特表 2024-530652 営農型太陽光発電のための透明ソーラーパネル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-23

(54)【発明の名称】営農型太陽光発電のための透明ソーラーパネル

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/055 20140101AFI20240816BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 622

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024506962

(86)(22)【出願日】2022-08-05

(85)【翻訳文提出日】2024-04-05

(86)【国際出願番号】 US2022039604

(87)【国際公開番号】W WO2023014990

(87)【国際公開日】2023-02-09

(31)【優先権主張番号】63/230,319

(32)【優先日】2021-08-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】502243376

【氏名又は名称】ボード オブ トラスティーズ オブ ミシガン ステート ユニバーシティ

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】ラント ザ サード，リチャード ロイヤル

(72)【発明者】

【氏名】エレーラ，クリストファー

(72)【発明者】

【氏名】ストールネクト，エリック，ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】シャーキー，トーマス，ディー．

(72)【発明者】

【氏名】ランクル，エリック，エス．

(72)【発明者】

【氏名】ベイツ，マシュー

【テーマコード（参考）】

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F251AA11

5F251BA05

5F251JA09

5F251JA13

5F251JA21

5F251JA30

(57)【要約】

透明ソーラーパネルは、透明基板と、透明光活性材料と、を備える。前記透明ソーラーパネル全体の平均光合成透過率（ＡＰＴ）は、約４５％以上である。前記透明ソーラーパネルは、約１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上の日積算光量（ＤＬＩ）で、植物を含む領域へ光を透過させるように構成されている。前記透明ソーラーパネルは、透明光電池（ＴＰＶ）または透明発光型太陽光集光器（ＴＬＳＣ）であってもよい。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

透明ソーラーパネルであって、
透明基板と、
透明光活性材料と、
を備え、
前記透明ソーラーパネル全体の平均光合成透過率（ＡＰＴ）は、約４５％以上であり、
前記透明ソーラーパネルは、約１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上の日積算光量（ＤＬＩ）で、植物を含む領域へ光を透過させるように構成されている、透明ソーラーパネル。

【請求項2】

前記透明ソーラーパネルは、透明光電池（ＴＰＶ）であり、
前記透明光電池（ＴＰＶ）は、
前記透明基板上の第１透明電極と、
前記透明光活性材料と、
第２透明電極と、
を備え、
前記透明光活性材料は、前記第１透明電極と前記第２透明電極との間にある、請求項１に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項3】

前記透明ソーラーパネルは、透明発光型太陽光集光器（ＴＬＳＣ）であり、
前記透明発光型太陽光集光器（ＴＬＳＣ）は、
前記透明基板であって、
第１表面と、
前記第１表面の反対側の第２表面と、
エッジ表面と、
を含む前記透明基板と、
第１波長範囲内の光を吸収し、第２波長範囲内の光を放出するように構成された発光団であって、
（ｉ）前記透明基板内、
（ｉｉ）前記第１表面上、前記第２表面上、もしくは前記第１表面と前記第２表面との両方の表面上の層内、または
（ｉｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）との両方
に埋め込まれた発光団と、
前記エッジ表面に結合された太陽光発電デバイスであって、前記第２波長範囲内の光を吸収するように構成された太陽光発電デバイスと、
を備える、請求項１に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項4】

前記透明ソーラーパネルは、約６５％以上のＡＰＴを有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項5】

前記透明ソーラーパネルは、約１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上の拡張日積算光量（ｅＤＬＩ）で、前記領域へ光を透過させるように構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項6】

前記透明ソーラーパネルは、約９ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上の収量光量子束密度（ＹＰＦＤ）で、前記領域へ光を透過させるように構成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項7】

前記透明光活性材料は、約４５０ｎｍ未満または約７２５ｎｍ超のピーク吸収を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項8】

前記透明光活性材料は、７００ｎｍの波長カットオフを有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項9】

前記透明ソーラーパネル全体は、４７０ｎｍの波長の光に対して約６５％以上透明である、請求項１～８のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項10】

前記透明ソーラーパネル全体は、５３０ｎｍの波長の光に対して約６５％以上透明である、請求項１～９のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項11】

前記透明ソーラーパネル全体は、５００～５５０ｎｍの全ての波長の光に対して約６５％以上透明である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項12】

前記透明ソーラーパネル全体は、６２０ｎｍの波長の光に対して約６５％以上透明である、請求項１～１１のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項13】

前記透明ソーラーパネル全体は、５５０～６５０ｎｍの全ての波長の光に対して約６５％以上透明である、請求項１～１２のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項14】

前記透明ソーラーパネルは、約０．５以下の太陽熱利得係数（ＳＨＧＣ）を有する、請求項１～１３のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項15】

前記透明ソーラーパネルは、約０．９％以上の電力変換効率（ＰＣＥ）を有する、請求項１～１４のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項16】

前記透明ソーラーパネルは、当該透明ソーラーパネルの電力変換効率（ＰＣＥ）と当該透明ソーラーパネルの平均光合成透過率（ＡＰＴ）との積である光利用効率（ＬＵＥ^＊）を有し、
前記ＬＵＥ^＊は、約１％以上である、請求項１～１５のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項17】

前記透明ソーラーパネルは、両面型である、請求項１～１６のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項18】

前記透明基板を少なくとも部分的に取り囲むフレームをさらに備え、
前記フレームの色は、Ｒ、Ｇ、Ｂの十進コードを有し、
Ｒは、約１５０以上約２５５以下であり、
Ｇは、約１５０以上約２５５以下であり、
Ｂは、約１５０以上約２５５以下である、請求項１～１７のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項19】

支持構造物と、
請求項１～１８のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネルであって、前記支持構造物に結合された透明ソーラーパネルと、
を備える、農業フィールドアレイ。

【請求項20】

構造物であって、
側壁と、
屋根と、
を備え、
前記側壁および前記屋根のうちの少なくとも一方は、請求項１～１８のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネルを含み、
前記構造物は、十分に包囲されている、構造物。

【請求項21】

１つの農業機器と、
請求項１～１８のいずれか一項に記載の透明ソーラーパネルであって、前記１つの機器に結合された透明ソーラーパネルと、
を備える、農業アセンブリ。

【請求項22】

前記１つの農業機器は、潅漑システム、肥料システム、播種システム、収穫システム、ＣＯ_２増加システム、またはこれらの組み合わせから選択される、請求項２１に記載の農業アセンブリ。

【請求項23】

複数の透明ソーラーパネルと、
植物を含むフィールド領域へ光を透過させるように構成されるよう前記複数の透明ソーラーパネルを支持する支持構造物と、
を備え、
前記複数の透明ソーラーパネルの各々は、
透明基板と、
透明光活性材料と、
を含み、
前記複数の透明ソーラーパネルの各々の平均光合成透過率（ＡＰＴ）は、約４５％以上である、農業フィールドアレイ。

【請求項24】

前記複数の透明ソーラーパネルは、線形アレイを定める、請求項２３に記載の農業フィールドアレイ。

【請求項25】

前記透明基板は、平坦な第１表面を定め、
前記平坦な第１表面と前記フィールド領域の第２表面との間の角度は、固定されている、請求項２３または２４に記載の農業フィールドアレイ。

【請求項26】

前記角度は、約９０°である、請求項２５に記載の農業フィールドアレイ。

【請求項27】

前記角度は、約０°である、請求項２５に記載の農業フィールドアレイ。

【請求項28】

前記角度は、前記農業フィールドアレイが配置された緯度から約５°以内である、請求項２５に記載の農業フィールドアレイ。

【請求項29】

前記透明基板は、平坦な第１表面を定め、
前記平坦な第１表面と前記フィールド領域の第２表面との間の角度は、調整可能であり、
前記角度は、太陽の位置を追跡するように構成されている、請求項２３または２４に記載の農業フィールドアレイ。

【請求項30】

前記農業フィールドアレイは、前記フィールド領域を定める表面と、前記複数の透明ソーラーパネルの最も近いエッジとの間において、約４．５ｍ以上の高さを定める、請求項２３～２９のいずれか一項に記載の農業フィールドアレイ。

【請求項31】

前記支持構造物を含む複数の支持構造物であって、当該複数の支持構造物の各々が前記複数の透明ソーラーパネルの一部を含む複数の支持構造物と、
前記複数の支持構造物の各々であって、約１０フィート以上約１００フィート以下の距離だけ、当該複数の支持構造物のうちの他の支持構造物から離隔している前記複数の支持構造物の各々と、
をさらに備える、請求項２３～３０のいずれか一項に記載の農業フィールドアレイ。

【請求項32】

前記複数の透明ソーラーパネルの各々は、約２ｍｍ以上約１０ｃｍ以下の距離だけ離隔している、請求項２９～３１のいずれか一項に記載の農業フィールドアレイ。

【請求項33】

太陽光発電（ＰＶ）および潅漑システムであって、
透明ソーラーパネルであって、
透明基板と、
波長選択性透明光活性材料と、
を含む、透明ソーラーパネルと、
植物を含むフィールド領域へ光を透過させるように構成されるよう前記透明ソーラーパネルを支持する支持構造物であって、内部領域を定める支持構造物と、
少なくとも部分的に前記内部領域内にある電気配線と、
前記支持構造物に結合された配管であって、水源から前記植物へ水を移送するように構成された導管を定める配管と、
を備える、太陽光発電（ＰＶ）および潅漑システム。

【請求項34】

前記支持構造物は、前記内部領域における隔壁を含み、
前記隔壁は、前記内部領域を第１部分と第２部分とに分割し、
前記電気配線は、少なくとも部分的に前記第１部分内にあり、
前記配管は、少なくとも部分的に前記第２部分内にある、請求項３３に記載のＰＶおよび灌漑システム。

【請求項35】

太陽光発電の方法であって、
波長選択性透明ソーラーパネルが光合成有機体を含む領域へ第１波長範囲内の光を透過させるように当該波長選択性透明ソーラーパネルを設置する工程と、
第２波長範囲内の光を吸収することによってパワーを生成する工程と、
を含む、方法。

【請求項36】

前記光合成有機体は、植物であり、
前記波長選択性透明ソーラーパネルによって透過される前記第１波長範囲内の前記光の下で栽培される前記植物の作物収量は、全スペクトル光の下で栽培される点以外は同一である条件下において栽培される植物と比較して、２５％以下だけ減少する、請求項３５に記載の方法。

【請求項37】

前記植物は、結果植物であり、
前記透明ソーラーパネル全体の平均光合成透過率（ＡＰＴ）は、約６５％以上であり、
前記波長選択性透明ソーラーパネルは、１５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１の日積算光量で、光を透過させるように構成されている、請求項３６に記載の方法。

【請求項38】

前記植物は、葉植物または穀物植物であり、
前記透明ソーラーパネル全体の平均光合成透過率（ＡＰＴ）は、約４５％以上であり、
前記波長選択性透明ソーラーパネルは、１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１の日積算光量で、光を透過させるように構成されている、請求項３６に記載の方法。

【請求項39】

設置する前記工程よりも前に、前記透明ソーラーパネルの第１表面と前記領域の第２表面との間に定められる固定角度を緯度に基づいて決定する工程をさらに含む、請求項３５～３８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項40】

設置する前記工程は、前記透明ソーラーパネルを含む複数の透明ソーラーパネルを設置する工程を含み、
前記方法は、夏至の間の影の低減もしくは最小化、隣り合う透明ソーラーパネル間の透水、またはこれらの組み合わせに基づいて、前記複数の透明ソーラーパネル間の間隔を決定する工程をさらに含む、請求項３５～３９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項41】

前記領域は、陸地を含む、請求項３５～４０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項42】

前記領域は、水を含む、請求項３５～４０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項43】

植物を含む領域において使用するための透明ソーラーパネルを作製する方法であって、
前記植物の所望の特性を達成するための日積算光量（ＤＬＩ）を決定する工程と、
前記ＤＬＩに適合する光活性材料を選択する工程と、
前記光活性材料を含む前記透明ソーラーパネルであって、前記植物を含む前記領域へ光を透過させるように構成された前記透明ソーラーパネルを構成する工程と、
を含む、方法。

【請求項44】

構成する前記工程よりも前に、所望の太陽熱利得係数（ＳＨＧＣ）が達成されるように前記透明ソーラーパネルのための材料を選択する工程をさらに含む、請求項４３に記載の方法。

【請求項45】

前記透明ソーラーパネルは、透明発光型太陽光集光器（ＴＬＳＣ）であり、
前記光活性材料は、発光団であり、
前記方法は、前記ＤＬＩに適合する前記発光団の濃度を決定する工程をさらに含む、請求項４３または４４に記載の方法。

【請求項46】

前記透明ソーラーパネルは、透明光電池（ＴＰＶ）であり、
前記方法は、前記アクティブ層、前記ＴＰＶ全体、または前記アクティブ層と前記ＴＰＶとの両方の厚さを、当該厚さが前記ＤＬＩに適合するように決定する工程をさらに含む、請求項４３または４４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【0001】

〔関連出願の相互参照〕
本出願は、２０２１年８月６日に出願された米国仮出願第６３／２３０，３１９号の利益を主張するものである。上記出願の開示全体は、参照によって本明細書に援用される。

【0002】

〔政府の権利〕
本発明は、政府の支援を受けて成されたものである（国立科学財団による助成金番号第１７０２５９１号）。政府は、本発明における一定の権利を有する。

【0003】

〔分野〕
本開示は、透明光電池（transparent photovoltaic：ＴＰＶ）および透明発光型太陽光集光器（transparent luminescent solar concentrator：ＴＬＳＣ）を含む、植物等の光合成有機体の上で使用するための透明ソーラーパネルに関する。

【0004】

〔背景〕
このセクションでは、本開示に関連する背景情報が提供される。当該背景情報は、必ずしも従来技術であるとは限らない。

【0005】

建物一体型太陽光発電（building-integrated photovoltaic：ＢＩＰＶ）を農業に組み込むことによって、食料不安の増大とエネルギー需要の増大との両方に対処する実用的な解決策が提供される。営農型太陽光発電（agrivoltaics）は、植物生産と太陽エネルギー取り込みとの両方のための太陽光の利用である。これらの２つの分野はいずれも、太陽光利用を増大または最大化するよう多くの陸地面積を占め得るため、しばしば、協力的というよりも競合的であると見なされる。これにもかかわらず、太陽光発電は、温室およびオープンフィールドにおける農作物生産に関して、潜在的かつ相乗的な利点を有している。

【0006】

〔概要〕
このセクションは、本開示の全般的な概要が提供するものだが、その全範囲またはその特徴の全てを包括的に開示するものではない。

【0007】

少なくとも１つの例示的実施形態では、本技術は、透明ソーラーパネルを提供する。前記透明ソーラーパネルは、透明光電池（ＴＰＶ）または透明発光型太陽光集光器（ＴＬＳＣ）を含む。前記ＴＰＶまたは前記ＴＬＳＣは、波長に基づいて光を選択的に吸収および透過するように構成されている。前記ＴＰＶまたは前記ＴＬＳＣは、１または複数の光合成有機体（例えば、植物）と光源（例えば、太陽）との間に配置されるように構成されている。

