスは次のようである：モノマをキシレンなどの溶媒に溶解させ、適切に加熱して適用した後で溶媒を除去し、温度を調節することで液晶相に保持させる。次に、モノマを、短時間ＵＶ照射に暴露してポリマに重合させる。前記分子の無欠陥モノリシック配列が、前記モノマを重合反応に先立ち適用される配列媒体により促進される。これは、ポリエステル組織でこすられた薄いポリイミドコーティングであってよく、ＬＣＤ製造分野では知られている。又は前記基材自体をこすることであってもよい。
【００５９】
一般的に、基４８及び５０及び５６は平面上に配列され、かつ基５２はこれと平均して垂直上にそれ自体を配列させる。基５２の配列は、基４８、５０及び５６の配列を補正する。しかし、基板５２複屈折の波長依存性は、基板４８、５０及び６０と比較してずっと急である。その結果、長い波長での複屈折は短い波長に比較してより高い。
【００６０】
本発明は添付図面及び前記記載により詳細に記載され説明された。しかしかかる説明及び図面は本発明を説明するためのものであり、なんらを限定するものではない。本発明は開示された実施態様に限定されるものではない。当業者は、開示された実施態様のその他の変更・変法は、図面、明細書及び特許請求の範囲を参照することで理解できるであろう。特許請求の範囲においての用語「含む」は、その他の要素又はステップを除外するものではない。また用語「ひとつの」はその要素の複数を除外するものではない。ある手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないということを意味するものではない。全ての参照符号は、発明の範囲を限定するために解釈されるべきではない。
【図１】
2013511837.tif 000012
【図２】
2013511837.tif 000013
【図３】
2013511837.tif 000014
【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年5月25日(2012.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池のための発光太陽電池集光装置であり、前記発光太陽電池集光装置は：
発光基材を含むコレクタ、及び
波長選択性フィルタを含み、
前記波長選択性フィルタが前記コレクタの表面上に設けられ、
前記発光基材が、波長λｅｘに対応するエッジ部を含み、波長λｅｍ近くの波長を発光し、
前記波長選択性フィルタが、負又はゼロ分散の屈折率コントラストΔｎを有し、前記波長選択性フィルタが、前記入射放射の反射バンドを角度≧２５°へシフトさせ及び／又は前記反射バンドを角度≦１０°の範囲へ狭めて、前記発光放射を前記コレクタ内に保持する、発光太陽電池集光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記波長選択性フィルタが、前記入射放射の反射バンドを角度≧３５°、特に≧５０°、さらに≧９０°にシフトさせるように設計される、発光太陽電池集光装置。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか１項に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記波長選択性フィルタが、前記反射バンドを≦７°、特に≦５°、さらに≦２°の範囲へ狭くするように設計される、発光太陽電池集光装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記選択性フィルタが、負の分散を有する屈折率コントラストΔｎを持つ、発光太陽電池集光装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記選択性フィルタが、ゼロ分散を有する屈折率コントラストΔｎを持つ、発光太陽電池集光装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記選択性フィルタが多層形成され、前記多層が、高屈折率と低分散性を有する材料を含み、及びさらに低屈折率と高分散性を有する材料を含む、発光太陽電池集光装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記選択性フィルタがコレステリック液晶ポリマに基づく、発光太陽電池集光装置。
【請求項８】
請求項７に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記液晶ポリマが正の分散を持つ、発光太陽電池集光装置。
【請求項９】
請求項７又は８のいずれか１項に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記液晶ポリマが、３つの分子構造部分からなり、その２つがお互いに実質的に平行であり、第２３の構造部分に対して実質的に垂直である、発光太陽電池集光装置。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれか１項に記載の発光太陽電池集光装置であり、前記液晶ポリマが少なくとも１つのキラル単位を含む、発光太陽電池集光装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この課題は請求項１による発光太陽集光装置により達成される。特に発光太陽電池集光装置が開示され、発光基材を含むコレクタ、及び波長選択性フィルタを含み、前記波長選択性フィルタが前記コレクタの表面上に設けられ、前記発光基材が、波長λｅｘに対応するエッジ部を含み、波長λｅｍ近くの波長を発光し、前記波長選択性フィルタが、負又はゼロ分散の屈折率コントラストΔｎを有し、及び前記波長選択性フィルタが、前記入射放射の反射バンドを角度≧２５°へシフトさせ及び／又は前記反射バンドを角度≦１０°の範囲へ狭めて、前記発光放射を前記コレクタ内に保持する。
【国際調査報告】
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