專利名稱：用于光伏模塊的高效干涉式濾色器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及將光能轉(zhuǎn)化為電能的光電換能器(例如，光伏電池)的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一個多世紀(jì)以來，化石燃料(例如煤炭、石油及天然氣)在美國提供主要能源。對替代性能源的需要與日俱增?；剂蠟榭焖俚睾谋M的非可再生能源。發(fā)展中國家(例如印度及中國)的大規(guī)模工業(yè)化對可用化石燃料造成極大負(fù)擔(dān)。另外，地緣政治問題可敏銳地影響所述燃料的供應(yīng)。全球變暖近年來也引起較大關(guān)注。許多因素被認(rèn)為促成全球變暖； 然而，推測化石燃料的普遍使用是全球變暖的主要原因。因此，迫切需要找到可再生且經(jīng)濟(jì)上可行的能源，其也是不危害環(huán)境的。太陽能是不危害環(huán)境的可再生能源，其可被轉(zhuǎn)化為其它形式的能量(例如熱及電)。光伏(PV)電池將光能轉(zhuǎn)化為電能且因此可用以將太陽能轉(zhuǎn)化為電力。可將光伏太陽能電池制造得非常薄且模塊化。PV電池的大小可在從約幾毫米到幾十厘米或更大的范圍內(nèi)。來自一個PV電池的個別電輸出可在從幾毫瓦到幾瓦特的范圍內(nèi)。若干PV電池可按陣列進(jìn)行電連接及封裝以產(chǎn)生充足電量。可將PV電池用于廣泛范圍的應(yīng)用中(例如，將電力提供到衛(wèi)星及其它太空飛行器、將電提供到住宅及商業(yè)用房、對汽車電池進(jìn)行充電，等等)。盡管PV裝置具有減少對烴類燃料的依賴性的潛力，但PV裝置的普遍使用已由于效率低下及審美憂慮而受到阻礙。因此，在這些方面中的任一方面中的改進(jìn)可增加對PV裝置的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的某些實施例包括光伏電池或裝置，其與干涉式調(diào)制器集成以將一種或多種可見色彩反射到檢視者。使用光干涉原理，可使這些有色光伏裝置反射寬廣色彩范圍中的任一色彩，因此解決特定應(yīng)用的需要。這可使光伏裝置更具審美愉悅性且因此在建造或建筑應(yīng)用中更有用。
根據(jù)一個實施例，本發(fā)明包含一種濾色裝置，其包含第一部分反射器層，其包含具有在大于約SOOnm的波長處小于約一(1)的消光系數(shù)的材料；第二部分反射器層，其包含具有在大于約SOOnm的波長處小于約一(1)的消光系數(shù)的材料；及第一光學(xué)諧振腔，其由所述第一部分反射器層及所述第二部分反射器層界定。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明包含一種光伏裝置，其包含第一部分反射器層，其包含具有在大于SOOnm的波長處小于約1的消光系數(shù)的材料；第二部分反射器層，其包含光伏有源材料；及第一光學(xué)諧振腔，其由所述第一部分反射器層及所述第二部分反射器層界定。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明包含一種光伏裝置，其包含第一部分反射器層，其包含具有在大于SOOnm的波長處小于約1的消光系數(shù)的光伏有源材料；第二部分反射器層，其包含光伏有源材料；及第一光學(xué)諧振腔，其由所述第一部分反射器層及所述第二部分反射器層界定。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明包含一種光伏裝置，其包含第一光伏有源材料層；第二光伏有源材料層；光學(xué)諧振腔，其安置于所述第一光伏有源材料層與所述第二光伏有源材料層之間；第一透明導(dǎo)電材料層，其經(jīng)安置以使得所述第一光伏有源材料層在所述第一透明導(dǎo)電材料層與所述光學(xué)諧振腔之間；及第二透明導(dǎo)電材料層，其經(jīng)安置以使得所述第二光伏有源材料層在所述第二透明導(dǎo)電材料層與所述光學(xué)諧振腔之間。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明包含一種制造光伏裝置的方法，所述方法包含將第一透明導(dǎo)電材料層沉積于襯底上；將第一部分反射器層沉積于所述第一透明導(dǎo)電材料層上；將第二透明導(dǎo)電材料層沉積于所述第一部分反射器層上；將第二部分反射器層沉積于所述第二透明導(dǎo)電材料層上；及將第三透明導(dǎo)電材料層沉積于所述第二部分反射器層上。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明包含一種光伏裝置，其包含第一部分反射器層，其包含具有在大于SOOnm的波長處小于約1的消光系數(shù)的光伏有源材料；第二部分反射器層，其包含光伏有源材料；第一光學(xué)諧振腔，其由所述第一部分反射器層及所述第二部分反射器層界定；反射器層；包含透明導(dǎo)電材料的第二光學(xué)諧振腔，所述第二光學(xué)諧振腔由所述第二部分反射器層及所述反射器層界定；及透明導(dǎo)電材料層，其經(jīng)安置以使得所述第一部分反射器層在所述透明導(dǎo)電材料層與所述第一光學(xué)諧振腔之間。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明包含一種光伏裝置，其包含濾色器，其包含第一部分反射器及安置于所述第一部分反射器上的透明導(dǎo)電材料層及安置于所述透明導(dǎo)電材料層上的光伏有源材料層。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明包含一種制造光伏裝置的方法，所述方法包含提供具有前側(cè)及背側(cè)的起動器堆疊，所述起動器堆疊包含第一部分反射器；及將光伏有源層沉積于所述起動器堆疊的所述背側(cè)上。在一個方面中，起動器堆疊可包含透明導(dǎo)電材料層，所述透明導(dǎo)電材料層經(jīng)安置以使得所述第一部分反射器在所述透明導(dǎo)電材料層與所述起動器堆疊的前側(cè)之間。在另一方面中，起動器堆疊可包含透明導(dǎo)電材料層及間隔物層，其經(jīng)安置以使得透明導(dǎo)電材料層及間隔物層在所述部分反射器與所述起動器堆疊的背側(cè)之間。


在僅用于說明性目的的示意性附圖中說明本文中所揭示的實例實施例。所述圖式并不按比例繪制，除非另外陳述為如此或有必要反映實施例的所說明方面的相對大小。
圖1示意性地說明理論性光學(xué)干涉式腔。圖2A示意性地說明包括兩個部分反射器層及一間隔物層的干涉式調(diào)制器 (IMOD)。圖2B為類似于圖2A的IMOD的IMOD的框圖，所述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IM0D，其中間隔物層包括由在所述部分反射器層之間的柱樁或支柱形成的氣隙。圖2D展示具有間隔物層的IMOD的全反射對波長，所述間隔物層經(jīng)配置以對于正常入射光及反射光具有約MOnm(黃色)的峰值波長反射率。圖3A示意性地說明包含p-n結(jié)的光伏電池。圖;3B為示意性地說明包含沉積的薄膜光伏有源材料的光伏電池的框圖。圖3C及圖3D分別為描繪在前側(cè)上具有可見光反射性電極的示范性太陽能光伏裝置的示意性平面圖及等角截面圖。圖4A為示意性地說明干涉式調(diào)制器堆疊的框圖。圖4B到圖41為示意性地說明包含干涉式調(diào)制器堆疊的光伏電池的框圖。圖5A為展示各種光伏材料在各種波長下的光譜響應(yīng)的圖。圖5B為展示硅光伏電池的光譜響應(yīng)的圖。圖5C為展示穿過如圖4A中所示而配置的干涉式堆疊的光能的透射率隨波長而變的圖，所述干涉式堆疊具有50 A鉬第一部分反射器、包含二氧化硅的1800 A光學(xué)諧振腔及 60 A鋁第二部分反射器。圖5D為展示從如圖4A中所示而配置的干涉式調(diào)制器的襯底側(cè)的光能的反射率隨波長而變的圖，所述干涉式調(diào)制器具有50 A鉬第一部分反射器、包含二氧化硅的1800 A光學(xué)諧振腔及60 A鋁第二部分反射器。圖5E為描繪從如圖4A中所示而配置的干涉式堆疊的襯底側(cè)所反射的色彩的色度圖，所述干涉式堆疊具有70 A非晶硅第一部分反射器、包含二氧化硅的1500 A光學(xué)諧振腔及70 A非晶硅第二部分反射器。圖5F為展示從如圖4A中所示而配置的干涉式堆疊的襯底側(cè)的光能的反射率隨波長而變的圖，所述干涉式堆疊具有70人非晶硅第一部分反射器、包含二氧化硅的1500人光學(xué)諧振腔及70 A非晶硅第二部分反射器。圖5G為展示穿過如圖4A中所示而配置的干涉式堆疊的光能的透射率隨波長而變的圖，所述干涉式堆疊具有70 A非晶硅第一部分反射器、包含二氧化硅的1500 A光學(xué)諧振腔及70 A非晶硅第二部分反射器。圖5H為展示穿過如圖4A中所示而配置的干涉式堆疊的光能的透射率上限值及透射率下限值的圖，所述干涉式堆疊具有70 A非晶硅第一部分反射器、70 A非晶硅第二部分反射器及包含二氧化硅的具有從1200 A到4000 A不等的厚度的第一光學(xué)諧振腔。圖51展示比較各種材料跨越一定范圍的波長的折射率與消光系數(shù)的圖。圖5J展示比較隨著間隔物層的厚度改變及隨著第一及第二部分反射器的厚度改變的來自用如圖4A中所示而配置的干涉式堆疊覆蓋的樣本PV電池的峰值輸出的負(fù)變化的圖。
圖6A到圖6D說明經(jīng)圖案化的干涉式調(diào)制器堆疊的實施例，所述經(jīng)圖案化的干涉式調(diào)制器堆疊在不同區(qū)域中顯示不同色彩以在包含彩色PV裝置的靜態(tài)顯示器上形成圖像。圖7A到圖7C為示意性地說明制造并入有兩個PV電池及一個IMOD的PV裝置的方法的框圖。圖7D到圖7E為示意性地說明制造并入有PV電池及IMOD的PV裝置的方法的框圖。圖7F為說明制造并入有兩個PV電池及一個IMOD的PV裝置的方法的示范性實施例的框圖。