【0008】

少なくとも１つの例示的実施形態は、透明ソーラーパネルに関する。

【0009】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネルは、透明基板と、透明光活性材料と、を備える。前記透明ソーラーパネル全体の平均光合成透過率（ＡＰＴ）は、約４５％以上である。前記透明ソーラーパネルは、約１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上の日積算光量（ＤＬＩ）で、植物を含む領域へ光を透過させるように構成されている。

【0010】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネルは、透明光電池（ＴＰＶ）である。前記ＴＰＶは、第１透明電極と、前記透明光活性材料と、第２透明電極と、を備える。前記第１透明電極は、前記透明基板上にある。前記透明光活性材料は、前記第１透明電極と前記第２透明電極との間にある。

【0011】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネルは、透明発光型太陽光集光器（ＴＬＳＣ）である。前記ＴＬＳＣは、前記透明基板と、発光団と、太陽光発電デバイスと、を備える。前記透明基板は、第１表面と、前記第１表面の反対側の第２表面と、エッジ表面と、を含む。前記発光団は、第１波長範囲内の光を吸収し、第２波長範囲内の光を放出するように構成されている。前記発光団は、（ｉ）前記透明基板内、（ｉｉ）前記第１表面上、前記第２表面上、もしくは前記第１表面と前記第２表面との両方の表面上の層内、または（ｉｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）との両方に埋め込まれている。前記太陽光発電デバイスは、前記エッジ表面に結合されている。前記太陽光発電デバイスは、前記第２波長範囲内の光を吸収するように構成されている。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネルは、約６５％以上のＡＰＴを有する。

【0012】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネルは、約１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上の拡張日積算光量（ｅＤＬＩ）で、前記領域へ光を透過させるように構成されている。

【0013】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネルは、約９ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上の収量光量子束密度（ＹＰＦＤ）で、前記領域へ光を透過させるように構成されている。

【0014】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明光活性材料は、約４５０ｎｍ未満または約７２５ｎｍ超のピーク吸収を有する。

【0015】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明光活性材料は、７００ｎｍの波長カットオフを有する。

【0016】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネル全体は、４７０ｎｍの波長の光に対して約６５％以上透明である。

【0017】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネル全体は、５３０ｎｍの波長の光に対して約６５％以上透明である。

【0018】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネル全体は、５００～５５０ｎｍの全ての波長の光に対して約６５％以上透明である。

【0019】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネル全体は、６２０ｎｍの波長の光に対して約６５％以上透明である。

【0020】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネル全体は、５５０～６５０ｎｍの全ての波長の光に対して約６５％以上透明である。

【0021】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネルは、約０．５以下の太陽熱利得係数（ＳＨＧＣ）を有する。

【0022】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネルは、約０．９％以上の電力変換効率（ＰＣＥ）を有する。

【0023】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネルは、当該透明ソーラーパネルの電力変換効率（ＰＣＥ）と当該透明ソーラーパネルの平均光合成透過率（ＡＰＴ）との積である光利用効率（light utilization efficiency：ＬＵＥ^＊）を有する。前記ＬＵＥ^＊は、約１％以上である。

【0024】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネルは、両面型（bifacial）である。

【0025】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記ソーラーパネルは、フレームをさらに備える。前記フレームは、前記透明基板を少なくとも部分的に取り囲む。前記フレームの色は、Ｒ、Ｇ、Ｂの十進コードを有する。Ｒは、約１５０以上約２５５以下である。Ｇは、約１５０以上約２５５以下である。Ｂは、約１５０以上約２５５以下である。

【0026】

少なくとも１つの例示的実施形態は、農業フィールドアレイに関する。

【0027】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記農業フィールドアレイは、支持構造物、前記透明ソーラーパネルを備える。前記透明ソーラーパネルは、前記支持構造物に結合されている。

【0028】

少なくとも１つの例示的実施形態は、構造物に関する。

【0029】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記構造物は、側壁と、屋根と、を備える。前記側壁および前記屋根のうちの少なくとも一方は、前記透明ソーラーパネルを含む。前記構造物は、十分に包囲されている。

【0030】

少なくとも１つの例示的実施形態は、農業アセンブリに関する。前記農業アセンブリは、１つの農業機器と、前記透明ソーラーパネルと、を備える。前記透明ソーラーパネルは、前記１つの機器に結合されている。

【0031】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記１つの農業機器は、潅漑システム、肥料システム、播種システム、収穫システム、ＣＯ_２増加システム、またはこれらの組み合わせから選択される。

【0032】

少なくとも１つの例示的実施形態は、農業フィールドアレイに関する。前記農業フィールドアレイは、複数の透明ソーラーパネルと、支持構造物と、を備える。前記複数の透明ソーラーパネルの各々は、透明基板と、透明光活性材料と、を含む。前記支持構造物は、植物を含むフィールド領域へ光を透過させるように構成されるよう前記複数の透明ソーラーパネルを支持する。前記複数の透明ソーラーパネルの各々の平均光合成透過率（ＡＰＴ）は、約４５％以上である。

【0033】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記複数の透明ソーラーパネルは、線形アレイを定める。

【0034】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明基板は、平坦な第１表面を定める。前記平坦な第１表面と前記フィールド領域の第２表面との間の角度は、固定されている。

【0035】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記角度は、約９０°である。

【0036】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記角度は、約０°である。

【0037】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記角度は、前記農業フィールドアレイが配置された緯度から約５°以内である。

【0038】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明基板は、平坦な第１表面を定める。前記平坦な第１表面と前記フィールド領域の第２表面との間の角度は、調整可能である。前記角度は、太陽の位置を追跡するように構成されている。

【0039】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記農業フィールドアレイは、前記フィールド領域を定める表面と、前記複数の透明ソーラーパネルの最も近いエッジとの間において、約４．５ｍ以上の高さを定める。

【0040】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記農業フィールドアレイは、前記支持構造物を含む複数の支持構造物をさらに備える。当該複数の支持構造物の各々は、前記複数の透明ソーラーパネルの一部を含む。前記複数の支持構造物の各々は、約１０フィート以上約１００フィート以下の距離だけ、当該複数の支持構造物のうちの他の支持構造物から離隔している。

【0041】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記複数の透明ソーラーパネルの各々は、約２ｍｍ以上約１０ｃｍ以下の距離だけ離隔している。

【0042】

少なくとも１つの例示的実施形態は、太陽光発電（ＰＶ）および潅漑システムに関する。

【0043】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記太陽光発電（ＰＶ）および潅漑システムは、
透明ソーラーパネルと、支持構造物と、電気配線と、配管と、を備える。前記透明ソーラーパネルは、透明基板と、波長選択性透明光活性材料と、を含む。前記支持構造物は、植物を含むフィールド領域へ光を透過させるように構成されるよう前記透明ソーラーパネルを支持する。前記支持構造物は、内部領域を定める。前記電気配線は、少なくとも部分的に前記内部領域内にある。前記配管は、前記支持構造物に結合されている。前記配管は、水源から前記植物へ水を移送するように構成された導管を定める。

【0044】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記支持構造物は、前記内部領域における隔壁を含む。前記隔壁は、前記内部領域を第１部分と第２部分とに分割する。前記電気配線は、少なくとも部分的に前記第１部分内にある。前記配管は、少なくとも部分的に前記第２部分内にある。

【0045】

少なくとも１つの例示的実施形態は、太陽光発電の方法に関する。

【0046】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記方法は、波長選択性透明ソーラーパネルが光合成有機体を含む領域へ第１波長範囲内の光を透過させるように当該波長選択性透明ソーラーパネルを設置する工程を含む。前記方法は、第２波長範囲内の光を吸収することによってパワーを生成する工程をさらに含む。

【0047】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記光合成有機体は、植物である。前記波長選択性透明ソーラーパネルによって透過される前記第１波長範囲内の前記光の下で栽培される前記植物の作物収量は、全スペクトル光の下で栽培される点以外は同一である条件下において栽培される植物と比較して、２５％以下だけ減少する。

【0048】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記植物は、結果植物である。前記透明ソーラーパネル全体の平均光合成透過率（ＡＰＴ）は、約６５％以上である。前記波長選択性透明ソーラーパネルは、１５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１の日積算光量で、光を透過させるように構成されている。

【0049】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記植物は、葉植物または穀物植物である。前記透明ソーラーパネル全体の平均光合成透過率（ＡＰＴ）は、約４５％以上である。前記波長選択性透明ソーラーパネルは、１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１の日積算光量で、光を透過させるように構成されている。

【0050】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記方法は、設置する前記工程よりも前に、前記透明ソーラーパネルの第１表面と前記領域の第２表面との間に定められる固定角度を緯度に基づいて決定する工程をさらに含む。

【0051】

少なくとも１つの例示的実施形態では、設置する前記工程は、前記透明ソーラーパネルを含む複数の透明ソーラーパネルを設置する工程を含む。前記方法は、夏至の間の影の低減もしくは最小化、隣り合う透明ソーラーパネル間の透水、またはこれらの組み合わせに基づいて、前記複数の透明ソーラーパネル間の間隔を決定する工程をさらに含む。

【0052】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記領域は、陸地を含む。

【0053】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記領域は、水を含む。

【0054】

少なくとも１つの例示的実施形態は、植物を含む領域において使用するための透明ソーラーパネルを作製する方法に関する。

【0055】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記方法は、前記植物の所望の特性を達成するための日積算光量（ＤＬＩ）を決定する工程を含む。前記方法は、前記ＤＬＩに適合する光活性材料を選択する工程をさらに含む。前記方法は、前記光活性材料を含む前記透明ソーラーパネルを構成する工程をさらに含む。前記透明ソーラーパネルは、前記植物を含む前記領域へ光を透過させるように構成されている。

【0056】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記方法は、構成する前記工程よりも前に、所望の太陽熱利得係数（ＳＨＧＣ）が達成されるように前記透明ソーラーパネルのための材料を選択する工程をさらに含む。

【0057】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネルは、透明発光型太陽光集光器（ＴＬＳＣ）であり、前記光活性材料は、発光団である。前記方法は、前記ＤＬＩに適合する前記発光団の濃度を決定する工程をさらに含む。

【0058】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明ソーラーパネルは、透明光電池（ＴＰＶ）である。前記方法は、前記アクティブ層、前記ＴＰＶ全体、または前記アクティブ層と前記ＴＰＶとの両方の厚さを、当該厚さが前記ＤＬＩに適合するように決定する工程をさらに含む。

【0059】

適用可能なさらなる領域は、本明細書に与えられる記載から明らかになるだろう。この概要における説明および特定の例は、例示のみを目的とするものであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。

【0060】

〔図面〕
ここで説明される図面は、可能な全ての実装形態ではなく選択された実施形態の例示のみを目的とするものであり、本開示の範囲の限定を意図するものではない。

【0061】

図１Ａは、少なくとも１つの例示的実施形態による、波長（ｎｍ）の関数としての太陽光量子束および相対的植物作用を示すグラフである。

【0062】

図１Ｂは、少なくとも１つの例示的実施形態による、植物に対するニュートラルデンシティ透過および波長選択的透過を変調する太陽光集光器板の設計の概略図である。少なくともこの例示的実施形態の焦点は、ＶＩＳおよび近赤外波長帯のカットオフの関数として（に応じて）、またニュートラルデンシティ処理を用いる全透過率の関数として、植物の成長および生産性を見ることである。水平線は、上下にシフトできるニュートラルデンシティ吸収プロファイルによるＤＬＩのシフトを表す。垂直線は、ＤＬＩを代替的にシフトできる波長選択吸収プロファイルの左右のシフトを表す。いったん選択的吸収が十分遠くＩＲ内へシフトされると、それはもはやＤＬＩをシフトしない。

【0063】

図２は、少なくとも１つの例示的実施形態による、透明光電池（ＴＰＶ）の概略図である。

【0064】

図３Ａ～図３Ｂは、少なくとも１つの例示的実施形態による、透明発光型太陽光集光器（ＴＬＳＣ）の概略図である。図３Ａは、ＴＬＳＣを示す。図３Ｂは、少なくとも１つの例示的実施形態による、図３ＡのＴＬＳＣと相互作用する光を示す。

【0065】

図４は、少なくとも１つの例示的実施形態による、透明ソーラーパネルを含む包囲構造物の概略図であり、当該構造物は、植物等の光合成有機体を栽培するための内部領域を含む。

【0066】

図５Ａ～図５Ｂは、少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に平坦な透明ソーラーパネルを構成することの概略図である。図５Ａは、固定角度水平アレイの正面上面斜視図である。図５Ｂは、図５Ａの固定角度水平アレイの側面概略図である。

【0067】

図６Ａ～図６Ｂは、少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に固定角度透明ソーラーパネルを構成することの概略図である。図６Ａは、固定角度アレイの正面図である。図６Ｂは、図６Ａの固定角度アレイの側面概略図である。

【0068】

図７Ａ～図７Ｂは、少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に固定角度単一ポール支持体透明ソーラーパネルを構成することの概略図である。図７Ａは、複数のポールアセンブリの正面図である。図７Ｂは、図７Ａのポールアセンブリのうちの１つの側面概略図である。

【0069】

図８Ａ～図８Ｂは、少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に固定角度垂直透明ソーラーパネルを構成することの概略図である。図８Ａは、垂直ポールアセンブリの正面図である。図８Ｂは、図８Ａの垂直ポールアセンブリの側面概略図である。

【0070】

図９Ａ～図９Ｂは、少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に三軸追跡透明ソーラーパネルアセンブリを構成することの概略図である。図９Ａは、第１の向きのアセンブリを示す。図９Ｂは、第１の向きとは異なる第２の向きにおける図９Ａのアセンブリを示す。

【0071】

図１０は、少なくとも１つの例示的実施形態による、太陽光アルベドを取り込む両面型透明ソーラーアレイ地面設置の概略図である。

【0072】

図１１Ａ～図１１Ｂは、灌漑（噴霧）システムと一体化した透明ソーラーアレイの概略図である。図１１Ａは、システムの斜視図である。図１１Ｂは、図１１Ａのシステムの支持体の詳細図である。

【0073】

図１２は、少なくとも１つの例示的実施形態による、ソーラーアレイおよび潅漑システムのための支持構造物の断面図である。

【0074】

図１３は、少なくとも１つの例示的実施形態による、太陽光発電の方法を示すフローチャートである。

【0075】

図１４は、透明ソーラーパネルを設計および作製する方法を示すフローチャートである。

【0076】

図１５は、少なくとも１つの例示的実施形態による、様々な営農型太陽光発電アプローチの進展および展望の概略図である。

【0077】

図１６Ａ～図１６Ｂは、少なくとも実施例１の実施形態による、実験チャンバの設計および寸法に関する。図１６Ａは、実験チャンバの寸法を示す概略図である。図１６Ｂは、温室の向きを示す概略図である。

