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公開番号2025134798
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-17
出願番号2025099119,2021502473
出願日2025-06-13,2019-07-18
発明の名称磁化可能な粒子を有する光制御構造体を有するデバイス
出願人スリーエムイノベイティブプロパティズカンパニー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02S 40/20 20140101AFI20250909BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】磁化可能な粒子を、磁界を使用して樹脂中で互いに対して配置、整列、及び/又は配向させて、光制御のための所望の構造を形成する。
【解決手段】ソーラーデバイスは、封入材45中に配置された1つ以上の光起電力セルと、一連のルーバー構造体を有するルーバーフィルムを含む光制御構造体とを備え、各ルーバー構造体は、複数の磁化可能な粒子の1つ以上のグループを含み、複数の磁化可能な粒子は、結合マトリックス中に分散され、少なくとも第1の配向にて整列されている。光制御構造体は、第1の角度で入射する光を実質的に透過させ、第2の角度で入射する光の透過を実質的に制限する。各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体から離され、各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体に実質的に平行な平面内で実質的に整列されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
封入材中に配置された１つ以上の光起電力セルと、
一連のルーバー構造体を有するルーバーフィルムを含む光制御構造体であって、各ルーバー構造体は、複数の磁化可能な粒子の１つ以上のグループを含み、前記複数の磁化可能な粒子は、結合マトリックス中に分散され、少なくとも第１の配向にて整列されており、
前記光制御構造体は、第１の角度で入射する光を実質的に透過させ、第２の角度で入射する光の透過を実質的に制限し、
各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体から離され、各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体に実質的に平行な平面内で実質的に整列されている、光制御構造体と、を備える、ソーラーデバイス。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
各ルーバー構造体が、前記光制御構造体の光入射面の法線から約０°～約５０°のルーバー角度にて配向されている、請求項１に記載のソーラーデバイス。
【請求項３】
各ルーバー構造体が、約０°～約４０°のルーバー角度にて配向されている、請求項１又は２に記載のソーラーデバイス。
【請求項４】
各ルーバー構造体が、約０°～約３０°のルーバー角度にて配向されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項５】
各ルーバー構造体が、約１０°～約３０°のルーバー角度にて配向されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項６】
前記光制御構造体は、少なくとも５０％である最大相対輝度比（ＲＢＲ）を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項７】
前記光制御構造体は、可視スペクトルの一部分を選択的に吸収する、請求項１～６のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項８】
前記磁化可能な粒子の少なくとも一部分が、可視スペクトルの１つ以上の選択的波長を反射させる、請求項１～７のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項９】
前記複数の磁化可能な粒子は、磁化可能な粒子の複数のグループを含み、粒子の各グループが、隣り合うグループから約０．０５ｍｍ～約５ｍｍ離されている、請求項１～８のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項１０】
前記磁化可能な粒子は、セラミック、金属合金粉末、金属合金、磁化可能となるようにコーティングされたガラス粒子、磁化可能となるようにコーティングされた雲母粒子、複合材、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される１つ以上の粒子を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書は、全般的に、限定するわけではないが、磁化可能な粒子を含む、フィルムなどの光制御構造体を有する、ソーラーセル及びソーラー屋根パネルなどのデバイスに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