具體實施例方式阻礙在可用表面上普遍采用光伏(PV)裝置以將光能轉(zhuǎn)化為電能或電流的一個問題為歸因于其色彩而難以將其集成于各種應(yīng)用中(例如，集成于標(biāo)志、廣告牌或建筑物上)。有源PV材料自身可呈現(xiàn)為暗色。一些有光澤的導(dǎo)體/電極也可為可見的。這些因素均可歸因于審美憂慮而阻礙PV裝置與周圍材料的摻合及一起使用。本文中所描述的PV 電池的實施例可具有包括充當(dāng)部分反射器的一個或一個以上PV有源材料層以建立(IMOD) 堆疊的干涉式調(diào)制器堆疊。這些實施例可經(jīng)設(shè)計以使用光學(xué)干涉原理來增強(qiáng)對可見光范圍中的選定波長尖峰或峰值的反射。反射選擇性波長可導(dǎo)致PV電池將特定色彩呈現(xiàn)給檢視者。因此，PV電池可經(jīng)設(shè)計以根據(jù)特定應(yīng)用的需要而呈現(xiàn)特定色彩。干涉式反射或透射由構(gòu)成干涉式調(diào)制器堆疊的材料的尺寸及基本材料特性來控管。因此，與普通染料或涂料相比，著色效應(yīng)不易隨時間的推移而褪色。盡管本文中論述了某些實施例及實例，但應(yīng)理解，發(fā)明性標(biāo)的物超出具體揭示的實施例而擴(kuò)展到本發(fā)明的其它替代性實施例及/或用途以及其明顯修改及等效物。希望本文中所揭示的本發(fā)明的范圍不應(yīng)由特定揭示的實施例限制。因此，例如，在本文中所揭示的任何方法或工藝中，構(gòu)成方法/工藝的動作或操作可以任何合適順序來執(zhí)行且未必限于任何特定揭示的順序。已在適當(dāng)?shù)那闆r下描述了實施例的各種方面及特征。應(yīng)理解，可能未必根據(jù)任何特定實施例來實現(xiàn)所有這些方面或特征。因此，例如，應(yīng)認(rèn)識到，可以實現(xiàn)或優(yōu)化如本文中所教示的一個特征或特征群組而未必實現(xiàn)如可在本文中教示或建議的其它方面或特征的方式來實行各種實施例。以下詳細(xì)描述是針對本發(fā)明的特定具體實施例。然而，可以許多不同方式來體現(xiàn)本發(fā)明。可在廣泛范圍的裝置中實施本文中所描述的實施例，所述裝置并入有光伏裝置以用于將光能轉(zhuǎn)化為電流。舉例來說，預(yù)期可將所述實施例實施于廣告牌、標(biāo)志、建筑結(jié)構(gòu)中， 實施于放置在住宅結(jié)構(gòu)、商用建筑物及交通工具(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(jìn)行參考，其中相同部分始終用相同標(biāo)號表示。如將從以下描述顯而易見，可在多種包含光伏有源材料的裝置中實施所述實施例。最初，圖1到圖2D說明一些光學(xué)原理及可用于與光伏裝置(如相對于圖4A到圖 7D所描述)集成的IMOD的不同實施例。圖3A到圖3D說明具有集成的IMOD堆疊的光伏裝置構(gòu)造的實施例。圖4A到圖6D說明其中干涉式調(diào)制器與光伏裝置集成的實施例及這些實施例的特性。圖7A到圖7D說明形成并入有MOD堆疊的光伏裝置的方法的實施例。圖1為說明光學(xué)諧振腔的實施例的示意圖。此光學(xué)諧振腔的特定實例為可產(chǎn)生反射色彩光譜的皂膜。光學(xué)諧振腔為可用以干涉式操縱光的結(jié)構(gòu)。圖1中所示的光學(xué)諧振腔包含上部界面101及下部界面102，其界定位于其間的空間或體積。所述兩個界面101及 102可為同一層上的相對表面。舉例來說，所述兩個界面101及102可包含在玻璃或塑料板或薄片或者玻璃、塑料或任何其它透明材料的膜上的表面?？諝饣蚱渌橘|(zhì)可圍繞板、薄片或膜。光學(xué)諧振腔可在上部界面101處的其一側(cè)上具有一種材料，且在下部界面102處的另一側(cè)上具有獨(dú)立(例如，不同)材料。形成與光學(xué)諧振腔的界面101、102的材料可為金屬或部分反射層、透明介質(zhì)或電介質(zhì)(例如，空氣)。形成與光學(xué)諧振腔的界面101、102的材料可相同或可不同。在所說明的實施例中，光在界面101、102中的每一者處部分地反射且部分地透射。仍參看圖1，入射于光學(xué)諧振腔的前表面101上的光線103被部分地反射(如由光路104所指示)，且沿光路105而部分地透射穿過前表面101。光線103可具有寬廣的光譜分布。舉例來說，光線103可包含白光，且因此可具有來自可見光范圍內(nèi)的寬廣波長范圍 G50nm到700nm)以及在可見光范圍外部的波長的顯著分量。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(xué)諧振腔的光學(xué)特性(包括厚度)以及周圍材料的特性可影響從界面101與界面102兩者所反射的光的振幅與相位兩者。因此，光線104及107將各自具有取決于光學(xué)諧振腔及周圍介質(zhì)的特性的振幅及相位。 如熟練的技術(shù)人員將了解，通過省略多次內(nèi)反射來簡化所述實例。仍參看圖1，出于本文中所提供的論述的目的，從光學(xué)諧振腔所反射的光的總強(qiáng)度為兩個反射光線104及107的相干疊加。通過此相干疊加，兩個反射束的振幅與相位兩者均對集合強(qiáng)度作出貢獻(xiàn)。此相干疊加稱作干涉。兩個反射光線104及107可相對于彼此具有相位差。在一些實施例中，兩個波之間的相位差可為180度(180° )且彼此抵消。如果兩個光線104及107的相位及振幅經(jīng)配置以便減小特定波長處的強(qiáng)度，則將所述兩個光束稱作在所述波長處相消地干涉。另一方面，如果兩個光束104及107的相位及振幅經(jīng)配置以便增加特定波長處的強(qiáng)度，則將所述兩個光線稱作在所述波長處相長地干涉。相位差取決于兩個路徑的光徑差，所述光徑差既取決于光學(xué)諧振腔的厚度、在兩個界面101與102之間的材料的折射率，也取決于周圍材料的折射率是高于還是低于形成光學(xué)諧振腔的材料。相位差對于入射束103中的不同波長來說也不同。因此，光線104及107可相對于彼此具有相位差，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涉。一般來說，由光學(xué)諧振腔所反射及透射的色彩與總強(qiáng)度因此取決于厚度及形成光學(xué)諧振腔的材料以及周圍介質(zhì)。反射波長及透射波長還取決于視角，在不同角度下反射及透射不同波長。仍參看圖1，上文所描述的原理可用以構(gòu)造將取決于光的波長而干涉式選擇性地反射及/或透射入射光的可見光波長的波長譜或范圍的結(jié)構(gòu)。可將使用干涉原理取決于光的波長來影響光的反射或透射的結(jié)構(gòu)稱作干涉式調(diào)制器堆疊或更簡單地稱作干涉式調(diào)制器。在一些實施例中，干涉式調(diào)制器(IMOD)包括形成于兩個部分反射器之間的光學(xué)諧振腔。在其它實施例中，IMOD包括形成于部分反射器與全反射器之間的光學(xué)諧振腔。在其中使用全反射器來界定光學(xué)諧振腔的實施例中，IMOD可不為透射性的。在其中使用兩個部分
10反射器來界定光學(xué)諧振腔的實施例中，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(dú)立地提供另一反射器(部分反射器或全反射器)以形成IM0D。 在此情形中，間隔物層為光學(xué)諧振層，且當(dāng)將第二反射器放置于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(xué)諧振腔。下伏裝置中的具有其自身功能的其它層也可充當(dāng)部分或復(fù)合反射器。如熟練的技術(shù)人員將了解，在從干涉式堆疊所反射的光的光徑長度與可見光波長處于大約相同的數(shù)量級的情況下，視覺效應(yīng)可相當(dāng)明顯。隨著光徑長度增加且超過白光的相干長度(例如，5000nm及以上)，干涉不再可能，因為光的相位失去其相干性，使得失去視覺干涉式色彩效應(yīng)。圖2A描繪干涉式調(diào)制器200的實施例。IMOD 200包括部分反射器層201、間隔物層202及反射器層203。反射器層203可為第二部分反射器層或全反射器，此處將其描繪為部分反射器。在圖2A中，間隔物層202夾于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的光學(xué)諧振腔的頂部，而底部反射器層203界定光學(xué)諧振腔的底部。反射器層203可包括影響其反射率的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的厚度以控制光的反射率及透射率的相對量。部分反射器層與反射器層兩者均可包含金屬，且兩者均可配置為部分透射性的。舉例來說，反射器層 203可包含經(jīng)配置以透射且反射光的部分反射器。如圖2A中所示，入射于光學(xué)干涉腔的部分反射器層201上的光線204可沿路徑205及206中的每一者而被部分地反射出光學(xué)干涉腔。如由觀測者在前側(cè)或入射側(cè)上所檢視的照明場為兩個反射光線205與206的疊加?？赏ㄟ^改變反射器層的厚度及組合物來顯著地增加或減少大致上由底部反射器203反射的光206或透射穿過底部反射器203的光106的量，而反射的視色在很大程度上由間隔物層 202的大小或厚度及部分反射器層201的材料特性(其確定光線205與206之間的光徑長度差)所控管的干涉效應(yīng)來確定。調(diào)制底部反射器厚度203(或?qū)⑵涫÷砸杂欣谟晌挥陂g隔物層202與下伏介質(zhì)之間的界面提供任何反射率)將調(diào)制反射色彩的強(qiáng)度對IMOD 200 的總反射率，且因此影響穿過IMOD 200的透射106的強(qiáng)度。仍參看圖2A，在一些IMOD中，間隔物層202包含實心層(例如，光學(xué)透明電介質(zhì)層)或多個層。在其它IMOD中，間隔物層202包含氣隙或光學(xué)透明層與氣隙的組合。間隔物層202的厚度可經(jīng)調(diào)諧以最大化或最小化入射光的一種或一種以上特定色彩的反射。可通過改變間隔物層的厚度來改變由光學(xué)干涉腔所反射的色彩。因此，由光學(xué)干涉腔所反射的色彩可取決于間隔物層202的厚度。圖2B為IMOD 200的實施例的簡化示意圖。如所說明，IMOD 200包含部分反射器 201、部分或全反射器203及在部分反射器201與反射器203之間的間隔物層202。經(jīng)選擇用于部分反射器201的材料可根據(jù)特定材料的消光系數(shù)κ來選擇。特定物質(zhì)的消光系數(shù)為其散射及吸收電磁輻射的能力的測量，如由方程式1(下文)所界定。如果電磁波大致上非常容易地通過材料，則所述材料具有“低”消光系數(shù)。另一方面，如果電磁波大致上不穿透材料，而變?yōu)樵诓牧蟽?nèi)“消失”或“消亡”，則消光系數(shù)為“高”。對于特定材料，消光系數(shù)κ 還可屬于在“低”消光系數(shù)與“高”消光系數(shù)之間的范圍內(nèi)。r = [方程式 1]