【0078】

図１７Ａ～図１７Ｃは、少なくとも実施例１の実施形態による、温室内部のグレージング材料およびチャンバの視覚的表現である。図１７Ａは、使用される異なる材料を示す概略図である。「ＮＤ」は、ニュートラルデンシティプロファイル（neutral density profile）を表し、「ＣＯ」は、波長選択カットオフ（wavelength selective cutoff）を表す。ＮＤ９１（透過率９１％、クリア）、ＮＤ５８（透過率５８％、明灰色）、およびＮＤ３３（透過率３３％、暗灰色）は、種々のＰＰＦＤ透過率を有するアクリルシートであった。ＣＯ７７０（クリア）、ＣＯ７００（淡青色）、およびＣＯ５５０ｂ（濃青色）は、種々の透過カットオフを有する実験用の波長選択性光活性層（例えば、ＴＬＳＣ）であった。ＣＯ５５０ａ（ピンク色／赤色）パネルは、青色光子および緑色光子を吸収して赤色光子および遠赤外光子を蛍光する蛍光色素を含有していた。図１７Ｂは、ミシガン州立大学の研究用温室内部の様々な実験用グレージング材料で屋根がつくられた実験チャンバを示す写真である。

【0079】

図１８Ａ～図１８Ｃは、少なくとも実施例１の実施形態による、様々な波長選択性（光選択性とも称される）グレージング材料およびニュートラル吸収グレージング材料の透過光子スペクトルを示すグラフである。波長選択性グレージング材料は、ＰＡＲ（４００ｎｍ～７００ｎｍの光子）および近赤外（near-infrared：ＮＩＲ）の波長帯において、種々の波長透過カットオフを有する。晴れた日の太陽正午（solar noon）頃に、種々のスペクトル透過率を有する様々なグレージング材料で覆われたチャンバ内部において測定が行われた。図１６Ａは、ＮＤ９１（透過率９１％）、ＮＤ５８（透過率５８％）、およびＮＤ３３（透過率３３％）を示す。図１６Ｂは、ＣＯ７７０、ＣＯ７００を示す。図１６Ｃは、ＣＯ５５０ａおよびＣＯ５５０ｂを示す。

【0080】

図１９Ａ～図１９Ｍは、少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトからの選択された成長応答回帰に関する。図１９Ａは、凡例であり、図１９Ｂ～図１９Ｍは、種々のスペクトル透過率を有する様々なグレージング材料の下での成長パラメータを示す（図１８Ａ～図１８Ｃ参照）。図１９Ｂは、日積算光量（ＤＬＩ）の関数としてのバジルのシュート乾物重を示すグラフである。図１９Ｃは、ＤＬＩの関数としてのバジルの茎長を示すグラフである。図１９Ｄは、ＤＬＩの関数としてのバジルの総葉面積を示すグラフである。図１９Ｅは、ＤＬＩの関数としてのバジルの相対クロロフィル含量（ＳＰＡＤ）を示すグラフである。図１９Ｆは、ＤＬＩの関数としてのペチュニアのシュート乾物重を示すグラフである。図１９Ｇは、ＤＬＩの関数としてのペチュニアの茎長を示すグラフである。図１９Ｈは、ＤＬＩの関数としてのペチュニアの芽および花を示すグラフである。図１９Ｉは、ＤＬＩの関数としてのペチュニアの葉面積を示すグラフである。図１９Ｊは、ＤＬＩの関数としてのトマトの果実の新鮮重を示すグラフである。図１９Ｋは、ＤＬＩの関数としてのトマトの茎長を示すグラフである。図１９Ｌは、ＤＬＩの関数としてのトマトの総果実数を示すグラフである。図１９Ｍは、ＤＬＩの関数としてのトマトのシュート乾物重を示すグラフである。バジルおよびトマトのシュート乾物重は、葉と茎との両方についてのものである。データは、１０サンプルの平均±ＳＥを表す。種々の文字が付いた平均は、Ｔｕｋｅｙのｈｏｎｅｓｔｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ検定に従って有意である（Ｐ＜０．０５）。バジル、ペチュニア、およびトマトの回帰方程式を、それぞれ表Ｓ１～Ｓ３に示す。

【0081】

図２０は、少なくとも実施例１の実施形態による、バジルの成長応答回帰、具体的には、ＤＬＩ（ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１；４００～７００ｎｍ）（ｘ）の関数としてのバジルの成長パラメータ（ｙ）の回帰分析を示す表である。最も高いＲ^２値を有する回帰の種類を選択して、データを記述した。シグモイド回帰は、常にＧｏｍｐｅｒｔｚ関数（以下の式５）であった。比葉面積（Specific leaf area：ＳＬＡ）は、葉面積（ｃｍ^２）を葉質量（ｇ）で割ることによって計算した。コンパクトさは、総地上乾物重（total above-ground dry mass）を茎長（ｃｍ）で割ることによって計算した。

【0082】

図２１は、少なくとも実施例１の実施形態による、ペチュニアの成長応答回帰、具体的には、ＤＬＩ（ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１；４００～７００ｎｍ）（ｘ）の関数としてのペチュニアの成長パラメータ（ｙ）の回帰分析を示す表である。最も高いＲ^２値を有する回帰の種類を選択して、データを記述した。シグモイド回帰は、常にＧｏｍｐｅｒｔｚ関数（以下の式５）であった。開花までの時間（期間）を、播種から最初の開花までの日数として記録した。ＳＬＡは、葉面積（ｃｍ^２）を葉質量（ｇ）で割ることによって計算される。コンパクトさは、総地上乾物重を中央茎長（ｃｍ）で割ることによって計算される。シグモイド回帰は、Ｇｏｍｐｅｒｔｚ関数（以下の式５）であった。

【0083】

図２２は、少なくとも実施例１の実施形態による、トマトの成長応答回帰、具体的には、ＤＬＩ（ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１；４００～７００ｎｍ）（ｘ）の関数としての様々なトマトの成長パラメータ（ｙ）についての回帰分析を示す表である。最も高いＲ^２値を有する回帰の種類を選択して、データを記述した。シグモイド回帰は、常にＧｏｍｐｅｒｔｚ関数（以下の式５）であった。投影冠面積（Projected canopy area：ＰＣＡ）は、冠（キャノピー、canopy）の頂部に対して垂直に測定した。開花までの時間を、播種から最初の開花までの日数として記録した。ＳＬＡは、葉面積（ｃｍ^２）を葉質量（ｇ）で割ることによって計算した。各サンプルの代表的な葉からの複小葉（Compound leaflets）を葉柄から切り出した後、面積および乾物重を測定した。コンパクトさは、総地上乾物重を中央茎長（ｃｍ）で割ることによって計算した。シグモイド回帰は、Ｇｏｍｐｅｒｔｚ関数（以下の式５）であった。

【0084】

図２３は、少なくとも実施例１の実施形態による、様々なグレージング材料の下でのバジルの成長を報告する表である。材料は、様々な光合成光量子束密度（photosynthetic photon flux density）（ＰＰＦＤ；４００～７００ｎｍ）透過率および光子分布を有していた。ＳＬＡは、代表的な葉について、葉面積（ｃｍ^２）を葉質量（ｇ）で割ることによって計算した。コンパクトさは、総地上乾物重を茎長（ｃｍ）で割ることによって計算される。データは、１０サンプルの平均を表す。種々の文字が付いた平均は、Ｔｕｋｅｙのｈｏｎｅｓｔｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ検定に従って有意であり（Ｐ＜０．０５）、各行に対応している。濃い網かけのセルは各パラメータの最高値に、薄い網かけのセルは最低値に対応しており、一対比較を反映する。

【0085】

図２４は、実施例１の実施形態による、各グレージング材料の下の代表的な植物の写真を含むチャートである。様々な実験用グレージング材料の下で栽培されたものを代表するバジル、ペチュニア、およびトマトの苗の写真を、それぞれ２０２０年６月１６日、２０２０年７月２１日、および２０２０年１０月１３日に撮影した。種々のグレージング材料の透過スペクトルは、図１８Ａ～図１８Ｃに示されている。

【0086】

図２５は、少なくとも実施例１の実施形態による、様々なグレージング材料の下でのペチュニアの成長応答を報告する表である。グレージング材料は、様々な光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ；４００～７００ｎｍ）透過率および光子分布を有する。開花までの時間を、播種から最初の開花までの日数として記録した。ＳＬＡは、葉面積（ｃｍ^２）を葉質量（ｇ）で割ることによって計算される。コンパクトさは、総地上乾物重を中央茎長（ｃｍ）で割ることによって計算される。データは、１０サンプルの平均を表す。種々の文字が付いた平均は、Ｔｕｋｅｙのｈｏｎｅｓｔｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ検定に従って有意であり（Ｐ＜０．０５）、各行に対応している。濃い網かけのセルは各パラメータの最高値に、薄い網かけのセルは最低値に対応しており、一対比較を反映する。

【0087】

図２６は、少なくとも実施例１の実施形態による、様々なグレージング材料の下でのトマトの成長応答を報告する表である。グレージング材料は、様々な光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ；４００～７００ｎｍ）透過率および光子分布を有していた。ＰＣＡは、冠の頂部に対して垂直に測定した。開花までの時間を、播種から最初の開花までの日数として記録した。ＳＬＡは、葉面積（ｃｍ^２）を葉質量（ｇ）で割ることによって計算される。各サンプルの代表的な葉からの複小葉を葉柄から切り出した後、面積および乾物重を測定した。コンパクトさは、総地上乾物重を中央茎長（ｃｍ）で割ることによって計算される。データは、１０サンプルの平均を表す。種々の文字が付いた平均は、Ｔｕｋｅｙのｈｏｎｅｓｔｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ検定に従って有意であり（Ｐ＜０．０５）、各行に対応している。濃い網かけのセルは各パラメータの最高値に、薄い網かけのセルは最低値に対応しており、一対比較を反映する。

【0088】

図２７Ａ～図２７Ｇは、少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトの相対的な成長応答に関する。種々のスペクトル特性を有する様々なグレージング材料の下でのバジル、ペチュニア、およびトマトの相対的な成長。種々のグレージング材料の透過スペクトルは、図１８Ａ～図１８Ｃに示されている。各成長パラメータは、種に応じた最大観測値に対するものであり、１０個のサンプルの平均を表す。図２７Ａは、凡例である。図２７Ｂは、ＤＬＩの関数としての相対的な収量を示す。ここで、相対的な収量は、バジルおよびペチュニアのシュート乾物重（葉および茎）、ならびにトマトの果実新鮮重に関する。図２７Ｃは、ＤＬＩの関数としての相対的なＳＬＡを示すグラフである。ＳＬＡは、葉面積（ｃｍ^２）を葉質量で割ることによって計算した。図２７Ｄは、ＤＬＩの関数としての相対的なＳＰＡＤを示すグラフである。ＳＰＡＤは、葉の相対クロロフィル濃度を反映している。図２７Ｅは、相対的な茎長を示すグラフである。茎長は、培養土表面（substrate surface）から頂端分裂組織まで測定したものである。図２７Ｆは、相対的な茎直径を示すグラフである。茎直径は、培養土表面において測定したものである。図２７Ｇは、相対的なコンパクトさを示すグラフである。コンパクトさは、総地上乾物重（ｇ）を茎長（ｃｍ）で割ることによって計算した。

【0089】

図２８は、少なくとも実施例１の実施形態による、米国における営農型太陽光発電システムの潜在的なエネルギー出力に関する表である。営農型太陽光発電温室が米国における覆いのある栽培面積の５０％を占める場合、および農地面積の１％が営農型太陽光発電の目的で覆われている場合の、陸地面積の利用可能性を概算した。米国における平均日太陽インソレーション（average daily solar insolation）（４．５ｋＷｈ／ｍ^２／日）を、ＴＰＶモジュールの入射パワーとして用い、現在のＴＰＶベンチマークおよび将来見込まれるＴＰＶベンチマークに基づく効率を割り当てた。

【0090】

図２９は、少なくとも実施例１の実施形態による、営農型太陽光発電の潜在的なエネルギー出力に関するグラフである。米国の農地における営農型太陽光発電の潜在的なエネルギー出力は、屋上太陽光アプローチおよびその他の一体型太陽光アプローチのエネルギー生成を大きく上回っている。１０％効率のパネルによる営農型太陽光発電では、米国の農地のカバー率がわずか１０％であっても、米国のエネルギー消費量の２倍超のエネルギーが生成され、米国の農地のカバー率が１００％であれば、世界のエネルギー消費量の４倍超のエネルギーが生成されることになるだろう。

【0091】

図３０Ａ～図３０Ｇは、少なくとも実施例１の実施形態による、実験用グレージング材料で屋根がつくられたチャンバの環境条件に関する。図３０Ａは、バジルのチャンバについての日毎の平均日空気温度を示すグラフである。３０Ｂは、ペチュニアのチャンバについての日毎の平均日空気温度を示すグラフである。３０Ａは、トマトのチャンバについての日毎の平均日空気温度を示すグラフである。図３０Ｄは、図３０Ｅ～図３０Ｇに関する種々のグレージング材料の凡例である。図３０Ｅは、バジルのチャンバについてのＤＬＩ（４００～７００ｎｍ）を示すグラフである。図３０Ｆは、ペチュニアのチャンバについてのＤＬＩを示すグラフである。図３０Ｇは、トマトのチャンバについてのＤＬＩを示すグラフである。瞬間光合成光量子束密度（４００～７００ｎｍ）を冠高さで毎分測定し、２４時間にわたって積算してＤＬＩを計算した。チャンバＤＬＩ間の差は、チャンバ上方の直接的に入射する太陽光の９１％（ＮＤ９１）から３４％（ＶＩＳ５５０ｂ）までの範囲の実験用グレージング透過率の間の差を反映している。

【0092】

図３１は、少なくとも実施例１の実施形態による、実験用グレージング材料で屋根がつくられたチャンバ内部の環境条件に関する表である。値は、各チャンバ内部で栽培されたバジル、ペチュニア、およびトマトについての日平均±ＳＤを表す。

【0093】

図３２Ａ～図３２Ｅは、少なくとも実施例１の実施形態による、３つの予測変数の関数としてのバジルの成長パラメータに関する。すなわち、ＤＬＩ（４００～７００ｎｍ）、拡張日積算光量（ｅＤＬＩ；４００～７５０ｎｍ）および平均光合成透過率（ＡＰＴ；ＭｃＣｒｅｅ、１９７２による収量光量子束密度と同義）である。平均処理ＤＬＩを、実験期間全体を通じて記録し、次いで、分光放射計データを用いて、ｅＤＬＩおよびＡＰＴに変換した。一般に、ＡＰＴ値はＤＬＩよりも低く、ｅＤＬＩ値はＤＬＩよりも大きい。図３２Ａは、図３２Ｂ～図３２Ｅに関する凡例である。図３２Ｂは、上述した３つのパラメータの関数としてのシュート乾物重を示すグラフである。図３２Ｃは、上述した３つのパラメータの関数としての総葉面積を示すグラフである。図３２Ｄは、上述した３つのパラメータの関数としての茎長を示すグラフである。図３２Ｅは、上述したツリーのパラメータの関数としてのＳＰＡＤを示すグラフである。

