집광용 마이크로렌즈 어레이를 구비한 태양전지
SOLAR CELL WITH MICROLENS ARRAY FOR CONDENSING LIGHTS INTO THE CELL
특허 요약
집광용 마이크로렌즈 어레이를 구비한 태양전지가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 집광용 마이크로렌즈 어레이를 구비한 태양전지는, 하부전극; 상단에 상부 불투명 금속 격자 전극이 형성되고, 하단이 상기 하부전극 상에 배치되며, Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로 이루어져 태양광이 흡수되어 광전변환이 일어나는 광활성층; 및 상기 광활성층의 상단으로부터 일정의 갭을 이루어 배치되어 입사되는 태양광을 굴절하여 상기 광활성층에 전달하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함한다.
청구항
번호청구항
1

하부전극;상단에 상부 불투명 금속 격자 전극이 형성되고, 하단이 상기 하부전극 상에 배치되며, Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로 이루어져 태양광이 흡수되어 광전변환이 일어나는 광활성층; 및상기 광활성층의 상단으로부터 일정의 갭을 이루어 배치되어 입사되는 태양광을 굴절하여 상기 광활성층에 전달하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함하며,상기 마이크로 렌즈 어레이의 각 마이크로 렌즈의 크기가 상기 상부 불투명 금속 격자 전극 간의 간격과 상부 불투명 금속 격자 전극의 크기를 합한 값 또는 상기 상부 불투명 금속 격자 전극 간의 간격과 일치하도록 형성되고, 이와 동시에 상기 광활성층과 상기 마이크로 렌즈 어레이 간 일정의 갭이, 상기 마이크로 렌즈 어레이에 입사된 태양광이 상기 마이크로 렌즈 어레이에서 굴절되어 상기 광활성층의 상단에 형성되는 스팟(spot)의 면적이 최소화되도록, 상기 광활성층의 상단으로부터 상기 마이크로 렌즈 어레이가 위치한 높이와 동일하게 형성됨으로써, 상기 마이크로 렌즈 어레이에서 굴절된 태양광이 상기 상부 불투명 금속 격자 전극에 의해 반사되는 손실을 줄이며 상기 마이크로 렌즈 어레이에서 굴절된 태양광이 광활성층 내부로 골고루 도달하여 상부 불투명 금속 격자 전극 아랫부분에서의 그림자 효과로 인한 손실을 최소화하여 광활성층의 광전 효율을 증가시킨 것을 특징으로 하는 집광용 마이크로렌즈 어레이를 구비한 태양전지.

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청구항 1에 있어서, 상기 마이크로 렌즈 어레이는,상면에, 입사되는 태양광이 굴절되는 트룬케이트된 구형(truncated spherical shape)의 복수의 마이크로 렌즈가 형성된 것을 특징으로 하는 집광용 마이크로 렌즈 어레이를 구비한 태양전지.

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청구항 3에 있어서,상기 구형의 복수의 마이크로 렌즈 각각은, 인접하는 구형의 마이크로 렌즈와의 거리가 "0"이 되도록 상기 마이크로 렌즈 어레이의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 집광용 마이크로 렌즈 어레이를 구비한 태양전지.

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청구항 3에 있어서,상기 구형의 복수의 마이크로 렌즈가 형성된 마이크로 렌즈 어레이의 하면과 상기 광활성층의 상단 간 일정의 갭은, 900μm인 것을 특징으로 하는 집광용 마이크로 렌즈 어레이를 구비한 태양전지.

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청구항 1에 있어서,상기 마이크로 렌즈 어레이는,상면에, 입사되는 태양광이 굴절되는 트룬케이트된 원통형(truncated cylindrical shape)의 복수의 마이크로 렌즈가 형성된 것을 특징으로 하는 집광용 마이크로 렌즈 어레이를 구비한 태양전지.

7

청구항 6에 있어서,상기 원통형의 복수의 마이크로 렌즈 각각은, 인접하는 원통형의 마이크로 렌즈와의 거리가 "0"이 되도록 상기 마이크로 렌즈 어레이의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 집광용 마이크로 렌즈 어레이를 구비한 태양전지.

8

청구항 6에 있어서,상기 원통형의 복수의 마이크로 렌즈가 형성된 마이크로 렌즈 어레이의 하면과 상기 광활성층의 상단 간 일정의 갭은, 600μm인 것을 특징으로 하는 집광용 마이크로 렌즈 어레이를 구비한 태양전지.

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청구항 1에 있어서,상기 집광용 마이크로 렌즈 어레이를 구비한 태양전지는,상기 하부전극 상에서, 상기 광활성층 및 상기 마이크로 렌즈 어레이를 에워싸며 태양광이 투과하는 밀봉부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집광용 마이크로렌즈 어레이를 구비한 태양전지.

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청구항 9에 있어서,상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 밀봉부재의 내측면에 밀착 결합되고, 상기 광활성층의 상단으로부터 일정의 갭을 이루어 배치되는 것을 특징으로 하는 집광용 마이크로 렌즈 어레이를 구비한 태양전지.

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청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 10 중 적어도 어느 하나에 있어서,상기 집광용 마이크로 렌즈 어레이를 구비한 태양전지는,상기 마이크로 렌즈 어레이가 상기 광활성층의 상단으로부터 일정의 갭을 이루어 배치되도록, 상단이 상기 마이크로 렌즈 어레이의 하면에 밀착되며 하단이 상기 광활성층의 상단에 밀착되어 상기 마이크로 렌즈 어레이를 지지하는 간격부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집광용 마이크로 렌즈 어레이를 구비한 태양전지.