Απ在方程式1中，特定材料的消光系數(shù)由K表示，所述材料的吸收系數(shù)由α表示，且λ表示電磁波在真空中的波長(并非電磁波在所述材料中的波長)。如由方程式1可見，消光系數(shù)κ直接與吸收系數(shù)α與電磁波在真空中的波長λ的乘積有關(guān)。部分反射器 201可包含各種材料(例如，光伏材料、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)及鉻(Cr))以及合金(例如，MoCr)。部分反射器的厚度可在約20 A與300 A之間。反射器203可(例如)包含光伏材料或金屬層，例如，鋁(Al)、銀(Ag)、鉬、金(Au)或鉻(Cr)等，且可為足夠厚而為不透明的(例如，300nm)。在其它IMOD中，反射器203為部分反射器且可薄達(dá)20 Α。通常，為部分反射器的反射器203的厚度將在約20 A與300 A之間。間隔物層202可包含氣隙及/或一種或一種以上光學(xué)透明材料。間隔物層202可由安置于反射器203與部分反射器201之間的單一材料層界定。在這些實施例中，材料可包括光學(xué)諧振材料(例如，透明導(dǎo)體或透明電介質(zhì))。用于間隔物層202的示范性透明材料可包含電介質(zhì)(例如，二氧化硅(SiO2)、二氧化鈦(TiO2)、氟化鎂(MgF2)、氧化鉻(III) (Cr3O2)及氮化硅(Si3N4))以及包括透明導(dǎo)電聚合物及透明導(dǎo)電氧化物(TCO)(例如，氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(SiO)等)的透明導(dǎo)電材料。 更一般來說，具有在1與3之間的折射率(η)的任何電介質(zhì)均可形成合適的間隔物層。在需要導(dǎo)電彩色I(xiàn)MOD堆疊的情形中，間隔物層202可包含導(dǎo)電透明膜。在一些IMOD中，間隔物層202可包含包括多種材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其可包括氣隙、透明導(dǎo)電材料(例如，透明導(dǎo)電氧化物)及透明電介質(zhì)層中的兩者或兩者以上。多個層及/或氣隙的可能功能為堆疊的選定層可服務(wù)于多個功能(例如，除了其在IMOD 200中的光學(xué)作用以外的裝置鈍化或抗刮擦性)。在一些實施例中，間隔物層202可包含一種或一種以上部分透明材料(不管為導(dǎo)電的還是為介電的)。參看圖2C，在其它實施例中，間隔物層202的厚度可包含由間隔物211 (例如，橫桿、柱樁或支柱)所支撐的氣隙202。在IMOD 200內(nèi)，間隔物層202可為靜態(tài)氣隙，或可為動態(tài)氣隙(例如，可使用(例如)MEMS技術(shù)而變化)。仍參看圖2C，例如圖2Β或圖2C中所示的干涉式調(diào)制器結(jié)構(gòu)200使用光學(xué)干涉選擇性地產(chǎn)生所要反射輸出?？赏ㄟ^選擇靜態(tài)間隔物層202的厚度及光學(xué)特性以及IMOD 200的全部或部分中的部分反射器201與反射器203的厚度及光學(xué)特性來“調(diào)制”此反射輸出。由檢視部分反射器201的表面的檢視者所觀測到的色彩將對應(yīng)于那些大致上被反射出 IMOD 200且大致上未由IMOD 200的各層吸收或相消地干涉的頻率。可通過選擇間隔物層 202的厚度來改變干涉且大致上未被吸收的頻率。圖2D說明根據(jù)一個實施例的如從與干涉式堆疊的前表面正交或垂直的方向所見的IMOD(例如，圖2Β的IMOD 200)的反射率對波長的曲線圖。此曲線圖描繪反射光的波長譜，其可大體上不同于入射于IMOD上的光的波長譜。在所說明的曲線圖中，反射率在約 540nm的峰值250周圍最大化。因此，峰值波長251為約MOnm(黃色)。峰值250還具有半峰值帶寬，其為在反射率253下的等于峰值或最大反射率254的一半的峰值的寬度。在其它實施例中，全反射曲線的峰值的位置可通過改變間隔物層202的厚度或材料或通過改變IMOD中的一個或一個以上層的材料及厚度或通過兩者而移位。峰值波長反射率250的位置可取決于視角。如所說明，僅存在一個峰值；然而，可取決于間隔物層的高度或厚度而存在具有不同振幅的多個峰值。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將獲知，IMOD還可經(jīng)配置以調(diào)制吸收或透射率以及反射率。圖3A展示光伏(PV)電池300。光伏電池可將光能轉(zhuǎn)化為電能或電流。PV電池為具有小碳占據(jù)面積且對環(huán)境具有較小影響的可再生能源的實例。使用PV電池可減少能量產(chǎn)生的成本。PV電池可具有許多不同大小及形狀(例如，從小于郵票到跨越若干英寸)。若干PV電池可常常連接在一起以形成長度可達(dá)若干英尺且寬度可達(dá)幾英尺的PV電池模塊。 模塊又可組合及連接以形成具有不同大小及功率輸出的PV陣列。仍參看圖3A，陣列的大小可取決于若干因素(例如，特定位置中可得到的太陽光的量及消費(fèi)者的需要)。陣列的模塊可包括電連接件、安裝硬件、功率調(diào)節(jié)設(shè)備及存儲太陽能以供在沒有日照時使用的電池。PV裝置可為具有其附帶電連接件及外圍設(shè)備的單個電池、PV模塊、PV陣列或太陽能面板。PV裝置還可包括功能上無關(guān)的電組件(例如，由PV電池供電的組件)。參看圖3A，PV電池包括安置于兩個電極302、303之間的包含PV材料的PV有源區(qū)域301。在一些實施例中，PV電池包含上面形成有層堆疊的襯底。PV電池的PV有源層可包含半導(dǎo)體材料(例如，硅)。在一些實施例中，PV有源區(qū)域301可包含通過使η型半導(dǎo)體材料301η與ρ型半導(dǎo)體材料301ρ接觸(如圖3Α中所示)而形成的p-η結(jié)。此p-η結(jié)可具有類二極管特性且因此還可稱作光電二極管結(jié)構(gòu)。仍參看圖3A，PV有源區(qū)域301夾于提供電流路徑的兩個電極之間。背部電極302 可由鋁、銀或鉬或某一其它導(dǎo)電材料形成。背部電極可為粗糙的且未經(jīng)拋光。前部電極303 可經(jīng)設(shè)計以覆蓋P-η結(jié)的前表面的顯著部分，以便降低接觸電阻且增加收集效率。在其中前部電極303由不透明材料形成的實施例中，前部電極303可經(jīng)配置以在PV有源區(qū)域的前部上留下開口以允許照明照射在PV有源區(qū)域上。在一些實施例中，前部電極及背部電極可包括透明導(dǎo)體，例如，透明導(dǎo)電氧化物(TCO)(例如，氧化錫(SnO2)或氧化銦錫(ITO))。TCO 可提供電接觸及導(dǎo)電性且同時對傳入光為透明的。在一些實施例中，PV電池還可包含安置于前部電極303上的抗反射(AR)涂層304。AR涂層304可減少從PV有源材料301的前表面所反射的光的量。仍參看圖3A，當(dāng)照明PV有源材料的前表面時，光子將能量轉(zhuǎn)移到有源區(qū)域中的電子。如果由光子所轉(zhuǎn)移的能量大于半導(dǎo)電材料的帶隙，則電子可具有充足能量以進(jìn)入導(dǎo)帶。 通過形成P-η結(jié)而建立內(nèi)部電場。內(nèi)部電場對被激發(fā)的電子起作用以導(dǎo)致這些電子移動， 進(jìn)而在外部電路305中產(chǎn)生電流。所得電流可用以對各種電裝置(例如，如圖3A中所示的電燈泡306)供電。圖3A中所示的PV有源材料層可由多種光吸收性光伏材料中的任一者形成，所述材料例如為結(jié)晶硅(c硅)、非晶硅(α硅)、碲化鎘(CdTe)、二硒化銅銦(CIQ、二硒化銅銦鎵(CIGS)、光吸收性染料及聚合物、分散有光吸收性納米粒子的聚合物、III-V族半導(dǎo)體 (例如，GaAs)，等等。還可使用其它材料。本文中將光吸收性材料(其中光子被吸收且將能量轉(zhuǎn)移到電載流子(空穴及電子))稱作PV電池的PV有源層或材料，且此術(shù)語打算包含多個有源子層?？扇Q于PV電池的所要性能及應(yīng)用來選擇用于PV有源層的材料。仍參看圖3Α，在一些布置中，可通過使用薄膜技術(shù)來形成PV電池。舉例來說，在一個實施例中，在光能通過透明襯底的情況下，可通過將第一或前部電極TCO層沉積于襯底上來形成PV電池。可將PV有源材料沉積于第一電極層上。可將第二電極層沉積于PV 有源材料層上?？墒褂贸练e技術(shù)(例如，物理氣相沉積技術(shù)、化學(xué)氣相沉積技術(shù)、電化學(xué)氣相沉積技術(shù)，等等)來沉積所述層。薄膜PV電池可包含非晶、單晶或多晶材料(例如，薄膜硅、CIS、CdTe或CIGS)。薄膜PV電池促進(jìn)小裝置占據(jù)面積及制造工藝的可縮放性。圖;3B為示意性地說明薄膜PV電池310的實施例的框圖。PV電池310包括光可通過的玻璃襯底311。第一電極層312、PV有源層301(展示為包含非晶硅)及第二電極層 313安置于玻璃襯底311上。第一電極層312可包括透明導(dǎo)電材料(例如，ΙΤ0)。如所說明，第一電極層312及第二電極層313將薄膜PV有源層301夾于其間。所說明的PV有源層301包含非晶硅層。如此項技術(shù)中所知，充當(dāng)PV材料的非晶硅可包含一個或一個以上二極管結(jié)。此外，非晶硅PV層可包含p-i-n結(jié)，其中本征硅層301c夾于ρ摻雜層301b與η 摻雜層301a之間。