【0094】

図３３は、少なくとも実施例２の実施形態による、様々なグレージング材料の下の代表的な苗の写真を含むチャートである。

【0095】

図３４は、少なくとも実施例２の実施形態による、２０２１年のレタス「Ｒｏｕｘａｉ」の成長パラメータを報告する表である。

【0096】

図３５は、少なくとも実施例２の実施形態による、２０２１年のキンギョソウ「Ｓｎａｐｓｈｏｔ ｙｅｌｌｏｗ」の成長パラメータを報告する表である。

【0097】

図３６は、少なくとも実施例２の実施形態による、２０２１年のバジル「Ｇｅｎｏｖｅｓｅ」の成長パラメータを報告する表である。

【0098】

図３７は、少なくとも実施例２の実施形態による、２０２１年の間のダイズの成長パラメータを報告する表である。

【0099】

図３８は、少なくとも実施例３の実施形態による、２０２２年の各グレージング材料の下の代表的な植物の写真を含むチャートである。

【0100】

図３９は、少なくとも実施例３の実施形態による、２０２２年の間のバジル「Ｇｅｎｏｖｅｓｅ」の成長を報告する表である。

【0101】

図４０は、少なくとも実施例３の実施形態による、２０２２年の間のダイズの成長を報告する表である。

【0102】

図４１Ａ～図４１Ｃは、少なくとも実施例１～３の実施形態による、２０２０年から２０２２年までの間に栽培された作物の相対的な成長応答を示す。

【0103】

図４２は、少なくとも実施例４の実施形態による、一定のＩＥＩＣＯ－４Ｆ厚さおよび表に示す可変のＰＴＢ７－Ｔｈ厚さを有する二層（bilayer）ＴＰＶデバイスの実験的に決定された光学的値（ＡＰＴ）および電子的値（Ｊ_ＳＣ、Ｖ_ＯＣ、フィルファクタ（ＦＦ）、ＰＣＥ、ＬＵＥ^＊）を報告する表である。

【0104】

図４３Ａ～図４３Ｃは、少なくとも実施例４の実施形態による、異なるＰＴｂ７－Ｔｈ厚さを有するＴＰＶについてのポリマー厚さ最適化に関する。図４３Ａは、電流－電圧（Ｊ－Ｖ）曲線を示すグラフである。図４３Ｂは、外部量子効率（ＥＱＥ）を示すグラフである。図４３Ｃは、透過率を示すグラフである。

【0105】

図４４は、少なくとも実施例５の実施形態による、エッジマウント（edge-mounted）ＧａＡｓを含むナノクラスタベースのデバイスの実験的に決定された光学的値（ＡＰＴ、ＳＨＧＣ^＊）および電子的値（Ｊ_ＳＣ、Ｖ_ＯＣ、ＦＦ、ＰＣＥ、ＬＵＥ^＊）を報告する表である。

【0106】

図４５は、少なくとも実施例５の実施形態による、エッジマウントＧａＡｓを有するＮＩＲ吸収色素デバイスの実験的に決定された光学的値（ＡＰＴ、ＳＨＧＣ^＊）および電子的値（Ｊ_ＳＣ、Ｖ_ＯＣ、ＦＦ、ＰＣＥ、ＬＵＥ^＊）を報告する表である。

【0107】

図４６は、少なくとも実施例５の実施形態による、エッジマウントＳｉセルを有する選ばれたデバイスの実験的に決定された光学的値（ＡＰＴ、ＳＨＧＣ^＊）および電子的値（Ｊ_ＳＣ、Ｖ_ＯＣ、ＦＦ、ＰＣＥ、ＬＵＥ^＊）を報告する表である。

【0108】

図４７は、少なくとも実施例５の実施形態による、ｌｏｗ－ｅスタックサンプルの透過率を示すグラフである。

【0109】

図４８は、少なくとも実施例５の実施形態による、エッジマウントＳｉセルを有しｌｏｗ－ｅスタック１がデバイスの底面の下に配置された選ばれたデバイスの実験的に決定された光学的値（ＡＰＴ、ＳＨＧＣ^＊）および電子的値（Ｊ_ＳＣ、Ｖ_ＯＣ、ＦＦ、ＰＣＥ、ＬＵＥ^＊）を報告する表である。

【0110】

図４９は、少なくとも実施例５の実施形態による、エッジマウントＳｉセルを有しｌｏｗ－ｅスタック２がデバイスの底面の下に配置された選ばれたデバイスの実験的に決定された光学的値（ＡＰＴ、ＳＨＧＣ^＊）および電子的値（Ｊ_ＳＣ、Ｖ_ＯＣ、ＦＦ、ＰＣＥ、ＬＵＥ^＊）を示すグラフである。

【0111】

図５０Ａ～図５０Ｄは、少なくとも実施例５の実施形態による、電流密度電圧およびＥＱＥを示すグラフである。図５０Ａは、示された濃度におけるＮＣおよびＣＯｉについてのＪ－Ｖ曲線を示すグラフである。図５０Ｂは、０．１５ｍｇ／ｍＬのＣＯｉ８ＤＦＩＣおよび０．２ｍｇ／ｍＬのＩＲ７７５－ＴＰＦＢについてのＪ－Ｖ曲線を示すグラフである。図５０Ｃは、示された濃度におけるＮＣおよびＣＯｉについての波長の関数としてのＥＱＥを示すグラフである。図５０Ｄは、０．１５ｍｇ／ｍＬのＣＯｉ８ＤＦＩＣおよび０．２ｍｇ／ｍＬのＩＲ７７５－ＴＰＦＢについての波長の関数としてのＥＱＥを示すグラフである。

【0112】

図面の複数の図の全体を通じて、対応する参照番号は対応する部分を示す。

【0113】

〔詳細な説明〕
例示的な実施形態は、本開示が十分なものとなり、かつその範囲が当業者に十分に伝えられるように提供されている。本開示の実施形態の十分な理解が提供されるように、特定の組成物、構成要素、デバイスおよび方法の例等の、多数の特定の詳細が記載される。特定の詳細を採用する必要がないこと、例示的な実施形態が種々の多くの形態で実施され得ること、および、いずれも本開示の範囲を限定するように解釈されるべきものではないことは、当業者には明らかであろう。一部の例示的な実施形態において、周知のプロセス、周知のデバイス構造、および周知の技術は、詳細には説明しない。

【0114】

本明細書で使用される用語は、特定の例示的な実施形態の説明のみを目的とするものであり、限定を意図するものではない。本明細書で使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、別段の定めのない限り、複数形も含むことが意図され得る。用語「備える（含む）（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（備える）（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包含的であり、それゆえ、記載された特徴、要素、組成物、工程、整数、動作、および／または構成要素の存在を特定するが、１または複数の他の特徴、整数、工程、動作、要素、構成要素、および／またはこれらの群の存在または追加を排除するものではない。「備える（含む）（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」というオープンエンドの用語は、本明細書に記載された様々な実施形態を説明および特許請求するために使用される非限定的な用語として解されるべきであるが、或る態様では、当該用語は代替的に、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」または「から実質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」等の、むしろより限定的かつ制限的な用語であると解され得る。したがって、組成物、材料、構成要素、要素、特徴、整数、動作、および／または処理工程を列挙する任意の所与の実施形態について、本開示には、列挙された組成物、材料、構成要素、要素、特徴、整数、動作、および／または処理工程等からなり、またはから実質的になる実施形態が具体的に含まれる。「からなる」の場合にあっては、この代替的な実施形態は、任意の追加の組成物、材料、構成要素、要素、特徴、整数、動作、および／または処理工程を除外し、一方、「から実質的になる」の場合にあっては、基本的かつ新規な特性に実質的に影響を及ぼす任意の追加の組成物、材料、構成要素、要素、特徴、整数、動作、および／または処理工程はかかる一実施形態から除外されるものの、基本的かつ新規な特性に実質的に影響を及ぼさない任意の組成物、材料、構成要素、要素、特徴、整数、動作、および／または処理工程は、当該実施形態に含まれ得る。

【0115】

本明細書で説明される任意の方法工程、プロセス、および動作は、実行の順序について具体的に特定されない限り、説明または図示された特定の順序でそれらを実行することが必ず求められるものとは解釈されるべきではない。また、別段の指示がない限り、追加的または代替的な工程が採用されてもよいことを理解されたい。

【0116】

構成要素、要素または層が別の要素または層の「の上にある（ｏｎ）」、「に係合される（ｅｎｇａｇｅｄ ｔｏ）」、「に接続される（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」、または「に結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ）」と言及されるとき、当該構成要素、要素、または層は、当該別の構成要素、要素もしくは層の直接的に上にあり、係合され、接続され、もしくは結合されていてもよく、または、介在する要素もしくは層が存在していてもよい。対照的に、要素が別の要素または層の「の直接的に上にある（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」、「に直接的に係合される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｅｎｇａｇｅｄ ｔｏ）」、「に直接的に接続される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」、または「に直接的に結合される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ）」と言及される場合、介在する要素または層は存在しなくてもよい。要素間の関係を説明するために使用されるその他の語は、同様に解釈されるべきである（例えば、「間に（ｂｅｔｗｅｅｎ）」と「直接的に間に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｂｅｔｗｅｅｎ）」、「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ）」と「直接的に隣接する（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｄｊａｃｅｎｔ）」等）。本明細書で使用される場合、用語「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」は、関連する列挙された項目のうちの１または複数の項目の任意かつ全ての組み合わせを含む。

【0117】

第１、第２、第３等の用語は、様々な工程、要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションを説明するために本明細書で使用され得るが、これらの工程、要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションは、特に明記しない限り、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある工程、要素、構成要素、領域、層、またはセクションを、別の工程、要素、構成要素、領域、層、またはセクションと区別するためにのみ使用され得る。本明細書で使用されるときの「第１」、「第２」等の用語、およびその他の数に関する用語は、別段の定めのない限り、配列または順序を含意するものではない。したがって、後述する第１の工程、要素、構成要素、領域、層、またはセクションは、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の工程、要素、構成要素、領域、層、またはセクションと称することもできる。

【0118】

本明細書において、「前」、「後」、「内」、「外」、「下」、「下方」、「下側」、「上方」、「上側」等の空間的または時間的に相対的な用語は、図に示すある要素または特徴に対する別の（１以上の）要素または特徴との関係性を説明して説明を容易にするために、使用され得る。空間的または時間的に相対的な用語は、図に示される向きに加えて、使用中または動作中のデバイスまたはシステムの種々の向きを包含するよう意図され得る。

【0119】

本開示全体を通して、数値は、所与の値からのわずかな偏差、概ね言及された値を有する実施形態、および正確に言及された値を有する実施形態を包含する範囲に対する近似的な測定結果または限界を表す。詳細な説明の最後に提供される実施例以外にも、付属の特許請求の範囲を含めて本明細書におけるパラメータ（例えば、量または条件のパラメータ）の全ての数値は、数値の前に「約」が実際に出現するか否かにかかわらず、全ての場合において、用語「約」によって修飾されているものと理解されるべきである。「約」は、記載された数値がいくらかのわずかな不正確さ（正確な値にいくらか接近している；値に近似的または合理的に近い；近傍にある）を許容することを示す。「約」によってもたらされる不正確さが、当技術分野においてこの通常の意味でそれ以外の方法で理解されない場合、本明細書で使用される「約」は、かかるパラメータを測定および使用する通常の方法から起こり得る最低限の変動を示す。例えば、「約」は、５％以下の変動、任意選択的に４％以下の変動、任意選択的に３％以下の変動、任意選択的に２％以下の変動、任意選択的に１％以下の変動、任意選択的に０．５％以下の変動を含み得、或る態様では、任意選択的に０．１％以下の変動を含み得る。

【0120】

加えて、範囲の開示には、範囲について与えられた端点および部分範囲を含めて、範囲全体内における全ての値およびさらなる分割された範囲の開示が含まれる。

【0121】

さて、例示的実施形態を、添付の図面を参照しつつより十分に説明する。

【0122】

本技術は、営農型太陽光発電システム等のシステムで使用するための透明ソーラーパネルを提供するものである。営農型太陽光発電システムは、包囲（enclosed）構造物（例えば、温室、ファイトトロン、ファイトバイオ、および／またはフープハウス）であってもよく、非包囲構造物（例えば、陸上および／または水上のアレイ）であってもよく、および／または農業機器等の機器に組み込まれていてもよい。透明ソーラーパネルは、１または複数の光合成有機体（例えば、植物）と、例えば当該光合成有機体の上方にある光源（例えば、太陽）との間に配置されるように構成されてもよい。

【0123】

局所負荷装置、光源、および／またはその他の機器に動力供給するための発電に加えて、当該ソーラーパネルは、到来する放射を減少させ、放射が過剰である期間の間の冷却の必要性を低減させ、その結果、水の使用を減少させることによって、温室環境を調節するのに役立ち得る。さらに、太陽光スペクトルをより十分に取り込んで効率的な作物成長および太陽光電気をもたらすため、大規模な温室、農業陸地領域、ならびに陸地および／または水を含むその他の領域をより良好に利用することができる。

【0124】

透明ソーラーパネルは、透明光電池（ＴＰＶ）または透明発光型太陽光集光器（ＴＬＳＣ）であってもよい。特に明記しない限り、本明細書で使用される「透明ソーラーパネル」または「ソーラーパネル」は、ＴＰＶおよび／またはＴＬＳＣを指す。透明ソーラーパネルは、波長に基づいて選択的かつ優先的に光を吸収および透過するように構成されている。より具体的には、ソーラーパネルは、例えば植物の場合における成長および／または品質等、光合成有機体にとって有益な光を透過させるように構成されてもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、本技術において、透明ソーラーパネルを含む構造物および／または機器がさらに提供される。光合成有機体の応答とＰＶ発電との両方が、本開示の原理によるシステムを設計する際に考慮される。少なくとも１つの例示的実施形態では、営農型太陽光発電システムは、植物にとって有益な波長を有する光子の透過に対するＰＶの影響を低減または最小化することによって、植物の収量および／または品質を維持するように構成されている。少なくとも１つの例示的実施形態では、本技術において、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長（光合成有効放射（photosynthetically active radiation：ＰＡＲ）としばしば称される）に対するＰＶの影響が低減または最小化される。

【0125】

上述したように、本開示の少なくとも１つの例示的実施形態による太陽電池は、植物および／またはその他の光合成有機体の栽培と併せて使用されてもよい。量子センサは、μｍｏｌ・ｍ^－２・ｓ^－１の単位を有する光合成光量子束密度（photosynthetic photon flux density：ＰＰＦＤ）を測定するために使用される。植物の成長および生産性の観点からは、日平均積算値（日積算光量（daily light integral：ＤＬＩ）と称され、ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１の単位を有する）がより適切である。拡張日積算光量（extended daily light integral：ｅＤＬＩ）は、ＤＬＩに類似しており、同じくｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１の単位を有するが、こちらはＰＡＲの波長ではなく、４００～７５０ｎｍの拡張ＰＡＲ（extended PAR：ｅＰＡＲ）の波長を考慮するものである。