光制御フィルム（ＬＣＦ）は、光の透過を調節するように構成された光学フィルムである。典型的なＬＣＦは、光吸収材料で形成された複数の平行溝を有する光透過性フィルムを含む。
【０００３】
当該技術分野において公知のＬＣＦは可視光を制御し、ディスプレイに利用可能な光の制御と併せて使用される。例えば、ＬＣＦは、ディスプレイ表面、画像表面、又は視認される他の表面に近接して配置され得る。観察者がフィルム表面に垂直な方向でＬＣＦを通して画像を見る垂直入射（すなわち、０度の視野角）では、画像は視認可能である。視野角が増加するにつれて、ＬＣＦを透過する光の量は、外部視野カットオフ角度に達するまで減少し、外部視野カットオフ角度では実質的に全て（約９５％超）の光が光吸収材料によって阻止され、画像はもはや視認できない。ＬＣＦは、視野角の典型的な範囲の外にいる他の観察者による観察を阻止することによって、観察者にプライバシーを提供する。
【０００４】
元来、ＬＣＦは、重合性樹脂をポリカーボネート基材上で成形及び紫外線硬化することによって調製することができる。このようなＬＣＦは、商標名「３Ｍ（商標）ＰｒｉｖａｃｙＦｉｌｔｅｒｓｆｏｒＮｏｔｅｂｏｏｋＣｏｍｐｕｔｅｒｓａｎｄＬＣＤＭｏｎｉｔｏｒｓ」にて、３ＭＣｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から市販されている。これらの形成プロセスは、労力の集中を要し、かつ費用を要する場合がある。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、ＬＣＦの一部として使用することができる磁化可能な粒子を有する光制御構造体を含むデバイスに関する。これらのデバイスは、ソーラーセル及びソーラー屋根パネルなどの様々なデバイスを含むことができる。磁化可能な粒子を、磁界を使用して樹脂中で互いに対して配置、整列、及び／又は配向させて、光制御のための所望の構造を形成することができる。
【０００６】
従来のＬＣＦに関連するプロセシング及びコストを考慮すると、本発明者らは、ＬＣＦが、とりわけ、より低いコストで所望の構造に構成できる磁化可能な粒子の使用から利益を得ることができることを認識した。したがって、本発明者らは、磁界を変化させて、磁化可能な粒子の互いに対する配向、位置、及び／又は整列を制御して所望の構造を形成するプロセス及び装置を開発した。本発明者らは、例えば、磁化可能な粒子に対する回転変調により、又は角度が複数回変化する、変化する印加磁界により変化させた印加磁界を使用して、樹脂又は結合マトリックス中の複数の磁化可能な粒子について所望の構造を実現できることを発見した。樹脂又は結合マトリックス中の複数の磁化可能な粒子についてのこのような所望の構造がいったん実現されると、樹脂又は結合マトリックスを部分的に硬化させるか又は完全に硬化させることによって、樹脂又は結合マトリックスの粘度を増加させることができる。磁界の変化は複数のプロセスによって達成することができ、そのプロセスのいくつかが以下の実施形態に記載される。プロセスは、複数の磁化可能な粒子に対して所望の構造を実現することができる。
【０００７】
ソーラーセル又はソーラー屋根パネルなどの大規模デバイスを含む特定のデバイスでは、複数の磁化可能な粒子の、結果として得られる構造を光制御フィルム（ＬＣＦ）として実現することができ、それを使用して、特定の角度から見たときにソーラーセル／ソーラー屋根パネルを隠すか又はカモフラージュし、一方で依然として、太陽光の相当量の透過を可能にして、太陽光の電気エネルギーへの効率的な変換を可能にすることができる。
【０００８】
一例示的実施形態によれば、ソーラーデバイスは、封入材中に配置された１つ以上の光起電力セルと、一連のルーバー構造体を有するルーバーフィルムを含む光制御構造体とを備え、各ルーバー構造体は、複数の磁化可能な粒子の１つ以上のグループを含み、複数の磁化可能な粒子は、結合マトリックス中に分散され、少なくとも第１の配向にて整列されている。光制御構造体は、第１の角度で入射する光を実質的に透過させ、第２の角度で入射する光の透過を実質的に制限する。各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体から離され、各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体に実質的に平行な平面内で実質的に整列されている。
【０００９】
別の実施形態によれば、各ルーバー構造体は、光制御構造体の光入射面の法線から約０°～約５０°のルーバー角度にて配向される。
【００１０】
別の実施形態によれば、複数の磁化可能な粒子は、磁化可能な粒子の複数のグループを含み、粒子の各グループは、隣り合うグループから約０．０５ｍｍ～約５ｍｍ離されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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