p-i-n結(jié)可具有高于p-n結(jié)的效率。在一些其它實施例中，PV電池可包含多個結(jié)。圖3C及圖3D說明PV裝置330。如所說明，PV裝置330包含形成于半導(dǎo)體晶片 (例如，硅晶片)上的前部電極331、332。然而，如將從以下描述所了解，其它PV裝置可包含薄膜光伏材料。包括薄膜或晶片型PV材料的PV裝置可為干涉式增強(qiáng)型裝置(參見圖4A及附帶描述)。如圖3C及圖3D中所說明，PV裝置在裝置的前側(cè)或光入射側(cè)上以及在PV裝置 330的背側(cè)上使用鏡面或反射性導(dǎo)體。前側(cè)或光入射側(cè)上的導(dǎo)體可包含總線電極331或柵線電極332。當(dāng)光能由PV有源材料吸收時，產(chǎn)生電子-空穴對。這些電子及空穴可通過移動到前部電極331、332或背部電極333中的一者或另一者而產(chǎn)生電流，如圖3D中所示。前部導(dǎo)體或電極331、332經(jīng)圖案化以既減少電子或空穴必須行進(jìn)以到達(dá)電極的路徑的電阻， 同時還允許足夠光通過而到達(dá)PV有源區(qū)域301。前部電極331、332的圖案可包括窗334以允許入射光傳播到PV有源材料。盡管將PV裝置330說明為具有經(jīng)圖案化的前部導(dǎo)體或電極331、332及未經(jīng)圖案化的背部電極333，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，還可以不同方式來圖案化背部導(dǎo)體或電極。前部電極331、332及背部電極333可包含反射金屬導(dǎo)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(dǎo)電材料(例如，ΙΤ0)，或包括透明導(dǎo)電材料與反射性導(dǎo)電材料兩者。仍參看圖3C及圖3D，傳統(tǒng)上，PV電池的外觀由構(gòu)成電極的材料及PV電池的PV有源材料支配。然而，隨著PV電池的使用變得更普遍且出現(xiàn)PV電池的新應(yīng)用，設(shè)計及制造有色PV電池可變得重要。這些有色電池可增加視覺吸引力且添加審美價值。舉例來說，已存在許多興趣來設(shè)計及制造建筑物集成PV應(yīng)用(BIPV)。圖案化或毯覆色彩于PV裝置上的能力可輔助接受部署于建筑物屋頂及正面、廣告牌、汽車、電子設(shè)備、服裝、鞋子及暴露到光的許多其它位置上的PV電池。IMOD不僅提供產(chǎn)生耐久、抗褪色色彩的能力，而且其可產(chǎn)生所要強(qiáng)度及吸引人的色彩，同時仍允許對穿過IMOD堆疊的光透射的程度的設(shè)計選擇。用以將色彩并入PV電池中的替代性方法是添加具有適當(dāng)色彩的染料或顏料或添加有色材料于PV堆疊中。然而，由此染色而引起的高光吸收降低了 PV電池的效率。此外， 色彩具有在比PV裝置的使用壽命短的時間中褪色的趨勢(尤其是因為裝置常常要持續(xù)地暴露到太陽光)。因此，下文的某些實施例描述通過將干涉式調(diào)制器與PV電池或裝置合并或集成來對PV電池“著色”。使用位于PV裝置上或作為PV裝置的部分的IMOD可允許呈現(xiàn)從IMOD 反射的色彩，因此將“色彩”賦予PV電池或裝置。由于可通過使用具有適當(dāng)厚度及材料(折射率)的間隔物層以及通過選擇并使用用于部分反射器的適當(dāng)厚度及材料來選擇從IMOD 反射的色彩，所以與PV電池或裝置合并的干涉式調(diào)制器堆疊可經(jīng)配置以反射任何特定應(yīng)用所要的色彩。干涉式色彩反射效應(yīng)可受到間隔物層的厚度及材料以及反射器與部分反射器材料的厚度及材料的影響。因此，與普通染料或涂料相比，色彩效應(yīng)不易隨時間的推移而褪色。圖4A說明經(jīng)配置以反射色彩并優(yōu)化紅外線中的波長穿過第一部分反射器層的透射的IMOD堆疊410的實施例。堆疊410包含安置于第一部分反射器層201a與第二部分反射器層201b之間的光學(xué)諧振腔401。第一部分反射器層201a與第二部分反射器層201b兩者均經(jīng)配置以透射并反射光。由所述部分反射器層201a、201b所透射及反射的光的量可由所述層的厚度及/或材料來控制。舉例來說，第一部分反射器層201a及第二部分反射器層 201b可包含具有在約20 A與300 A之間的厚度的非晶硅?？苫诓牧系南庀禂?shù)來選擇第一部分反射器層201a及第二部分反射器層201b的材料。舉例來說，第一部分反射器層可包含具有在可見光光譜中比在紅外光光譜中高的消光系數(shù)的材料，以便促進(jìn)可見光的反射及紅外電磁波的透射。具有在可見光光譜中比在紅外光光譜中高的消光系數(shù)的材料的實例包括Ge、(MnP、α -Si、CdTe、GaAs、InP、多晶硅、單晶硅、ZnO及CIGS。第一部分反射器201a 及第二部分反射器201b可為相同或不同的。舉例來說，第一部分反射器201a及第二部分反射器201b可各自含有20 A非晶硅層?；蛘撸霾糠址瓷淦骺砂煌牧?。仍參看圖4A，光學(xué)諧振腔401可包含間隔物層202。所述間隔物層202可包含任何光學(xué)諧振材料(例如，空氣或透明導(dǎo)電材料)。可基于干涉原理來調(diào)諧間隔物層202及光學(xué)諧振腔401的厚度以從IMOD 410反射特定色彩。另外，堆疊410可包含光可通過的襯底層311。第一部分反射器層201a可安置于襯底層311上。襯底層311可包含玻璃、聚合物或類似襯底。IMOD堆疊410可添加到對象以基于從IMOD堆疊410反射的色彩而使那些對象呈現(xiàn)為特定色彩。舉例來說，IMOD堆疊410可放置于光伏電池上以使光伏電池呈現(xiàn)特定色彩。IMOD堆疊410可為透射性的，以便使電磁波透射到下伏對象(例如，光伏電池)。在一個實施例中，IMOD堆疊410可經(jīng)配置為在特定波長處比在其它波長處具有更大透射性。 在一些實施例中，IMOD堆疊410可經(jīng)配置為對于紅外輻射具有較大透射性且對于可見光具有較小透射性。圖4B描繪包含圖4A中描繪的IMOD堆疊410的光伏裝置411，IMOD堆疊410與光伏電池484耦合，使得至少一些入射光可傳播穿過而到達(dá)光伏電池484。光伏電池484可為類似于圖:3B中所描繪的裝置的薄膜光伏電池，或光伏電池484可為類似于圖3A中所描繪的裝置的基于晶片的光伏電池。光伏電池484可包含背部電極488、光伏有源材料層487、 前部電極486及任選的襯底層485。IMOD堆疊410經(jīng)配置以反射特定色彩并優(yōu)化較長波長穿過第二部分反射器層201b而到達(dá)光伏電池484的透射。光伏電池484可任選地使用光學(xué)耦合材料480耦合到第二部分反射器層201b。光學(xué)耦合材料480可包括具有經(jīng)選擇以避免或最小化層間反射的折射率的粘著劑。在其它情況下，光學(xué)耦合材料480可包含彈性體。仍參看圖4B，光伏裝置411可任選地包含覆蓋層489。所述覆蓋層489可包含可耦合到光伏電池484或IMOD堆疊410的一側(cè)的襯底(例如，玻璃)。光學(xué)耦合材料480可用以將覆蓋層489與IMOD堆疊410的第二部分反射器層201b或襯底層311耦合在一起。 光學(xué)耦合材料480可包括具有經(jīng)選擇以避免或最小化層間反射的折射率的粘著劑。光學(xué)耦合材料480還可包含彈性體，例如乙烯基醋酸乙烯酯(ethylene-vinyl-acetate)。在另一實例(未圖示)中，IMOD堆疊410可安置于覆蓋層489與光伏電池484之間。可使用光學(xué)耦合材料來將IMOD堆疊410耦合到覆蓋層489并將IMOD堆疊410耦合到光伏電池484。 或者，IMOD堆疊層20la、202及201b可直接沉積于覆蓋層489或襯底層485上。圖4C描繪光伏裝置420，其并入有IMOD堆疊200以從裝置420反射特定色彩的光。裝置420包含安置于部分反射器201與PV有源材料層301之間的光學(xué)諧振腔401。部分反射器201、光學(xué)諧振腔401及PV有源材料層301形成經(jīng)配置以反射特定色彩的IMOD堆疊200。在圖4B中所描繪的IMOD堆疊200中，PV有源材料層301充當(dāng)經(jīng)配置以反射一些光并透射一些光的第二部分反射器層。光學(xué)諧振腔401可包含第一透明導(dǎo)電材料層403a。 第一透明導(dǎo)電材料層403a既作為光學(xué)諧振間隔物層操作，又作為用于PV有源層301的導(dǎo)電電極操作。裝置420可進(jìn)一步包含安置于PV有源材料層301下方的作為導(dǎo)電電極而操作的第二透明導(dǎo)電材料層40 。透明導(dǎo)電材料層403a、40 及PV有源材料301包含類似于圖:3B中所示的PV裝置的薄膜PV電池405。裝置420還可包含安置于第一部分反射器 201上的玻璃、聚合物或類似襯底層311。仍參看圖4C，經(jīng)選擇用于部分反射器層201的材料可基于其消光系數(shù)來選擇。舉例來說，可選擇在可見光光譜外的波長處具有非常低的消光系數(shù)的材料，以便最大化紅外電磁波到PV有源材料301的透射，同時反射明亮的色彩。而且，可通過對于特定材料的光譜響應(yīng)來選擇經(jīng)選擇用于PV有源材料層301的材料。舉例來說，PV有源材料301可包含非晶硅，其為一種具有在可見光光譜上方的較長波長處產(chǎn)生電力的光譜響應(yīng)的材料。在一個實施例中，部分反射器層201與PV有源材料層301兩者均包含非晶硅，其為一種在紅外線中的波長處具有非常低的消光系數(shù)且具有很好地利用這些較長紅外波長的光譜響應(yīng)的材料。圖4D描繪并入有IMOD堆疊200的光伏裝置430的另一實施例。在此實施例中， 光學(xué)諧振腔401除第一透明導(dǎo)電材料層403a之外進(jìn)一步包含間隔物層202。所述間隔物層 202可包含氣隙或任何其它合適的光學(xué)諧振材料。PV材料301充當(dāng)部分反射器以形成具有部分反射器層201及光學(xué)諧振腔401的IMOD 200。