【0126】

ＰＰＦＤおよびＤＬＩの定義では、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長を有する任意の光子が、光合成に等しくパワーを供給する（すなわち、同じ量子収量を有する）ことが仮定される。しかしながら、光子は、相対作用（relative action）および葉吸収に基づいて、種々の量子効率を有し得る（例えば、図１のＹＰＦＤ曲線１０８参照）。そこで、Ｓａｇｅｒ，Ｊ．Ｃ．、Ｓｍｉｔｈ，Ｗ．Ｏ．、Ｅｄｗａｒｄｓ，Ｊ．Ｌ．、およびＣｙｒ，Ｋ．Ｌ．、１９８８、Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｐｈｙｔｏｃｈｒｏｍｅ ｐｈｏｔｏｅｑｕｉｌｉｂｒｉａ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｄａｔａ、Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＡＳＡＥ、３１（６）、ｐｐ．１８８２－８９（参照によって全体が本明細書に援用される）に記載されている通り、光源のスペクトル分布に基づく瞬間光合成率のより正確な表現を与えるために、重み付けしたＰＡＲの記述が生み出されており、収量光量子束密度（yield photo flux density：ＹＰＦＤ）と称される。この場合には、ＹＰＦＤは、ＰＡＲのみに限定されず、＜４００ｎｍの光子、および、＞７００ｎｍの光子が含まれる。しかしながら、光子波長が４００ｎｍ未満に減少するにつれて、また光子波長が７００ｎｍ超に増大するにつれて、その有効性は急速に減少する。

【0127】

（Ｚｈｅｎ，Ｓ．、およびＢｕｇｂｅｅ，Ｂ．、２０２０ａ、Ｆａｒ－ｒｅｄ ｐｈｏｔｏｎｓ ｈａｖｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｔｏ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｈｏｔｏｎｓ： Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｒｅｄｅｆｉｎｉｎｇ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌｌｙ ａｃｔｉｖｅ ｒａｄｉａｔｉｏｎ、Ｐｌａｎｔ，ｃｅｌｌ＆ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ、４３（５）、ｐｐ．１２５９－１２７２；ならびに、Ｚｈｅｎ，Ｓ．、およびＢｕｇｂｅｅ，Ｂ．、２０２０ｂ、Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｎｇ ｆａｒ－ｒｅｄ ｆｏｒ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ ｄｅｆｉｎｅｄ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｈｏｔｏｎｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｅｑｕａｌ ｃａｎｏｐｙ ｑｕａｎｔｕｍ ｙｉｅｌｄ ｆｏｒ ＣＯ２ ｆｉｘａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｐｈｏｔｏｎ ｃａｐｔｕｒｅ ｄｕｒｉｎｇ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｓｔｕｄｉｅｓ： Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｒｅ－ｄｅｆｉｎｉｎｇ ＰＡＲ、Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ ｉｎ Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ、１１、ｐ．１４３３（これらの両者は、参照によって全体が本明細書に援用される）に記載されている通り、）近年、４００～７５０ｎｍの光子が考慮されるように、ＰＡＲの定義変更が提案された。これは拡張ＰＡＲ（extended PAR：ｅＰＡＲ）と称され得るだろう。ｅＰＡＲは、少なくとも１つの例示的実施形態に関連する。７００ｎｍ付近または７５０ｎｍ近くでパネルがカットオフし始めるか否かが、植物成長およびエネルギー生成に影響を与え得るだろうからである。光電池材料の測光透過（photometric transmission）を記述するためにどの量子単位が使用されるか否かにかかわらず、植物環境（plant environment）を適切に特徴付けるため、また研究間の比較を有意義なものにするために、これらの植物中心的（plant-centric）パラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを報告することが必要となる。

【0128】

植物ベースの用途および農業ベースの用途等、半透明モジュールおよび透明モジュールを光合成生活有機体へ応用するには、重要な測定量を再定義する必要がある。典型的に、窓産業における透明ソーラーパネルの場合、報告される最も重要なものは、平均可視透明度（average visible transparency）である。平均可視透過率（Average visible transmittance：ＡＶＴ）は、太陽光量子束およびヒトの目の平均応答（明所視応答（photopic response）としても知られる）によって定量化される、どれほど多くの光がパネルまたは窓を通過するかの尺度である。

【0129】

ＰＶパネルが営農型太陽光発電システムにおいてどのように機能し得るのかという文脈を提供するために、本開示では、窓産業からのＡＶＴに対して類似性を得る新たな測定量である平均光合成透過率（average photosynthetic transmittance：ＡＰＴ）を導入する。明所視応答に代えて、２２種の植物の間で平均化された、現在まで最も広範な植物の量子効率研究であり続ける、光子ごとの瞬間ＣＯ_２消費率として定義される植物の相対的量子効率を利用する（Ｍｃｃｒｅｅ，Ｋ．Ｊ．、Ａｃｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ， Ａｂｓｏｒｐｔａｎｃｅ ａｎｄ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｙｉｅｌｄ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｉｎ Ｃｒｏｐ Ｐｌａｎｔｓ、Ａｇｒｉｃ． Ｍｅｔｅｏｒｏｌ． １９７２、９（３－４）、１９１－（参照によって全体が本明細書に援用される）に記載）。したがって、ＡＰＴは、以下のように定義される。

【0130】

【数1】

【0131】

ここで、Ｓ（λ）は、ＡＭ１．５Ｇ光量子束であり、Ｔ（λ）は、パネルの光子透過率であり、Ｐ（λ）は、平均光合成量子収量（average photosynthetic quantum yield）であり、上述したＭｃＣｒｅｅによって定義されたものである。したがって、ＡＰＴは、植物の上に配置されるパネルの性質である。これは最終的に、場所および位置に依存する太陽光束に基づく特定の量子単位（例えば、ＤＬＩ、ＹＰＦＤ等）に影響し、付与される。

【0132】

図１Ａを参照すると、正規化された光束が波長の関数として示されている。クロロフィルａ（chlorophyll a：Ｃｈｌ ａ）が１００で示され、クロロフィルｂ（chlorophyll ｂ：Ｃｈｌ ｂ）が１０２で示され、赤色吸収フィトクロム（red-absorbing phytochrome：Ｐｒ）が１０４で示され、遠赤外吸収フィトクロム（far-red-absorbing phytochrome：Ｐｆｒ）が１０６で示され、波長の関数としての吸収されたモル光子ごとのモルＣＯ_２固定における平均量子収量（ＭｃＣｒｅｅと表記）が１０８で示されている。少なくとも１つの例示的実施形態では、（白色で示された）第１範囲内の波長１２０の重要性が最も大きく、（明灰色で示された）第２範囲内の波長１２２の重要性は中程度であり、（暗灰色で示された）第３範囲内の波長１２４の重要性は最も小さい。光合成有効放射（ＰＡＲ）の透過率が高いことが重要である。植物は、光合成のために、また光形態形成のための信号として、この波長帯からの光子を用いるからである。このウインドウ（window）を特徴付けるために、多くの植物について、クロロフィル（Ｃｈｌ）ａおよびクロロフィル（Ｃｈｌ）ｂ、赤色吸収フィトクロム（Ｐｒ）ならびに遠赤外吸収フィトクロム（Ｐｆｒ）の吸収スペクトル、ならびに平均量子収量（波長の関数としての吸収されたモル光子ごとのモルＣＯ_２固定；ＭｃＣｒｅｅと表記）がプロットされる。ＶＩＳを吸収することはＢＩＰＶパネルにとってエネルギー的に有利であろうが、温室作物の成長および発達（発生）に負の影響を及ぼす可能性があるだろう。

【0133】

ＰＡＲは、青色光（４００～５００ｎｍ）、緑色光（５００～６００ｎｍ）、および赤色光（６００～７００ｎｍ）の３つの波長帯に分けることができる。図１Ａに示すように、各波長帯は、ＵＶ（２８０～４００ｎｍ）および近赤外線（near-infrared：ＮＩＲ）または遠赤外線（７００～７５０ｎｍ）に由来する追加的な寄与とともに、植物の成長および発達を独立かつ相互作用的に調節する。これらのうち、青色光および遠赤外光は、植物の形態構造および発達を強力に調節し、葉面積、茎長、および開花等の特性を変更する。一部の場合において到来する太陽放射を減少させる（例えば、水消費量または土壌温度を低減する）利点があり得るが、このハイブリッドフィールドの採用は、特に温帯気候において、可能な限り多くのＰＡＲを透過させることにより、広範に適用可能であり得るだろう。

【0134】

一部の営農型太陽光発電アプローチにおいて、緑色光は、クロロフィルおよびカロテノイドによる吸収が小さいため、植物収量にごくわずかの影響しか及ぼさないと考えられている。そのため、緑色光は、温室でのＰＶにおける吸収のための標的波長である。しかしながら、図１Ａに示すように、相対作用（relative action）および量子収量等の測定量は、驚くべきことでありかつ予想外なことであるが、植物が光合成において緑色光を非常に効率的に利用していることを示している。緑色光は、高光条件（high-light condition）下でより深く葉に浸透し、他のものによって遮光された葉に到達する点で、特に有用である。したがって、ＰＡＲ内の特定の波長帯を吸収することによるスペクトル操作（図１Ｂ）によって、植物の成長および収量が変更されることになる。これは、異なる植物種間で様々となる。営農型太陽光発電の利益を提供しつつ、植物がどれほど成長および発達するかの制御を栽培者が維持できるようにすることは、将来的な採用の普及を促進するために重要なことだろう。

【0135】

少なくとも１つの例示的実施形態では、本開示によるソーラーパネルは、透明または半透明であってもよい。「透明」または「可視的に透明（visibly transparent）」という用語は、一般に、約４５％以上（例えば、約５０％以上、約６０％以上、約７５％以上、約８０％以上、または約９０％以上）のＡＶＴを有するソーラーパネルを指す。「不透明」または「可視的に不透明」という用語は、一般に正透過（specular transmission）について１０％以下の眼の明所視応答によって重み付けされた平均可視透明度を有するデバイスを指す。１０％～５０％の眼の明所視応答によって重み付けされたＡＶＴを有するデバイスは、一般に、「半透明」であると称される。

【0136】

ＡＶＴは、植物視覚（plant vision）よりもヒト視覚に関連しているので、少なくとも１つの例示的実施形態では、上述したように、植物に関して、異なるパラメータであるＡＰＴが使用される。本明細書で使用される場合、「透明」、「光合成透明（photosynthetically transparent）」、または「植物透明（plant transparent）」という用語は、約４５％以上（例えば、約５０％以上、約６０％以上、約６５％以上、約７０％以上、約７５％以上、約８０％以上、約８５％以上、または約９０％以上）のＡＰＴを有するソーラーパネルを指す。本明細書で使用される場合、「半透明」、「光合成半透明（photosynthetically semitransparent）」、または「植物半透明（plant semitransparent）」という用語は、１～４５％のＡＰＴを有するソーラーパネルに関する。

【0137】

上述したように、透明ソーラーパネルは、ＴＰＶまたはＴＬＳＣを含んでもよい。本技術による透明ソーラーパネルは、少なくとも吸収および透過の波長範囲において、他の独立型または非営農型太陽光発電のＴＰＶおよびＴＬＳＣとは異なり得る。より具体的には、本技術によるＴＰＶおよびＴＬＳＣは、可視光よりもむしろ、植物等の光合成有機体の成長および／または品質を刺激するために使用される光を透過させ（ただし、透過される波長の範囲は部分的に重複し得る）、かつ有機体の成長および品質の刺激にはあまり有用ではない光をエネルギー生成のために取り込むように、調整または最適化される。

【0138】

少なくとも１つの例示的実施形態では、ソーラーパネルは、透明または半透明であってもよく、約２０％以上（例えば、約２５％以上、約３０％以上、約３５％以上、約４０％以上、約４５％以上、約５０％以上、約５５％以上、約６０％以上、約６５％以上、約７０％以上、約７５％以上、約８０％以上、約８５％以上、または約９０％以上）のＡＰＴを有してもよい。前記ＡＰＴは、約１００％以下（例えば、約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、約７０％以下、約６５％以下、約６０％以下、約５５％以下、または約５０％以下）であってもよい。

【0139】

ソーラーパネルは、１または複数の植物を含む領域へ光を透過させるように構成されてもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記領域は、約５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上（例えば、約６ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約７ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約８ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約９ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１１ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１３ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１４ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１６ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１７ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１８ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１９ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２１ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２３ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２４ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約３０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約３５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約４０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、または約４５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上）のＤＬＩで、前記ソーラーパネルを介して光を受け取るように構成されてもよい。前記ＤＬＩは、約５０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下（例えば、約４５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、約４０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、約３５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、約３０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、約２５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、または約２０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下）であってもよい。

【0140】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記領域は、約５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上（例えば、約６ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約７ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約８ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約９ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１１ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１３ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１４ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１６ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１７ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１８ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１９ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２１ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２３ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２４ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約３０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約３５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約４０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、または約４５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、または約５０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、または約５５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上）のｅＤＬＩで、前記ソーラーパネルを介して光を受け取るように構成されてもよい。前記ｅＤＬＩは、約６０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下（例えば、約５５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、約５０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、約４５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、約４０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、約３５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、約３０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、約２５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、または約２０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下）であってもよい。

【0141】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記領域は、約２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上（例えば、約５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１１ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１３ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１４ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１６ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１７ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１８ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約１９ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２１ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２３ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２４ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約２５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約３０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、約３５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上、または約４０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以）のＹＰＦＤで、前記ソーラーパネルを介して光を受け取るように構成されてもよい。前記ＹＰＦＤは、約４５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下（例えば、約４０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、約３５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、約３０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、約２５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下、または約２０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下）であってもよい。

【0142】

本明細書で使用される場合、「実質的な吸収性を有する（実質的に吸収する、substantially absorbent）」は、光吸収材料（例えば、ソーラーパネル）が特定の波長の光の約５０％以上（例えば、前記特定の波長を有する光の約６０％以上、約７０％以上、約８０％以上、または約９０％以上）を吸収することを意味する。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記太陽電池は、約７００ｎｍ以上、約７１０ｎｍ以上、約７２０ｎｍ以上、約７３０ｎｍ以上、約７４０ｎｍ以上、約７５０ｎｍ以上、約７６０ｎｍ以上、約７７０ｎｍ以上、約７８０ｎｍ以上、約７９０ｎｍ以上、約８００ｎｍ以上、約８１０ｎｍ以上、約８２０ｎｍ以上、約８３０ｎｍ以上、約８４０ｎｍ以上、約８５０ｎｍ以上、約８６０ｎｍ以上、約８７０ｎｍ以上、約８８０ｎｍ以上、約８９０ｎｍ以上、または約９００ｎｍ以上の波長を有する光に対して、実質的な吸収性を有し得る。前記太陽電池は、約４５０ｎｍ以下、約４４０ｎｍ以下、約４３０ｎｍ以下、約４２０ｎｍ以下、約４１０ｎｍ以下、約４００ｎｍ以下、約３９０ｎｍ以下、約３８０ｎｍ以下、約３７０ｎｍ以下、約３６０ｎｍ以下、約３５０ｎｍ以下、約３４０ｎｍ以下、約３３０ｎｍ以下、約３２０ｎｍ以下、約３１０ｎｍ以下、約３００ｎｍ以下、約２９０ｎｍ以下、または約２８０ｎｍ以下の波長を有する光に対して、実質的な吸収性を有し得る。