IMOD 200可經(jīng)配置以通過選擇特定特性(例如，間隔物層202、第一透明導(dǎo)電材料層403a、部分反射器201及PV有源材料301的厚度)而增強(qiáng)可見光波長內(nèi)的一個或一個以上波長譜的反射。在一些實施例中，與第一透明導(dǎo)電材料層403a組合的間隔物層202的厚度可在約500 A與約5000A之間。在一些實施例中，部分反射器及PV有源材料層的厚度可在約20 A與約300 A之間。圖4E描繪并入有IMOD堆疊200的PV裝置490的另一實施例。在此實施例中，光伏電池405包含基于晶片的光伏電池，其可(例如)類似于圖3A中所描繪的光伏裝置。裝置490包含安置于部分反射器201與η型半導(dǎo)體301η之間的光學(xué)諧振間隔物層202。ρ型半導(dǎo)體301ρ安置于背部電極302與η型半導(dǎo)體301b之間。η型半導(dǎo)體301η及ρ型半導(dǎo)體 301ρ—起形成復(fù)合部分反射器。IMOD 200包含此復(fù)合反射器，且還包含部分反射器201及間隔物層202，其經(jīng)配置以從裝置490的部分反射器201側(cè)反射一些光并使一些光透射穿過 PV電池405。在此實施例中，部分反射器201及間隔物201不覆蓋前部電極303。因此，從這些電極反射的光的色彩不受控制。圖4F描繪并入有IMOD堆疊200b的類似于圖4E中所示的PV裝置的PV裝置495 的另一實施例。然而，在圖4F中，前部電極303用間隔物層20 及部分反射器201a來覆蓋。部分反射器201a、間隔物層20 及前部電極303形成IMOD堆疊200a。在此實施例中， 前部電極303充當(dāng)全反射器且不使任何光透射到PV裝置405。然而，與圖4E中所示的PV裝置相反，PV裝置495的入射太陽光的整個側(cè)面反射由IMOD 200b或IMOD 200a的配置所控制的色彩。圖4G描繪并入有IMOD堆疊200的光伏裝置440的另一實施例。在此實施例中， 裝置440包含兩個薄膜PV電池40fe、405b。第一薄膜PV電池40 包含第一透明導(dǎo)電材料層403a、第一 PV有源材料層301a及第二透明導(dǎo)電材料層40北。在此實施例中，第二薄膜 PV電池40 包含第二透明導(dǎo)電材料層40 、第二 PV有源材料301b及第三透明導(dǎo)電材料層 403c。第一 PV有源材料層、第二透明導(dǎo)電材料層及第二 PV有源材料層形成IMOD 200。在 IMOD 200中，PV有源材料層301a、301b兩者充當(dāng)經(jīng)配置以增強(qiáng)可見光的一個或一個以上波長的反射的部分反射器。另外，第一 PV有源材料層301a及第二 PV有源材料層301b可包含具有在紅外光光譜中比在可見光光譜中低的消光系數(shù)的材料。舉例來說，第一 PV有源材料層301a及第二 PV有源材料層301b可包含非晶硅。第二透明導(dǎo)電材料層40 既充當(dāng)光學(xué)諧振腔401內(nèi)的光學(xué)諧振間隔物層，又充當(dāng)用于空穴及/或電子傳導(dǎo)出PV有源層301a、 301b的導(dǎo)電層。如下文所論述，光學(xué)諧振腔可包含額外層。圖4H描繪并入有兩個薄膜PV電池40fe、405b的光伏裝置450的另一實施例。在此實施例中，PV薄膜電池仙如、40 各自包含PV有源材料層30la、301b，其界定光學(xué)諧振腔401以形成IMOD 200。與圖4G相反，在圖4H中所示的實施例中，PV薄膜電池40fe、405b 不共享共同透明導(dǎo)電材料層且由光學(xué)諧振間隔物層202分隔開。光學(xué)諧振間隔物層202可包含任何合適的光學(xué)諧振電介質(zhì)材料，例如，二氧化硅或其它合適的光學(xué)透射性或透明介質(zhì)。間隔物層202可包含多個光學(xué)諧振層。光學(xué)諧振腔401的厚度可取決于從裝置450的襯底側(cè)所反射的所要色彩而在約500 A與約5000 A之間。而且，PV有源材料層301a、301b 可具有在約20 A與約300 A之間的厚度。圖41描繪包含兩個IMOD 200a、200b的光伏裝置460的實施例。在此實施例中， 光伏裝置460包含圖4H中所示的層且進(jìn)一步包含安置于第二薄膜電池40 下方的反射器層203。反射器層203及第二 PV有源材料層301b界定第二光學(xué)諧振腔401b。光學(xué)諧振腔401b可包含第四透明導(dǎo)電材料層403d。第二 PV有源材料層301b、第四透明導(dǎo)電材料層 403d及反射器層203形成第二 IMOD 200b。第二 IMOD 200b經(jīng)配置以干涉式增強(qiáng)第二 PV 有源材料層301b中的電磁場強(qiáng)度，從而產(chǎn)生具有改進(jìn)的效率的干涉式增強(qiáng)型PV薄膜電池 40釙。反射器層20 可包含部分或全反射器。反射器層20 及第四透明導(dǎo)電材料層403d 的光學(xué)特性(尺寸及材料特性)經(jīng)選擇以使得從分層式PV薄膜電池40 的界面的反射相干地合計以在第二 PV有源材料層301b (在此處光能被轉(zhuǎn)化為電能)中產(chǎn)生具有合適的波長分布及相位的增加的場。這些干涉式增強(qiáng)型裝置增加了干涉式光伏電池的有源區(qū)域中的光能的吸收且進(jìn)而增加裝置460的效率。圖5A為展示各種材料跨越從約400nm到1400nm的波長范圍的光譜響應(yīng)的圖。在此圖中，y軸為材料在特定波長處的光譜響應(yīng)(以入射能量的安培/瓦特為單位)。所述圖展示feilnP的光譜響應(yīng)513、α -Si的光譜響應(yīng)511、CdTe的光譜響應(yīng)505、GaAs的光譜響應(yīng)507JnP的光譜響應(yīng)515、多晶硅的光譜響應(yīng)501、單晶硅的光譜響應(yīng)509及SiO/CIGS的光譜響應(yīng)503。如可根據(jù)所述圖所了解，PV材料具有指示在紅外光光譜中的顯著電力產(chǎn)生的光譜響應(yīng)。圖5B為展示跨越從約300nm到1200nm的波長范圍的與在海平面處可獲得的近似太陽能517及在太陽光中的總光伏響應(yīng)521相比的硅光伏電池的光譜響應(yīng)519的圖。如可根據(jù)所述圖所了解，在允許太陽光的光譜之后，硅光伏電池的總光譜響應(yīng)很好地延伸到紅外光光譜中。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濾色器(例如，圖4A中所示的過濾器)放置在硅光伏電池上以對光伏電池“著色”，同時仍允許在其它波長(例如，較長波長)處的有用能量收集。如前述文字中所論述，使用Si或其它光伏材料半導(dǎo)體作為部分反射器層的IMOD濾色器將提供此特性。圖5C為展示穿過如圖4A中所示而配置的干涉式堆疊的光能的透射率523的圖。 此實施例包括50 A厚鉬第一部分反射器、包含二氧化硅的1800 A厚光學(xué)諧振腔、60 A厚鋁第二部分反射器及玻璃襯底。如圖5C中所說明，透射率在小于約950nm的波長處減小且在此特定實施例中小于約20% (不包括在襯底表面處的反射)。圖5D為展示從如圖4A中所示而配置的干涉式調(diào)制器的襯底側(cè)的光能的反射率 525的圖。此實施例包括50 A厚鉬第一部分反射器、包含二氧化硅的1800 A厚光學(xué)諧振腔、 60 A厚鋁第二部分反射器及玻璃襯底。如圖5D中所說明，此特定IMOD的反射率峰值為約 50% (在約6OOnm的波長處)。圖5E為描繪隨著間隔物層的厚度變化的從如圖4A中所示而配置的IMOD濾色器的襯底側(cè)反射的色彩的CIE 1931色度圖。IMOD濾色器包括70 A厚非晶硅第一部分反射器、 70 A厚非晶硅第二部分反射器、聚對苯二甲酸乙二酯襯底及包含二氧化硅的在約1000 A與約4650 A厚之間變化的光學(xué)諧振腔。由系列527展示隨著間隔物層的厚度改變的從PV電池的襯底側(cè)反射的色彩。為了建立系列527，間隔物層的厚度從約丨000 A變化到約4650人。 如可根據(jù)表示反射光的系列527所了解，如圖4A中所示而配置的IMOD濾色器能夠反射寬范圍的色彩。圖5F為展示從如圖4A中所示而配置的干涉式調(diào)制器的襯底側(cè)的光能的反射率 531的圖。此實施例包括包含非晶硅的70 A厚第一部分反射器、包含二氧化硅的1500 A厚間隔物層、包含非晶硅的70 A厚第二部分反射器及聚對苯二甲酸乙二酯襯底。如圖5F中所說明，對于此特定IMOD的反射率峰值為約35% (在約460nm的波長處)。因此，用以建立圖 5F的IMOD可跨越可見光光譜產(chǎn)生相對明亮的反射。圖5G為展示穿過如圖4A中所示而配置的IMOD堆疊的光能的透射率533的圖。此實施例包括包含非晶硅的70 A厚第一部分反射器、包含二氧化硅的1500 A厚間隔物層、包含非晶硅的70 A厚第二部分反射器及聚對苯二甲酸乙二酯襯底。如圖5G中所說明，最大透射率峰值為高于約95% (不包括在襯底表面處的反射)(在約950nm的波長處)。因此，用以建立圖5F及圖5G的IMOD在可見光光譜中反射相對明亮的色彩且在紅外光光譜中的較長波長處透射較多電磁波?？紤]圖5A中的各種PV材料的光譜響應(yīng)及圖5B中的Si的光譜響應(yīng)，用以建立圖5G的IMOD配置可用以影響光伏裝置的色彩，同時仍使有用的較長電磁波透射到光伏有源材料以用于能量產(chǎn)生。圖5H為展示描繪穿過(例如)如圖4A中所示而配置的一個實施例的IMOD堆疊的光能的透射率上限值及透射率下限值的兩個曲線的圖。此實施例包括包含非晶硅的70A 厚第一部分反射器、包含非晶硅的70 A厚第二部分反射器、聚對苯二甲酸乙二酯襯底及在約1200 A與約4000 A之間變化的間隔物層。線535描繪透射率上限值且線536描繪透射率下限值。穿過IMOD堆疊的透射特性將始終位于線535與線536之間。如在圖5H中可見，透射率上限值535及透射率下限值536對于在約1200 A到約4000 A厚之間的所有間隔物在大于約800nm的波長處大于約68% (不包括在襯底表面處的反射)。因此，從IMOD的襯底側(cè)反射的色彩可通過改變間隔物以反射寬廣范圍的色彩且同時仍透射超過68%的大于 800nm的波長而加以調(diào)諧。