【0143】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記太陽電池は、ＰＡＲ（または、あるいは、ｅＰＡＲ）におけるいずれの吸収ピークよりも大きい最大ピーク吸収（「一次吸収ピーク」とも称される）を有し得る。前記最大ピーク吸収は、約７００ｎｍ以上（例えば、約７１０ｎｍ以上、約７２０ｎｍ以上、約７３０ｎｍ以上、約７４０ｎｍ以上、約７５０ｎｍ以上、約７６０ｎｍ以上、約７７０ｎｍ以上、約７６０ｎｍ以上、約７８０ｎｍ以上、約７９０ｎｍ以上、約８００ｎｍ以上、約８１０ｎｍ以上、約８２０ｎｍ以上、約８３０ｎｍ以上、約８４０ｎｍ以上、約８５０ｎｍ以上、約８６０ｎｍ以上、約８７０ｎｍ以上、約８８０ｎｍ以上、約８９０ｎｍ以上、または約９００ｎｍ以上）の波長において生じ得る。前記最大ピーク吸収は、約１２００ｎｍ以下（例えば、約１１００ｎｍ以下、約１０５０ｎｍ以下、約１０００ｎｍ以下、または約９５０ｎｍ以下）の波長において生じ得る。

【0144】

少なくとも１つの他の例示的実施形態では、前記太陽電池は、約４５０ｎｍ以下（例えば、約４４０ｎｍ以下、約４３０ｎｍ以下、約４２０ｎｍ以下、約４１０ｎｍ以下、約４００ｎｍ以下、約３９０ｎｍ以下、約３８０ｎｍ以下、約３７０ｎｍ以下、約３６０ｎｍ以下、または約３５０ｎｍ以下、約３４０ｎｍ以下、約３３０ｎｍ以下、約３２０ｎｍ以下、約３１０ｎｍ以下、約３００ｎｍ以下、約２９０ｎｍ以下、または約２８０ｎｍ以下）の波長において、最大ピーク吸収を有し得る。前記最大ピーク吸収は、約２００ｎｍ以上（例えば、約２５０ｎｍ以上、約３００ｎｍ以上、約３５０ｎｍ以上、または約４００ｎｍ以上）の波長において生じ得る。

【0145】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記太陽電池は、第２最大ピーク吸収（「二次吸収ピーク」とも称される）を有し得る。前記二次吸収ピークは、約７００ｎｍ以上（例えば、約７１０ｎｍ以上、約７２０ｎｍ以上、約７３０ｎｍ以上、約７４０ｎｍ以上、約７５０ｎｍ以上、約７６０ｎｍ以上、約７７０ｎｍ以上、約７６０ｎｍ以上、約７８０ｎｍ以上、約７９０ｎｍ以上、約８００ｎｍ以上、約８１０ｎｍ以上、約８２０ｎｍ以上、約８３０ｎｍ以上、約８４０ｎｍ以上、約８５０ｎｍ以上、約８６０ｎｍ以上、約８７０ｎｍ以上、約８８０ｎｍ以上、約８９０ｎｍ以上、または約９００ｎｍ以上）の波長において生じ得る。前記二次吸収ピークは、約１２００ｎｍ以下（例えば、約１１００ｎｍ以下、約１０５０ｎｍ以下、約１０００ｎｍ以下、または約９５０ｎｍ以下）の波長において生じ得る。

【0146】

少なくとも１つの他の例示的実施形態では、前記太陽電池は、約４５０ｎｍ以下（例えば、約４４０ｎｍ以下、約４３０ｎｍ以下、約４２０ｎｍ以下、約４１０ｎｍ以下、約４００ｎｍ以下、約３９０ｎｍ以下、約３８０ｎｍ以下、約３７０ｎｍ以下、約３６０ｎｍ以下、約３５０ｎｍ以下、約３４０ｎｍ以下、約３３０ｎｍ以下、約３２０ｎｍ以下、約３１０ｎｍ以下、約３００ｎｍ以下、約２９０ｎｍ以下、または約２８０ｎｍ以下）の波長において、二次吸収ピークを有し得る。前記二次吸収ピークは、約２００ｎｍ以上（例えば、約２５０ｎｍ以上、約３００ｎｍ以上、約３５０ｎｍ以上、または約４００ｎｍ以上）の波長において生じ得る。

【0147】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明太陽電池は、ピーク１－透過（1-transmission）（または、吸収）のおよそ５％、１０％、または１５％、または２０％の１－透過（または、吸収）である透過カットオフ（「吸収カットオフ」または「波長カットオフ」とも称される）を有し得る。前記透過カットオフは、約７００ｎｍ以上、約７１０ｎｍ以上、約７２０ｎｍ以上、約７３０ｎｍ以上、約７４０ｎｍ以上、約７５０ｎｍ以上、約７６０ｎｍ以上、約７７０ｎｍ以上、約７６０ｎｍ以上、約７８０ｎｍ以上、約７９０ｎｍ以上、約８００ｎｍ以上、約８１０ｎｍ以上、約８２０ｎｍ以上、約８３０ｎｍ以上、約８４０ｎｍ以上、約８５０ｎｍ以上、約８６０ｎｍ以上、約８７０ｎｍ以上、約８８０ｎｍ以上、約８９０ｎｍ以上、または約９００ｎｍ以上の波長におけるものであり得る。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記透明太陽電池は、約４５０ｎｍ以下（例えば、約４４０ｎｍ以下、約４３０ｎｍ以下、約４２０ｎｍ以下、約４１０ｎｍ以下、約４００ｎｍ以下、約３９０ｎｍ以下、約３８０ｎｍ以下、約３７０ｎｍ以下、約３６０ｎｍ以下、約３５０ｎｍ以下、約３４０ｎｍ以下、約３３０ｎｍ以下、約３２０ｎｍ以下、約３１０ｎｍ以下、約３００ｎｍ以下、約２９０ｎｍ以下、または約２８０ｎｍ以下）の透過カットオフを有し得る。

【0148】

前記ソーラーパネルは、青色光に対して少なくとも部分的に透明であってもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記ソーラーパネルは、約４００～５００ｎｍの波長（例えば、４００～４５０ｎｍの全波長、４２５～４７５ｎｍの全波長、４５０～４８０ｎｍの全波長、および／または４５０～５００ｎｍの全波長、ならびに、４１０ｎｍ、４２０ｎｍ、４３０ｎｍ、４４０ｎｍ、４５０ｎｍ、４６０ｎｍ、４７０ｎｍ、４８０ｎｍ、および／または４９０ｎｍの波長が含まれる）を有する青色光に対して、約５０％以上（例えば、約５５％以上、約６０％以上、約６５％以上、約７０％以上、約７５％以上、約８０％以上、または約８５％以上）透明である（透明性を有する）。前記ソーラーパネルは、約４００～５００ｎｍの波長（例えば、４００～４５０ｎｍの全波長、４２５～４７５ｎｍの全波長、４５０～４８０ｎｍの全波長、および／または４５０～５００ｎｍの全波長、ならびに、４１０ｎｍ、４２０ｎｍ、４３０ｎｍ、４４０ｎｍ、４５０ｎｍ、４６０ｎｍ、４７０ｎｍ、４８０ｎｍ、および／または４９０ｎｍの波長が含まれる）を有する青色光に対して、約１００％以下（例えば、約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、または約７０％以下）透明であってもよい（透明性を有してもよい）。

【0149】

前記ソーラーパネルは、緑色光に対して少なくとも部分的に透明であってもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記ソーラーパネルは、５００～６００ｎｍの波長（例えば、５００～５５０ｎｍの全波長、５２０～５４０ｎｍの全波長、５２５～５７５ｎｍの全波長、５５０～６００ｎｍの全波長、ならびに、５１０ｎｍ、５２０ｎｍ、５３０ｎｍ、５４０ｎｍ、５５０ｎｍ、５６０ｎｍ、５７０ｎｍ、５８０ｎｍ、および／または５９０ｎｍの波長が含まれる）を有する緑色光に対して、約５０％以上（例えば、約５５％以上、約６０％以上、約６５％以上、約７０％以上、約７５％以上、約８０％以上、または約８５％以上）透明である（透明性を有する）。前記ソーラーパネルは、約５００～６００ｎｍの波長（例えば、５００～５５０ｎｍの全波長、５２０～５４０ｎｍの全波長、５２５～５７５ｎｍの全波長、５５０～６００ｎｍの全波長、ならびに、５１０ｎｍ、５２０ｎｍ、５３０ｎｍ、５４０ｎｍ、５５０ｎｍ、５６０ｎｍ、５７０ｎｍ、５８０ｎｍ、および／または５９０ｎｍの波長が含まれる）を有する緑色光に対して、約１００％以下（例えば、約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、または約７０％以下）透明であってもよい（透明性を有してもよい）。

【0150】

前記ソーラーパネルは、赤色光に対して少なくとも部分的に透明であってもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記ソーラーパネルは、６００～７００ｎｍの波長（例えば、６００～６５０ｎｍの全波長、６２０～６４０ｎｍの全波長、６２５～６７５ｎｍの全波長、および／または６５０～７００ｎｍの全波長、ならびに６１０ｎｍ、６２０ｎｍ、６３０ｎｍ、６４０ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍ、および／または６９０ｎｍの波長が含まれる）を有する赤色光に対して、約５０％以上（例えば、約５５％以上、約６０％以上、約６５％以上、約７０％以上、約７５％以上、約８０％以上、または約８５％以上）透明である（透明性を有する）。前記ソーラーパネルは、約６００～７００ｎｍの波長を有する赤色光（例えば、６００～６５０ｎｍの全波長、６２０～６４０ｎｍの全波長、６２５～６７５ｎｍの全波長、および／または６５０～７００ｎｍの全波長、ならびに６１０ｎｍ、６２０ｎｍ、６３０ｎｍ、６４０ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍ、および／または６９０ｎｍの波長が含まれる）に対して、約１００％以下（例えば、約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、または約７０％以下）透明であってもよい（透明性を有してもよい）。

【0151】

前記ソーラーパネルは、遠赤外光に対して少なくとも部分的に透明であってもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記ソーラーパネルは、７００～７５０ｎｍの波長を有する遠赤外光（例えば、７００～７２５ｎｍの全波長、７００～７２０ｎｍの全波長、７００～７１０ｎｍの全波長、および／または７２５～７５０ｎｍの全波長、ならびに７１０、７２０、７３０、および／または７４０の波長が含まれる）に対して、約５０％以上（例えば、約５５％以上、約６０％以上、約６５％以上、約７０％以上、約７５％以上、約８０％以上、または約８５％以上）透明である（透明性を有する）。前記ソーラーパネルは、約７００～７５０ｎｍの波長を有する遠赤外光（例えば、７００～７２５ｎｍの全波長、７００～７２０ｎｍの全波長、７００～７１０ｎｍの全波長、および／または７２５～７５０ｎｍの全波長、ならびに７１０、７２０、７３０、および／または７４０の全波長が含まれる）に対して、約１００％以下（例えば、約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、または約７０％以下）透明であってもよい（透明性を有してもよい）。

【0152】

少なくとも１つの例示的実施形態における、他の明らかではないが重要な測定量は、太陽熱利得係数（solar heat gain coefficient：ＳＨＧＣ）である。ＳＨＧＣは、ソーラーパネル全体またはデバイス全体の入射太陽放射に対する透過される太陽放射の比率である。ＳＨＧＣは、（ＵＶ、ＶＩＳ、ＮＩＲ、およびＩＲを含む）太陽光によって引き起こされる熱を窓がどれほど遮断するのかを定量的に評価するために、窓産業において利用される。以下により詳細に説明するように、ＳＨＧＣは、例えば、複合電極（compound electrode）（単一銀（single-silver）または多層銀（multilayer silver））としての電極における構造、導波路上の構造、および／または導波路に隣接する構造に基づいて（例えば、層の追加によって）制御される。

【0153】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記ＳＨＧＣは、約０．７以下（例えば、約０．６５以下、約０．６以下、約０．５５以下、約０．５以下、約０．４５以下、約０．４以下、約０．３５以下、約０．３以下、約０．２５以下、約０．２以下、または約０．１５以下）であってもよい。

【0154】

ＳＨＧＣは、建物にとって重要である。ＳＨＧＣは、建物のエネルギー効率に影響を与え、必要となる冷却負荷を規定するからである。ＳＨＧＣが低いほど、より多くの太陽熱が遮断される。ＳＨＧＣは、以下のように定義される。

【0155】

【数2】

【0156】

ここで、Ａ^＊は、室内へ透過されるエネルギーの寄与からの透明営農型太陽光発電太陽電池の吸収スペクトルである（このエネルギーの一部は窓から外方へ放射されるため、吸収束全体ではない）。

【0157】

また、ＳＨＧＣは、農業用途においても重要であるだろう。ＳＨＧＣは、植物への熱負荷を低減させるために使用できるからである。それによって、水の蒸発速度が低減し、潅漑需要が低減し、作物の熱関連損失が低減し、および／または作物の弾力性が向上し、包囲された用途では、冷却の需要／負荷が低減する。オープンフィールド配備の場合、ＳＨＧＣは以下のように修正することができる。

【0158】

【数3】

【0159】

式中、吸収項が取り除かれている。吸収成分は、植物に直接的に移らず、パネルアレイの周り（上方および下方）に空気の自由流が存在するからである。

【0160】

ｌｏｗ－ｅコーティングは、高いＡＶＴを維持しつつ低いＳＨＧＣを達成するための１つのアプローチである。ｌｏｗ－ｅコーティングは、ＵＶ光、ＮＩＲ光、および／またはＩＲ光の一部を反射（または、拒絶）する。コーティングされていないガラス片は通常、約０．８１８のＳＨＧＣを有するが、高品質のｌｏｗ－ｅ窓は通常、０．５～０．２のＳＨＧＣを有する。ｌｏｗ－ｅコーティングは、Ａｇ、Ａｕ、および／またはＣｕ等の薄金属（thin metal）または極薄金属（ultrathin metal）を用いて形成できる。Ａｇ系ｌｏｗ－ｅコーティングには、３つの一般的なタイプがある：［ＭＯ／金属／］_ｘ／ＭＯ、［有機化合物／金属／］_ｘ／有機化合物、または［ベース（base）／シード（seed）／金属／ブロッカ（blocker）／シード］_ｘ最上層等の構成における単一銀（single-silver）、二重銀（double-silver）、または三重銀（triple-silver）である。ここで、ｘ（繰り返し層の数）＝１，２，３等である。

【0161】

金属酸化物（metal oxide：ＭＯ）の例として、ＭｏＯ_３、Ｂｉ２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、Ｚｎ_２ＳｎＯ_４、Ｓｉ_３Ｎ_４、インジウムドープ酸化スズ（indium-doped tin oxide：ＩＴＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（aluminum-doped zinc oxide：ＡＺＯ）、またはこれらの任意の組み合わせが挙げられる。ＭＯの厚さは、約１０ｎｍ以上約５０ｎｍ以下の範囲であり得る。有機化合物の例として、バソクプロイン（bathocuproine）、アルファ－ＮＰＤ、Ａｌｑ_３、またはこれらの任意の組み合わせが挙げられる。金属の例として、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕが挙げられ、厚さは約２ｎｍ以上約２０ｎｍ以下の範囲である。一例として、ＰＰＧプロダクト（PPG products）からの銀スタック配置は、Ｚｎ_２ＳｎＯ_４のベースと、ＺｎＯのシードと、Ａｇの金属と、Ｔｉのブロッカと、ＴｉＯ_２の最上層と、をｘ＝２で有し、中央におけるスズ酸亜鉛層は、単一銀の最上層およびベースの総厚にほぼ等しい厚さを有する。ｌｏｗ－ｅスタックは、ＴＰＶまたはＴＬＳＣのデバイススタックのいずれかと一体化できるが、方法は異なる。ＴＰＶ（例えば、図２のＴＰＶ２００を参照）の場合、頂部透明電極およびｌｏｗ－ｅ層および（薄金属の存在による）導電性透明電極としての機能が同時に置き換えられるように、ｌｏｗ－ｅスタックを相乗的に利用することができる。この場合、Ａｇの厚さが厚くなるにつれて、電極の抵抗が増大し、光透過率が減少するため、最適なＡｇの厚さ（例えば、５ｎｍ、７ｎｍ、１０ｎｍ、または１２ｎｍ）が存在する。ＴＬＳＣ（例えば、図３Ａ～図３ＢのＴＬＳＣ３００を参照）の場合、ｌｏｗ－ｅスタックは、導波路の後面上にモノリシックにコーティングでき、またはポリリシックに一体化できる。

【0162】

本明細書で使用される場合、「透過ヘイズ（transmission haze）」は、拡散透過率（すなわち、デバイス内で散乱されるものの透過する光の量）を総透過率（すなわち、散乱されるか否かにかかわらず、トラフ（trough）を得る光の総量）で割ったものを意味する。前記ソーラーパネルは、約２０％、約１８％、約１６％、約１４％、約１２％、約１０％、約８％、約６％、約４％、約２％、約１％、またはそれ以下のヘイズを含めて、約１００％以下（例えば、約９０％以下、約８０％以下、約７０％以下、約６０％以下、約５０％以下、約４０％以下、約３０％以下、約２０％以下、約１０％以下、約５％以下、約２％以下、または約１％以下）の透過ヘイズを有し得る。前記ソーラーパネルは、ヘイズが実質的になくてもよい。本明細書で使用される場合、「ヘイズが実質的にない（substantially free of haze）」という語は、デバイスが約２０％以下のヘイズを有することを意味する。パネルは、可視ヘイズ、平均可視ヘイズ、もしくはＰＡＲヘイズを有してもよく、またはパネルには、可視ヘイズ、平均可視ヘイズ、もしくはＰＡＲヘイズが実質的になくてもよい。

【0163】

本明細書で使用される場合、演色評価数（color rendering index：ＣＲＩ）は、知覚可能な可視光の範囲である。ＣＲＩは後に、可視的に透明な太陽電池の審美的限界を決定するために利用される。具体的には、ＣＲＩは、照明システムの品質を評価するための定量的な測定量であり、窓の高さまたは知覚可能な色付けを評価するために利用できる。ＣＲＩは、理想的な透過プロファイル（ステップ関数）に基づき、国際照明委員会（International Commission on Illumination：ＣＩＥ）１９７６ ３次元均一色空間（ＣＩＥＬＵＶ）、ＣＩＥ １９７４ 試験色サンプルと組み合わせて、必要に応じて色順応のための補正を加えて（非プランク軌跡（non-planckian-locus））、以下のように計算される。

【0164】

【数4】

【0165】

ここで、ΔＬ_ｉ ^＊、Δｕ_ｉ ^＊、およびΔｖ_ｉ ^＊は、透過源（Ｔ（λ）・ＡＭ１．５（λ））および固定基準太陽光スペクトル（ＡＭ１．５Ｇ）で「照射された（illuminated）」各色サンプルｉ（全部で８）間における明度（Ｌ^＊）および色度座標（ｕ^＊、ｖ^＊）の差異である。ＣＲＩおよびＡＶＴは、Ｌｕｎｔ、“Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ｖｉｓｉｂｌｙ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ．” Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．、１０１、０４３９０２（２０１２）に詳細に説明されている。当該文献は、その全体が参照によって本明細書に援用される。

【0166】

少なくとも１つの例示的実施形態では、ソーラーパネルは、エアマス（air mass）１．５グローバル（ＡＭ１．５Ｇ）太陽光スペクトルまたはＰＡＲスペクトルを基準として、約８０以上（例えば、約８５以上、約９０以上、または約９５以上）のＣＲＩを有し得る。したがって、少なくとも１つの例示的実施形態では、観察者が太陽電池を通して見たときに、太陽電池の反対側の物体がその自然な「色」で、色付けまたはヘイズが実質的になく実質的に（または、完全に）現れるように、当該太陽電池は、可視的に透明、または植物透明である。照明委員会（ＣＩＥ）光利用効率（light utilization efficiency：ＬＵＥ）色測定量も、ＣＲＩの代替として利用することができる。

【0167】

電力変換効率（Power conversion efficiency：ＰＣＥ）は、電流密度（Ｊ）－電圧（Ｖ）曲線から導出され、具体的には、生み出された電力を入射太陽光パワーで割ったものである。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記ソーラーパネルは、約０．３％以上（例えば、約０．５％以上、約０．６％以上、約０．６５％以上、約０．７％以上、約０．７５％以上、約０．８％以上、約０．９％以上、約１％以上、約１．５％以上、約２．０％以上、約３％以上、約４％以上、約５％以上、約６％以上、または約７％以上、約８％以上、約９％以上、または約１０％以上）のＰＣＥを有する。

【0168】

少なくとも１つの例示的実施形態では、単一のソーラーパネルの表面積は、約０．０１ｍ^２以上（例えば、約０．０５ｍ^２以上、約０．１ｍ^２以上、約０．５ｍ^２以上、約１ｍ^２以上、約１．５ｍ^２以上、または約５ｍ^２以上）であってもよい。太陽電池面積は、約１０ｍ^２以下（例えば、約５ｍ^２以下、約２ｍ^２以下、約１ｍ^２以下、約０．５ｍ^２以下、約０．１ｍ^２以下、または約０．０５ｍ^２以下）であってもよい。

【0169】

本明細書で使用される場合、外部量子効率（external quantum efficiency：ＥＱＥ）は、特定の波長の光子を電子に変換する効率である。少なくとも１つの例示的実施形態では、ＥＱＥは、約１％以上（例えば、約１．５％以上、約２％以上、約２．５％以上、約３％以上、約３．５％以上、約４％以上、約４．５％以上、約５％以上、約６％以上、約７％以上、約１０％以上、約２０％以上、約３０％以上、約４０％以上、約５０％以上、約６０％以上、約７０％以上、約８０％以上、または約９０％以上）であってもよい。ＥＱＥは、約９５％以下であってもよい。

【0170】

従来、光利用率（light utilization factor：ＬＵＥ）は、ＰＣＥとＡＶＴとの積である。ＬＵＥは、光透過と発電との両方についてスペクトルがどれほど良好に利用されるかの尺度である。ここで、ＬＵＥ^＊を、植物の成長と発電との両方についてスペクトルがどれほど良好に利用されるかの尺度となるように、ＰＣＥを（ＡＶＴの代わりに）ＡＰＴに掛けたものとして定義する。ＬＵＥ^＊は、約０．５以上（例えば、約０．７以上、約１以上、約１．５以上、約２以上、約３以上、約４以上、約５以上、約６以上、約７以上、約８以上、約９以上、または約１０以上）であってもよい。ＬＵＥ^＊は、約１０以下（例えば、約９以下、約８以下、約７以下、約６以下、約５以下、約４以下、約３以下、約２以下、または約１以下）であってもよい。

【0171】

本明細書に記載される太陽電池は、実質的に白色である、ＣＩＥによって定められるＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間、すなわちＣＩＥＬＡＢ色空間を有し得る。より具体的には、太陽電池は、約２５以下（例えば、約２０以下、約１５以下、約１０以下、または約５以下）の｜ａ^＊｜および｜ｂ^＊｜の値、ならびに約１０以上（例えば、約２５以上、約５０以上、約７５以上、または約９５以上）のＬ^＊の値を示す。Ｌ^＊の値には、約１００、約９５、約９０、約８５、約８０、約７５、約７０、約６５、約６０、約５５、約５０、約４５、約４０、約３５、約３０、約２５、約２０、約１５、および約１０が含まれる。より具体的には、太陽電池は、約２５以下（例えば、約２０以下、約１５以下、約１０以下、約５以下、または約３以下）のｓｑｒｔ（｜ａ^＊｜^２＋｜ｂ^＊｜^２）値を示す。

【0172】

上述したように、少なくとも１つの例示的実施形態では、ソーラーパネルは、光合成有機体へ光を透過させるように構成されている。本明細書で使用される場合、光合成有機体は、太陽光から利益を受ける有機体である（例えば、太陽エネルギーを捕捉して、有機化合物の生成のためにそれを利用することができる有機体等）。光合成有機体には、例えば、植物、細菌、原生生物（例えば、藻類およびユーグレナ）、サンゴ、またはこれらの任意の組み合わせが含まれ得る。植物には、葉植物（leafy plants）と称される、葉および茎を目的として栽培される植物（例えば、バジル）、花卉（flowering plants）と称される、花を目的として栽培される植物（例えば、ペチュニア）、結果（結実）植物（fruit-bearing plants）と称される、果実を目的として栽培される植物（例えば、トマト、ダイズ）、穀物（例えば、コムギ、トウモロコシ）、飼料作物（例えば、アルファルファ）またはこれらの任意の組み合わせが含まれ得る。一部の作物は、上述したグループのうちの２以上のグループに属し得る。例えば、栽培のために最適化されたソーラーパネルを用いた栽培に適した植物として、コメ、トウモロコシ、コムギ、ダイズ、ジャガイモ、トマト、サトウキビ、ブドウ、ワタ、リンゴ、タマネギ、キュウリ、ニンニク、バナナ、アブラヤシ、スイカ、マンゴー、マンゴスチン、グアバ、アメリカホドイモ、トウガラシ、コショウ、サツマイモ、オオムギ、オレンジ、ナス、オリーブ、ヒマワリ、タンジェリン、マンダリン、クレメンタイン、ウンシュウミカン、キャベツ、ホウレンソウ、イチゴ、モモ、ネクタリン、タバコ、アサ、コーヒー、レタス、チコリ、ゴムノキ、チャ、エンドウ、ササゲ、モロコシ、キビ、オートムギ、ライムギ、ソバ、キノア、キャッサバ、テンサイ、ナタネ、マメ、ピーナッツ、ヤムイモ、ココナッツ、オオバコ、セイヨウナシ、サクランボ、パイナップル、レモン、ライム、パパイヤ、プラム、グレープフルーツ、ポメロ、デーツ、アボカド、アプリコット、キウイフルーツ、クランベリー、ブルーベリー、イチジク、カラント、グーズベリー、ラズベリー、ブラックベリー、ナス、ニンジン、カブ、カリフラワー、ブロッコリー、アスパラガス、マッシュルーム、トリュフ、リーキ、アーティチョーク、タロイモ、オクラ、ヒヨコマメ、キマメ、サヤエンドウ、ソラマメ、インゲンマメ、白インゲンマメ、カキ、カシューアップル、グーズベリー、亜麻仁、カカオ豆、ショウガ、チコリ、カシュー、クルミ、アーモンド、クリ、ヘーゼルナッツ、ピスタチオ、竹、ハクサイ、ケール、ディル、フジマメ、ヤエナリ、タマリンド、黒コショウ、クローブ、ドリアン、サゴヤシ、ウコン、バジル、亜麻、ナツメ、赤チコリ、ベニバナ、ゴマ、トルコハシバミ、アルファルファ、アニス、サンザシ、ザクロ、カボチャ、カボチャ、スカッシュ、マルメロ、サフラン、セロリ、チャービル、エンダイブ、ホップ、ラベンダー、パセリ、ペパーミント、ダイオウ、ローズマリー、ルタバガ、セージ、ギシギシ、タイム、ササゲ、レンズマメ、テフ、アマランス、クズウコン、ツナサボテン、アガーベ、ハヤトウリ、チェリートマト、チョコレート、アリタソウ、グリーンサポテ、ライマメ、テキーラリュウゼツ、チェリモヤ、パッションフルーツ、モモミヤシ、ペピーノ、ブラジルナッツ、メロン、メキャベツ、サボテン、コラードの葉、カラシナの葉、フダンソウ、スプラウト、ゼラニウム、ベゴニア、ホウセンカ、ペチュニア、パンジー、スイートピー、キンギョソウ、ロベリア、ノコギリソウ、タチアオイ、ツルノゲイトウ、アリッサム、アネモネ、オダマキ、アルメリア、ヨモギ、ヤナギトウワタ、アスター、オーリニア、カンパニュラ、カンナ、ケイトウ、ベニカノコソウ、キク、ハルシャギク、デロスペルマ、デロスペルマ、デルフィニウム、ナデシコ、ジギタリス、ダスティーミラー、ムラサキバレンギク、ヒゴタイ、エゾスズシロ、ポインセチア、オーナメンタルグラス、エリシム、テンニンギク、ガウーラ、ガーベラ、ダイコンソウ、ムギワラギク、ツボサンゴ、ハイビスカス、オトギリソウ、ハルザキスノーフレーク、デイジー、リシアンサス（lisianthus）、観賞用キビ、セイヨウヤマハッカ、マツヨイグサ、オレガノ、ケシ、ペンステモン、ペンタス、フロックス、キキョウ、ユリ、サクラソウ、ルドベッキア、ギボウシ、マツムシソウ、ベンケイソウ、アラセイトウ、ヨモギギク、クワガタソウ、ビンカ、スミレ、ガマズミ、シモツケ、ナツツバキ、カエデ、シャクヤク、モクレン、アジサイ、アヤメ、ハナズオウ、フウチョウソウ、シーダー、コレウス、イカリソウ、ザイフリボク、クリスマスローズ、フォサーギラ、マンサク、アリウム、バラ、ツツジ、アザレア、ロシアンセージ、イチイ、ランタナ、クロッカス、マリーゴールド、トウダイグサ、カリブラコア（calibrachoa）、バーベナ、クサトベラ、カンゾウ、シネラリア、ヘリオトロープ、ミゾホオズキ、ネメシア、ヒャクニチソウ、オステオスペルマム、アルジランセマム（argyranthemum）、センダングサ、ルリマガリバナ、コスモス、ガザニア、キンレンカ、スターチス、チトニア、サボテン、コチョウラン、シンビジウム、カトレア、ジゴペタラム（zygopetalum）、ミルトニオプシス（miltoniopsis）、オンシジウム、デンドロビウム、アンスリウム、観葉植物、ニューギニアインパティエンス、シダ、テッポウユリ、スイセン、ヒヤシンス、チューリップ、マンデビラ、アフリカスミレ、カタバミ、スパティフィルム、ジャスミン、クンシラン、イースターカクタス、シャコバサボテン、クリスマスカクタス、グロキシニア、コエビソウ、ブロミリアド、カランコエ、シクラメン、アマリリス、オランダカイウ、ダリア、またはこれらの任意の組み合わせが挙げられ得る。