圖51為比較各種材料跨越一定范圍的波長的折射率及消光系數(shù)的圖。由線541 展示空氣的折射率。由線543展示鋁的折射率且由線537展示鋁的消光系數(shù)。由線549展示鉬的折射率且由線545展示鉬的消光系數(shù)。另外，由線547展示非晶硅的折射率且由線 539展示非晶硅的消光系數(shù)。如在圖51中可見，非晶硅的消光系數(shù)在大于約520nm的波長處小于1. 0且在大于約700nm的波長處小于約0. 5。因此，非晶硅非常易于被在紅外光光譜中的電磁波穿透。如上文參看圖5B所論述，硅光伏電池的總光譜響應(yīng)很好地延伸到紅外光光譜中。圖5J為比較來自用(例如)如圖4A中所示而配置的根據(jù)一個實施例的干涉式堆疊覆蓋的樣本PV電池的峰值功率輸出的負(fù)變化的圖。系列551展示隨著二氧化硅間隔物層在約2350 A與約5100 A之間變化的來自用具有70 A厚Si第一部分反射器及70 A厚Si第二部分反射器的IMOD堆疊覆蓋的樣本PV電池的峰值功率輸出的負(fù)變化。系列553展示隨著二氧化硅間隔物層在約2350 A與約5100 A之間變化的來自用具有140 A厚Si第一部分反射器及140 A厚Si第二部分反射器的IMOD堆疊覆蓋的樣本PV電池的峰值功率輸出的負(fù)變化。用以建立系列553的IMOD堆疊中的部分反射器比用以建立系列551的IMOD堆疊中的部分反射器反射性大且透射性小。如圖5J可見，當(dāng)將使用硅部分反射器的IMOD濾色器添加到PV電池時，樣本PV電池的功率輸出的負(fù)變化僅在約15%與約35%之間。另外，此輸出的負(fù)變化小于設(shè)計有鉬第一部分反射器及鋁第二部分反射器的IMOD過濾器，所述IMOD 過濾器可將相同樣本PV電池的輸出或效率減小約75%。因此，如果IMOD第一及第二部分反射器包含硅或類似材料，則并入有IMOD過濾器的濾色器或并入有IMOD的PV電池可更有效。圖6A描繪在不同區(qū)域中具有不同反射色彩的PV裝置的實施例，所述PV裝置經(jīng)配置以如在顯示器、標(biāo)志或廣告牌中顯示特定圖像、形狀、信息或字符。在圖6A中，靜態(tài)顯示器600含有具有均一色彩的多個區(qū)域601a到601g。舉例來說，背景(沿橫截面6B的區(qū)域 601a、601C、601e及601g)可為黃色、紅色、綠色或者白色或黑色。字母“ABC”(橫截面6B 中的區(qū)域601b、601d及601f)可較暗。舉例來說，字母“ABC”可為藍(lán)色。圖6B展示PV顯示裝置600的橫截面。如圖6B中所示，入射于MOD 200上的光線 611及612被部分地反射(如由光線613、614所指示)，且沿光線615及616而被部分地透射。在所說明的橫截面中，IMOD 200包含部分反射器層201、第一透明導(dǎo)電材料層403a及 PV有源材料層301。所述PV有源材料層301安置于第二透明導(dǎo)電材料層40 上。所述PV 有源材料層301及兩個透明導(dǎo)電材料層403a、40 構(gòu)成PV電池405。如圖6B中所示，第一光學(xué)諧振腔層403a的厚度不均一。第一透明導(dǎo)電材料層403a經(jīng)圖案化，使得IMOD 200包含具有對應(yīng)于不同反射色彩的不同第一光學(xué)諧振腔層403a厚度的多個區(qū)域601a到601g。 如所說明，靜態(tài)顯示器600包含第一透明導(dǎo)電材料層403a，所述第一透明導(dǎo)電材料層403a 具有對應(yīng)于兩種不同色彩的兩個厚度。然而，顯示器600可包含兩個以上厚度且因此可包含兩種以上反射的干涉式顯示色彩。如圖6B中所示，區(qū)域601a、601C、601e及601g具有相對較大的第一透明導(dǎo)電材料層403a厚度617a。另一方面，區(qū)域605b、605d及605f具有較小第一透明導(dǎo)電材料層403a厚度617b。這些不同厚度經(jīng)配置以產(chǎn)生對反射光線613、614 的不同峰值(在不同峰值波長處)的反射。以此方式，顯示器的一個區(qū)域?qū)⒄故疽环N色彩， 且另一區(qū)域?qū)⒄故静煌?。在所述區(qū)域中的至少一者中，IMOD 200可經(jīng)配置以反射足夠光以便顯示可見色彩，同時還使充足光透射到PV材料層301以產(chǎn)生電。因此，盡管入射光線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中的至少一者以允許在光伏有源材料層301中產(chǎn)生電流。圖6B描繪薄膜PV裝置。然而，如熟練的技術(shù)人員將了解，PV裝置600可包含具有前部電極的傳統(tǒng)PV有源層，其可位于第一透明導(dǎo)電材料層403a與光伏材料層301之間。類似地，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，PV裝置 600可包含此處未展示的層，例如，位于PV有源材料層301或IMOD 200上的抗反射涂層、漫射體或鈍化層。而且，PV裝置600可包含具有連續(xù)色彩變化的區(qū)域，而非具有均一色彩的相異區(qū)域。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于了解，連續(xù)色彩變化可通過連續(xù)改變第一透明導(dǎo)電材料層403a或部分反射器層201的厚度而實現(xiàn)。圖6C及圖6D描繪PV顯示裝置620的另一實施例。在圖6C中，顯示于PV顯示裝置620上的圖像或圖案經(jīng)像素化以使得任何圖像均由多個像素Pl到P15構(gòu)成。因此，圖像或圖案包含如圖6C中所示的規(guī)則像素陣列。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，像素化對于將數(shù)字圖像轉(zhuǎn)移到如圖6C中所示的靜態(tài)IMOD上來說可為方便的。圖6D為圖6C的橫截面，其展示經(jīng)像素化的PV顯示裝置620的實施例。如所說明，IMOD 200包含部分反射器層201、 第一透明導(dǎo)電材料層403a及PV有源材料層301。第一透明導(dǎo)電材料層403a具有經(jīng)圖案化以便形成像素的可變厚度。PV有源材料層301安置于第二透明導(dǎo)電材料層403b上。PV有源材料層301及兩個透明導(dǎo)電材料層403a、403b構(gòu)成PV電池405。每一像素Pl到P15可由具有均一干涉式子堆疊的區(qū)域形成，使得一個像素可由離散部分反射器層、透明導(dǎo)電材料層及PV有源材料層構(gòu)成。舉例來說，像素P13可由部分反射器層201、PV有源材料層301 及第一透明導(dǎo)電材料層403c構(gòu)成。類似地，部分反射器層201、PV有源材料層301及第一透明導(dǎo)電材料層403d、403e可分別形成像素陣列中的像素P14及P15。如所說明，第一透明導(dǎo)電材料層403a、403b、403c可具有不同厚度，從而產(chǎn)生不同有色像素。在其它實施例中 (例如在具有均一色彩的區(qū)域中)，若干相鄰第一透明導(dǎo)電材料層可具有大致相等的厚度。仍參看圖6D，在RGB方案中，像素Pl到P15可包含紅色像素、綠色像素及藍(lán)色像素。更一般來說，規(guī)則像素陣列可包含多個紅色像素、多個綠色像素及多個藍(lán)色像素。因此，例如，第一透明導(dǎo)電材料層403c可形成紅色像素，而第一透明導(dǎo)電材料層403d可形成綠色像素，且第一透明導(dǎo)電材料層403e可形成藍(lán)色像素。其它色彩方案也為可能的，例如， CMY(青色、洋紅色、黃色)、RYB (紅色、黃色、藍(lán)色)及VOG(紫色、橙色、綠色)以及其它色彩方案。如圖6D中所示，主要改變第一透明導(dǎo)電材料層403c、403d、403e的厚度以影響反射光的色彩。然而，部分反射器層201厚度以及第一透明導(dǎo)電材料層403a厚度也可從像素到像素而有所不同。這允許在任何像素中具有任何合意色彩(色相)及色調(diào)(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(dǎo)電材料層403a中的任一者或全部的厚度均可按需要加以制訂。如圖6D中所示，入射于經(jīng)像素化的IMOD 200中的像素Pl 1、P12上的光線622a、 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、62;3b可含有不同波長分布且因此可取決于像素Pll及P12的第一透明導(dǎo)電材料層403a的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(chǎn)生， IMOD 200可經(jīng)配置以反射足夠光以顯示色彩，同時允許充足光沿光線622c、623c透射到光伏有源材料層301。為了實現(xiàn)此目標(biāo)，可基于材料的消光系數(shù)來選擇部分反射器層201。舉例來說，部分反射器層201可包含非晶硅。圖7A到圖7C說明用于制造并入有IMOD 200的PV裝置730 (圖7C)的工藝的一個實例。所述實例使用沉積薄膜有源材料層301a、301b(圖7C)。如圖7A中所說明，在一個實施例中，制造所述裝置的方法可包含提供形成于襯底311上的PV電池40 以建立起動器堆疊710。PV電池40 包含第一透明導(dǎo)電材料層403a、第一 PV有源材料層301a及第二透明導(dǎo)電材料層40北。當(dāng)反射器或部分反射器(例如，第二 PV有源材料)沉積于第二透明導(dǎo)電材料層40 上時，可預(yù)先調(diào)諧起動器堆疊710以反射特定色彩或波長。起動器堆疊 710可通過調(diào)整第二透明導(dǎo)電材料層及/或第一 PV有源材料層301a的厚度來調(diào)諧。仍參看圖7A，起動器堆疊710的制造可開始于襯底及依次沉積于所述襯底上的層?？赏ㄟ^物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、電化學(xué)氣相沉積或等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積以及為所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的其它方法來沉積第一光伏有源材料層301a。如由所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，包含非晶硅層的PV有源材料層可包括一個或一個以上具有 及/或P 摻雜硅的結(jié)且可進(jìn)一步包含p-i-n結(jié)。用于第一 PV有源材料層301a的其它適當(dāng)材料包括鍺(Ge)、Ge合金及如硒化銅銦鎵(CIGS)、碲化鎘(CdTe)等合金以及III-V族半導(dǎo)體材料或串聯(lián)多結(jié)光伏材料及膜。III-V族半導(dǎo)體材料包括例如砷化鎵(GaAs)、氮化銦QnN)、氮化鎵(GaN)、砷化硼(Bas)等材料。形成這些材料的方法為所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所知。作為說明性實例，可通過基于真空的工藝來形成如CIGS等合金，在所述工藝中將銅、鎵及銦共蒸鍍或共濺鍍，接著使用硒化物蒸氣進(jìn)行退火以形成最終的CIGS結(jié)構(gòu)?；诜钦婵盏奶娲怨に囈矠樗鶎兕I(lǐng)域的技術(shù)人員所知?？蓪⒍询B710預(yù)成型為一件式。參看圖7B，制造并入有IMOD 200的PV裝置730的方法可使用第二堆疊720。第二堆疊720可包含第二 PV有源材料層301b及第三透明導(dǎo)電材料層403c?？蓪⒌诙询B 720添加到經(jīng)預(yù)先調(diào)諧的起動器堆疊710以建立PV裝置730。第二堆疊720可依次逐層沉積于起動器堆疊710的第二透明導(dǎo)電材料側(cè)上?，F(xiàn)參看圖7C，根據(jù)一個實施例，當(dāng)將第二堆疊720逐層沉積于起動器堆疊710上時形成PV裝置730。舉例來說，第三方可將一定數(shù)量的起動器堆疊710供應(yīng)給PV裝置制造商，且PV裝置制造商可接著通過將第二 PV有源材料層301b沉積于起動器堆疊710上且接著將第三透明導(dǎo)電材料層403c沉積于第二 PV有源材料層301b上而將第二堆疊720形成于起動器堆疊710上，從而產(chǎn)生PV裝置730。在另一實施例中，可在單片工藝中制造PV裝置730。PV裝置730經(jīng)配置以基于第二透明導(dǎo)電材料層40 的厚度及第一 PV有源材料層 301a與第二 PV有源材料層301b的厚度而反射特定色彩。仍參看圖7C，PV裝置730包含兩個PV電池4(^a、405b。PV電池40fe、405b中的每一者包含PV有源材料層。第一 PV電池40 包含第一 PV有源材料層301a，且第二 PV 電池40 包含第二 PV有源材料層301b。第一 PV有源材料層403a與第二 PV有源材料層 403b兩者均充當(dāng)IMOD 200中的部分反射器層。因此，PV裝置730產(chǎn)生電力且經(jīng)配置以從裝置的襯底側(cè)反射特定色彩。
圖7D到圖7E說明制造并入有IMOD 200的PV裝置750 (圖7E)的工藝的另一實例。如圖7D中所說明，在一個實施例中，制造所述裝置的方法可包含提供起動器堆疊740。 所述起動器堆疊740可包含安置于襯底311與第一透明導(dǎo)電材料層403a之間的部分反射器201。當(dāng)將反射器或部分反射器(例如，PV有源材料)沉積于第一透明導(dǎo)電材料層403a 上時，可預(yù)先調(diào)諧所述起動器堆疊740以反射特定波長?？赏ㄟ^調(diào)整第一透明導(dǎo)電材料層 403a及/或部分反射器201的厚度來調(diào)諧起動器堆疊740。經(jīng)選擇用于部分反射器201的材料可在大于約SOOnm的波長處具有低消光系數(shù)以允許較長波長透射穿過起動器堆疊740?，F(xiàn)參看圖7E，根據(jù)一個實施例，當(dāng)將第二堆疊720逐層沉積于起動器堆疊740上時形成PV裝置750。舉例來說，第三方可將一定數(shù)量的起動器堆疊740供應(yīng)給PV制造商。 PV裝置制造商可接著通過將PV有源材料層301沉積于起動器堆疊740上且接著將第二透明導(dǎo)電材料層403b沉積于PV有源材料層301上而將第二堆疊720形成于起動器堆疊740 上，從而形成PV裝置750。在另一實施例中，可在單片工藝中制造PV裝置750。PV裝置750 經(jīng)配置以從裝置的襯底311側(cè)反射特定色彩且產(chǎn)生電力。圖7F為描繪根據(jù)一個實施例的制造包含一個IMOD及兩個PV電池的PV裝置的方法700的框圖。方法700包括以下步驟將第一透明導(dǎo)電材料層沉積于襯底上(701)；將第一 PV有源材料層沉積于第一透明導(dǎo)電材料層上(703)；將第二透明導(dǎo)電材料層沉積于第一部分反射器層上(705)；將第二 PV有源材料層沉積于第二透明導(dǎo)電材料層上(707)；及將第三透明導(dǎo)電材料層沉積于第二部分反射器層上(709)。執(zhí)行方法700將形成類似于圖4G 中所示的裝置的PV裝置?？烧{(diào)整每一步驟以便從所形成的PV裝置的襯底側(cè)反射特定色彩，同時最大化能量產(chǎn)生。舉例來說，第一 PV有源材料層可包含在紅外光光譜中具有低消光系數(shù)且在可見光光譜中具有較高消光系數(shù)的材料。用于第一有源材料層的材料的實例包括 Ge、GaInP、α -Si、CdTe、GaAs、InP、多晶硅、單晶硅、ZnO 及 CIGS。前述描述內(nèi)容詳述了本發(fā)明的特定實施例。然而，將了解，無論上述內(nèi)容在文字上看起來如何詳細(xì)，仍可以許多方式來實踐本發(fā)明。如上文還陳述，應(yīng)注意，在描述本發(fā)明的某些特征或方面時對特定術(shù)語的使用不應(yīng)被視為暗示在本文中將所述術(shù)語重新定義為局限于包括本發(fā)明的與所述術(shù)語相關(guān)聯(lián)的特征或方面的任何具體特性。因此，應(yīng)根據(jù)所附權(quán)利要求書及其任何等效物來解釋本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種濾色裝置，其包含第一部分反射器層，其包含具有在大于約SOOnm的波長處小于約一(1)的消光系數(shù)的材料；第二部分反射器層，其包含具有在大于約SOOnm的波長處小于約一(1)的消光系數(shù)的材料；及第一光學(xué)諧振腔，其由所述第一部分反射器層及所述第二部分反射器層界定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進(jìn)一步包含光伏有源層，所述光伏有源層經(jīng)安置以使得所述第二部分反射器層定位于所述第一光學(xué)諧振腔與所述光伏有源層之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進(jìn)一步包含光伏電池，所述光伏電池經(jīng)安置以使得所述第二部分反射器層定位于所述第一光學(xué)諧振腔與所述光伏電池之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其進(jìn)一步包含在所述光伏電池與所述第二部分反射器層之間的粘著劑層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其進(jìn)一步包含在所述光伏電池與所述第二部分反射器層之間的彈性體層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一光學(xué)諧振腔具有在約700A與約5000 A 之間的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一光學(xué)諧振腔的厚度跨越所述濾色裝置的至少一部分而不均一。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一部分反射器層具有在約20A與約300 A 之間的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述第一部分反射器及所述第二部分反射器的至少一部分為大致上相同厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一部分反射器層包含選自由以下各項組成的群組的材料:Ge、GalnP、α -Si、CdTe、GaAs、InP、多晶硅、單晶硅、ZnO及CIGS。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一及第二部分反射器層包含具有在大于約600nm的波長處小于約1的消光系數(shù)值的材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一及第二部分反射器層包含具有在大于約SOOnm的波長處小于約0. 5的消光系數(shù)值的材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一及第二部分反射器層包含具有對于可見光比對于紅外光低的消光系數(shù)值的材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一部分反射器層及所述第二部分反射器層包含非晶硅。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一光學(xué)諧振腔包含間隔物層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述間隔物層包含二氧化硅。
17.—種濾色裝置，其包含用于部分地反射光的第一構(gòu)件，所述第一部分反射構(gòu)件具有在大于約SOOnm的波長處小于約一(1)的消光系數(shù)；用于部分地反射光的第二構(gòu)件，所述第二部分反射構(gòu)件具有在大于約SOOnm的波長處小于約一(1)的消光系數(shù)；及第一光學(xué)諧振腔，其由所述第一部分反射構(gòu)件及所述第二部分反射構(gòu)件界定。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述用于部分地反射光的第一構(gòu)件包含第一部分反射器層，且所述用于部分地反射光的第二構(gòu)件包含第二部分反射器層。
19.一種光伏裝置，其包含第一部分反射構(gòu)件，所述第一部分反射構(gòu)件具有在大于SOOnm的波長處小于約1的消光系數(shù)第二部分反射構(gòu)件，所述第二部分反射構(gòu)件包含光伏有源材料；及第一光學(xué)諧振腔，其由所述第一部分反射器層及所述第二部分反射器層界定。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光伏裝置，其中所述第一部分反射構(gòu)件包含第一部分反射器層ο
21.一種光伏裝置，其包含第一部分反射器層，其包含具有在大于SOOnm的波長處小于約1的消光系數(shù)的材料； 第二部分反射器層，其包含光伏有源材料；及第一光學(xué)諧振腔，其由所述第一部分反射器層及所述第二部分反射器層界定。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述第一光學(xué)諧振腔具有在約700A與約5000A 之間的厚度。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述第一部分反射器層具有在約20A與約300A 之間的厚度。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述第二部分反射器層包含選自由以下各項組成的群組的材料:Ge、GalnP、α -Si、CdTe、GaAs、InP、多晶硅、單晶硅、ZnO及CIGS。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述第一部分反射器層包含具有在大于600nm 的波長處小于1的消光系數(shù)值的材料。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述第一部分反射器層包含具有在大于SOOnm 的波長處小于0. 5的消光系數(shù)值的材料。
27.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述第一部分反射器層包含具有在可見光光譜中比在紅外光光譜中低的消光系數(shù)值的材料。
28.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其進(jìn)一步包含反射器層，其經(jīng)安置以使得所述第二部分反射器層在所述反射器層與所述第一光學(xué)諧振腔之間；及第二光學(xué)諧振腔，其由所述第二部分反射器層及所述反射器層界定。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的裝置，其中所述反射器層為部分反射器。
30.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的裝置，其中所述第二光學(xué)諧振腔包含透明導(dǎo)電材料。
31.一種光伏裝置，其包含第一部分反射器層，其包含具有在大于SOOnm的波長處小于約1的消光系數(shù)的光伏有源材料；第二部分反射器層，其包含光伏有源材料；及第一光學(xué)諧振腔，其由所述第一部分反射器層及所述第二部分反射器層界定。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述第一光學(xué)諧振腔包含間隔物層。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中所述間隔物層包含透明導(dǎo)電材料。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中所述間隔物層包含 第一透明導(dǎo)電材料層；第二透明導(dǎo)電材料層；及第二光學(xué)諧振腔，其由所述第一透明導(dǎo)電材料層及所述第二透明導(dǎo)電材料層界定。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的光伏裝置，其中所述第二光學(xué)諧振腔包含間隔物層。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的裝置，其中所述第二光學(xué)諧振腔的所述間隔物層包含不導(dǎo)電材料。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，其進(jìn)一步包含第一透明導(dǎo)電材料層，其經(jīng)安置以使得所述第一部分反射器層定位于所述第一透明導(dǎo)電材料層與所述間隔物層之間；及第二透明導(dǎo)電材料層，其經(jīng)安置以使得所述第二部分反射器層在所述第二透明導(dǎo)電材料層與所述間隔物層之間。
38.一種光伏裝置，其包含 第一光伏有源材料層； 第二光伏有源材料層；光學(xué)諧振腔，其安置于所述第一光伏有源材料層與所述第二光伏有源材料層之間； 第一透明導(dǎo)電材料層，其經(jīng)安置以使得所述第一光伏有源材料層在所述第一透明導(dǎo)電材料層與所述光學(xué)諧振腔之間；及第二透明導(dǎo)電材料層，其經(jīng)安置以使得所述第二光伏有源材料層在所述第二透明導(dǎo)電材料層與所述光學(xué)諧振腔之間。
39.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述光學(xué)諧振腔包含透明導(dǎo)電材料。
40.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述第一光伏有源材料層包含具有在大于約 SOOnm的波長處小于約一(1)的消光系數(shù)的材料。
41.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述光學(xué)諧振腔包含多個層。
42.一種制造光伏裝置的方法，所述方法包含 將第一透明導(dǎo)電材料層沉積于襯底上；將第一光伏有源層沉積于所述第一透明導(dǎo)電材料層上； 將第二透明導(dǎo)電材料層沉積于所述第一光伏有源層上； 將第二光伏有源層沉積于所述第二透明導(dǎo)電材料層上；及將第三透明導(dǎo)電材料層沉積于所述第二光伏有源層上。
43.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中第一部分反射器層包含具有在大于約SOOnm的波長處小于約一(1)的消光系數(shù)的材料。
44.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其進(jìn)一步包含 將反射器層沉積于所述第三透明導(dǎo)電材料層上。
45.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述反射器層包含部分反射器。
46.一種光伏裝置，其包含第一部分反射器層，其包含具有在大于SOOnm的波長處小于約1的消光系數(shù)的光伏有源材料；第二部分反射器層，其包含光伏有源材料；第一光學(xué)諧振腔，其由所述第一部分反射器層及所述第二部分反射器層界定； 反射器層；第二光學(xué)諧振腔，其包含透明導(dǎo)電材料，所述第二光學(xué)諧振腔由所述第二部分反射器層及所述反射器層界定；及透明導(dǎo)電材料層，其經(jīng)安置以使得所述第一部分反射器層在所述透明導(dǎo)電材料層與所述第一光學(xué)諧振腔之間。
47.一種光伏裝置，其包含濾色器，其包含第一部分反射器及安置于所述第一部分反射器上的透明導(dǎo)電材料層；及光伏有源材料層，其安置于所述透明導(dǎo)電材料層上。
48.一種制造光伏裝置的方法，所述方法包含提供具有前側(cè)及背側(cè)的起動器堆疊，所述起動器堆疊包含第一部分反射器；及將光伏有源層沉積于所述起動器堆疊的所述背側(cè)上。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中所述起動器堆疊包含透明導(dǎo)電材料層，所述透明導(dǎo)電材料層經(jīng)安置以使得所述第一部分反射器在所述透明導(dǎo)電材料層與所述起動器堆疊的所述前側(cè)之間。
50.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中所述起動器堆疊包含透明導(dǎo)電材料層及間隔物層，所述透明導(dǎo)電材料層及間隔物層經(jīng)安置以使得所述透明導(dǎo)電材料層及間隔物層在所述部分反射器與所述起動器堆疊的所述背側(cè)之間。
51.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中所述第一部分反射器包含具有在大于約SOOnm 的波長處小于約一(1)的消光系數(shù)的材料。
全文摘要
本發(fā)明提供并入有干涉式堆疊(410)的裝置，所述干涉式堆疊(410)經(jīng)配置以反射特定色彩的波長且使較長波長透射穿過所述干涉式堆疊(410)。在一個實例中，濾色器包括兩個部分反射器(201)，所述兩個部分反射器(201)包含在大于約800nm的波長處小于約1的消光系數(shù)。所述兩個部分反射器(201)界定光學(xué)諧振腔(401)，從而形成經(jīng)配置以反射色彩并透射一些電磁波的干涉式堆疊(410)。在另一實例中，光伏裝置(440)包括充當(dāng)部分反射器的兩個光伏有源層(301)以形成干涉式堆疊(200)。所述光伏裝置經(jīng)配置以反射色彩并產(chǎn)生電力。
文檔編號G02B5/28GK102177588SQ200980140473
公開日2011年9月7日 申請日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者喬納森·C·格里菲思, 馬尼什·科塔里 申請人:高通Mems科技公司