【0173】

本明細書で使用される場合、作物収量（crop yield）は、単位面積当たりの作物バイオマスを意味する。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記ソーラーパネルによって透過される第１波長範囲内の光の下で栽培される植物の作物収量は、全スペクトル（full spectrum）光の下で栽培される点以外は同一である条件下において栽培される植物と比較して、５０％以下（例えば、約４５％以下、約４０％以下、約３５％以下、約３０％以下、約２５％以下、約２０％以下、約１５％以下、約１０％以下、または約５％以下）だけ減少する。

【0174】

少なくとも１つの例示的実施形態によるＴＰＶ２００が図２に示されている。ＴＰＶ２００は一般に、第１電極２０２と、第２電極２０４と、第１電極２０２と第２電極２０４との間のアクティブ層（活性層）２０６と、を含む。少なくとも１つの例示的実施形態では、第１電極２０２および第２電極２０４のうちの一方または両方は、透明基板２０８上に配置され得る。少なくとも１つの例示的実施形態では、基板と電極との見分けがつかなくなるように、第１電極２０２は、透明基板２０８上に配置され、電極として働く材料を含んでもよい（図示せず）。

【0175】

ＴＰＶ２００（例えば、直接光を受け取る表面と光を透過させる表面との間のＴＰＶ２００全体）は、上述した特性のうちの任意の特性を有し得る。これには、ＡＰＴ、ＤＬＩ、ｅＤＬＩ、ＹＰＦＤ、実質的な吸収性を有する波長、最大ピーク吸収における波長、波長カットオフ、青色光透明度（transparency）、緑色光透明度、赤色光透明度、遠赤外光透明度、ＳＨＧＣ、透過ヘイズ、ＣＲＩ、ＰＣＥ、および／またはＬＵＥ^＊が含まれるが、これらに限定されるものではない。さらに、ＴＰＶ２００は、上記の作物収量において上に列挙された光合成有機体のいずれかへ光を透過させるために使用されてもよい。

【0176】

アクティブ層２０６は、波長選択性光吸収材料を含む。波長選択性光吸収材料は、電子ドナーまたは電子アクセプタであってもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、ＴＰＶ２００は、２つ以上のアクティブ層２０６を含んでもよい。波長選択性光吸収材料およびＴＰＶデバイス２００は、植物等の生活有機体の成長および／または収量の増大を促進する光を透過させるように構成されている。

【0177】

少なくとも１つの例示的実施形態では、波長選択性光吸収材料は、ポリマー、非フラーレンアクセプタ（non-fullerene acceptor：ＮＦＡ）、またはポリマーとＮＦＡとの両方である。例として、ポリマーには、Ｄ１８、ＤＰＰ２Ｔ（ＤＴ－ＰＤＰＰ２Ｔ－ＴＴ）、ＤＰＰ－ＤＴＴ、Ｊ５２、ＰＢＤＢ－Ｔ、ＰＢＤＢ－Ｔ－２Ｃｌ、ＰＢＤＢ－Ｔ－２Ｆ、ＰＢＤＤ４Ｔ、ＰＢＤＤ４Ｔ－２Ｆ、ＰＢＤＴＴ－ＤＰＰ、ＰＢＤＴＴＰＤ、ＰＢＤＴＴＴ－Ｃ－Ｔ、ＰＢＤＴＴＴＰＤ、ＰＣＤＴＢＴ、ＰＤＢＤ－Ｔ－ＳＦ、ＰＤＰＰ３Ｔ、ＰＤＰＰ４Ｔ、ＰＤＰＰ４Ｔ－２Ｆ、ＰｆｆＢＴ４Ｔ－２ＯＤ、ＰｆｆＢＴ４Ｔ－Ｃ９Ｃ１３、ＰＪ７１、ＰＭＤＰＰ３ＴＰＤＢＴ－ｃｏ－ＴＴ、ＰＴＢ７、および／もしくはＰＴＢ７－Ｔｈ（ＰＣＥ１０））、またはこれらの任意の組み合わせが含まれてもよい。例として、ＮＦＡには、６ＴＩＣ、ＢＯＤＩＰＹＢＴＰ－４Ｃｌ－１２、ＢＴＰ－４Ｆ－１２（Ｙ６－ＢＯ）、ＢＴＰ－ｅＣ９、ＣＯｉ８ＤＦＩＣ（Ｏ６Ｔ－４Ｆ）、ＣＯＴＩＣ－４Ｃｌ、ＣＯＴＩＣ－４Ｆ、ＤＴＹ６、ｅＣ９－２Ｃｌ、ＦＢＲ、ＩＤＩＣ－４Ｆ、ＩＤＴ－２Ｂｒ、ＩＥＩＣＯ－４Ｃｌ、ＩＥＩＣＯ－４Ｆ、ＩＨＩＣ、ＩＯ－４Ｃｌ、ＩＴＩＣ、ＩＴＩＣ－２Ｆ、ＩＴＩＣ－４Ｃｌ、ＩＴＩＣ－４Ｆ、ＩＴＩＣ－Ｍ、ＩＴＩＣ－Ｔｈ、Ｌ８－ＢＯ、Ｌ８－ＢＯ－Ｆ、Ｎ３、ｏ－ＩＤＴＢＲ、ＴＰＴ－１０、ＴＰＴ１０－Ｃ８Ｃ１２、Ｙ６（ＢＴＰ－４Ｆ）、Ｙ７、ＺＹ－４Ｃｌ、またはこれらの任意の組み合わせが含まれてもよい。

【0178】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記波長選択性光吸収材料には、２０２０年７月７日に出願された「ＵＶ Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ」という名称の、Ｌｕｎｔらの米国特許出願公開第２０２０／０３４３０５３号に記載された材料が含まれる。当該出願は、参照によってその全体が本明細書に援用される。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記波長選択性光吸収材料は、金属ハロゲン化物、金属窒化物、金属硫化物、金属セレン化物、金属テルル化物、これらの合金、またはこれらの組み合わせである。前記金属ハロゲン化物には、ＰｂＩ_２、ＰｂＣｌ_２、ＰｂＢｒ_２、ＰｂＩ_ＸＢｒ_{（１－Ｘ）}、ＰｂＩ_ＸＣｌ_{（１－Ｘ）}、ＰｂＢｒ_ＸＣｌ_{（１－Ｘ）}、ＳｎＩ_２、ＳｎＣｌ_２、ＳｎＢｒ_２、ＳｎＩ_ＸＢｒ_{（１－Ｘ）}、ＳｎＩ_ＸＣｌ_{（１－Ｘ）}、ＳｎＢｒ_ＸＣｌ_{（１－Ｘ）}、ＧｅＩ_２、ＧｅＣｌ_２、ＧｅＢｒ_２、ＧｅＩ_ＸＢｒ_{（１－Ｘ）}、ＧｅＩ_ＸＣｌ_{（１－Ｘ）}、ＧｅＢｒ_ＸＣｌ_{（１－Ｘ）}、ＩｎＩ_３、ＩｎＣｌ_３、ＩｎＢｒ_３、ＴｉＩ_３、ＴｉＣｌ_３、ＴｉＢｒ_３、ＧａＩ_３、ＧａＢｒ_３、ＧａＣｌ_３、ＡｌＣｌ_３、ＡｌＢｒ_３、ＡｌＩ_３、Ａ_２ＴｉＩ_６、Ａ_２ＴｉＣｌ_６、およびＡ_２ＴｉＢｒ_６が含まれてもよい。ここで、Ａは、アルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、またはこれらの任意の組み合わせ）、有機カチオン（メチルアンモニウム（ＭＡ）、ホルムアミジニウム（ＦＡ）、エタンジアンモニウム（ＥＡ）、イソプロピルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、グアニジニウム、ピペリジニウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、イミダゾリウム、ｔ－ブチルアンモニウム、またはこれらの任意の組み合わせ）、またはこれらの任意の組み合わせである；前記金属窒化物は、Ｉｎ_（Ｘ）Ｇａ_{（１－Ｘ）}ＮおよびＩｎ_（Ｘ）Ａｌ_{（１－Ｘ）}Ｎのうちの少なくとも一方を含む；前記金属硫化物は、ＺｎＳ_（Ｘ）Ｓｅ_{（１－Ｘ）}を含む；金属セレン化物は、ＺｎＳｅ、ＺｎＯ_（Ｘ）Ｓｅ_{（１－Ｘ）}、およびＺｎ_（Ｘ）Ｍｇ_{（１－Ｘ）}Ｓｅのうちの少なくとも１つを含む；前記金属テルル化物は、Ｚｎ_（Ｘ）Ｍｇ_{（１－Ｘ）}ＴｅおよびＢｅＳｅ_（Ｘ）Ｔｅ_{（１－Ｘ）}のうちの少なくとも１つを含む。ここで、上式の全てについて、０≦Ｘ≦１である。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記波長選択性光吸収材料は、Ｉｎ_（Ｘ）Ｇａ_{（１－Ｘ）}Ｎ（０．０５≦Ｘ≦０．２５）、Ｉｎ_（Ｘ）Ａｌ_{（１－Ｘ）}Ｎ（０．２５≦Ｘ≦０．７）、ＺｎＳ_（Ｘ）Ｓｅ_{（１－Ｘ）}（０．１≦Ｘ≦０．９）、Ｚｎ_（Ｘ）Ｍｇ_{（１－Ｘ）}ＳＥ（０．０５≦Ｘ≦０．５）、Ｚｎ_（Ｘ）Ｍｇ_{（１－Ｘ）}Ｔｅ（０．０５≦Ｘ≦０．９５）およびＢｅＳｅ_（Ｘ）Ｔｅ_{（１－Ｘ）}（０．６≦Ｘ≦１）を含む。

【0179】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記波長選択性光吸収材料には、２０２０年５月５日に出願された「Ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｔｈｅ Ｌｉｆｅｔｉｍｅ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓａｌｔ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ」という名称の、Ｌｕｎｔらの米国特許出願公開第２０２０／０３０３６６７号に記載された材料が含まれる。当該出願は、参照によってその全体が本明細書に援用される。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記波長選択性光吸収材料には、中性有機分子または有機塩が含まれる。少なくとも１つの例示的実施形態では、光活性中性有機分子は、シアニン、フタロシアニン、ポルフィリン、チオフェン、ペリレン、ポリマー、これらの誘導体、またはこれらの任意の組み合わせである。例えば、フタロシアニンは、銅フタロシアニン、およびクロロアルミニウムフタロシアニン（ＣｌＡｌＰｃ）を含んでもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、光活性有機塩は、ポリメチン塩、シアニン塩、これらの誘導体、またはこれらの任意の組み合わせである。対イオンの存在下で有機塩を形成する適切な有機イオン（これらはその誘導体に対して「基礎イオン」である）の例として、１－ブチル－２－（２－［３－［２－（１－ブチル－１Ｈ－ベンゾ［ｃｄ］インドール－２－イリデン）－エチリデン］－２－フェニル－シクロペンタ－１－エニル］－ビニル）－ベンゾ［ｃｄ］インドリウム（１０２４ｎｍにおけるピーク吸収）、１－ブチル－２－（２－［３－［２－（１－ブチル－１Ｈ－ベンゾ［ｃｄ］インドール－２－イリデン）－エチリデン］－２－クロロ－シクロヘキサ－１－エニル］－ビニル）－ベンゾ［ｃｄ］インドリウム（１０１４ｎｍにおけるピーク吸収）、１－ブチル－２－（２－［３－［２－（１－ブチル－１Ｈ－ベンゾ［ｃｄ］インドール－２－イリデン）－エチリデン］－２－フェニル－シクロヘキサ－１－エニル］－ビニル）－ベンゾ［ｃｄ］インドリウム（９９７ｎｍにおけるピーク吸収）、１－ブチル－２－（２－［３－［２－（１－ブチル－１Ｈ－ベンゾ［ｃｄ］インドール－２－イリデン）－エチリデン］－２－ジフェニルアミノ－シクロペンタ－１－エニル］－ビニル）－ベンゾ［ｃｄ］インドリウム（９９６ｎｍにおけるピーク吸収）、１－ブチル－２－［７－（１－ブチル－１Ｈ－ベンゾ［ｃｄ］インドール－２－イリデン）－ヘプタ－１，３，５－トリエニル］－ベンゾ［ｃｄ］インドリウム（９７３ｎｍにおけるピーク吸収）、２－［２－［２－クロロ－３－［２－（１，３－ジヒドロ－３，３－ジメチル－１－エチル－２Ｈ－ベンズ［ｅ］インドール－２－イリデン）エチリデン］－１－シロヘキセン－１－イル］－エテニル］－３，３－ジメチル－１－エチル－１Ｈ－ベンズ［ｅ］インドリウム（“Ｃｙ＋”；８２０ｎｍにおけるピーク吸収）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス－（ｐ－ジ－ｎ－ブチルアミノフェニル）－ｐ－ベンゾキノン－ビス－インモニウム（１０６５ｎｍにおけるピーク吸収）、４－［２－［２－クロロ－３－［（２，６－ジフェニル－４Ｈ－チオピラン－４－イリデン）エチリデン］－１－シクロヘキセン－１－イル］エテニル］－２，６－ジフェニルチオピリリウム、１－ブチル－２－［２－［３－［（１－ブチル－６－クロロベンズ［ｃｄ］インドール－２（１Ｈ）－イリデン）エチリデン］－２－クロロ－５－メチル－１－シクロヘキセン－１－イル］エテニル］－６－クロロベンズ［ｃｄ］インドリウム、１－ブチル－２－［２－［３－［（１－ブチル－６－クロロベンズ［ｃｄ］インドール－２（１Ｈ）－イリデン）エチリデン］－２－クロロ－１－シクロヘキセン－１－イル］エテニル］－６－クロロベンズ［ｃｄ］インドリウム、ジメチル{４－［１，７，７－トリス（４－ジメチルアミノフェニル）－２，４，６－ヘプタトリエニリデン］－２，５－シクロヘキサジエン－１－イリデン}アンモニウム、５，５’－ジクロロ－１１－ジフェニルアミノ－３，３’－ジエチル－１０，１２－エチレンチアトリカルボシアニン、２－［２－［２－クロロ－３－［２－（１，３－ジヒドロ－１，１，３－トリメチル－２Ｈ－ベンゾ［ｅ］－インドール－２－イリデン）－エチリデン］－１－シクロヘキセン－１－イル］－エテニル］－１，１，３－トリメチル－１Ｈ－ベンゾ［ｅ］インドリウム、２－［２－［２－クロロ－３－［２－（１，３－ジヒドロ－１，３，３－トリメチル－２Ｈ－インドール－２－イリデン）－エチリデン］－１－シクロペンテン－１－イル］－エテニル］－１，３，３－トリメチル－３Ｈ－インドリウム、２－［２－［３－［（１，３－ジヒドロ－３，３－ジメチル－１－プロピル－２Ｈ－インドール－２－イリデン）エチリデン］－２－（フェニルチオ）－１－シクロヘキセン－１－イル］エテニル］－３，３－ジメチル－１－プロピルインドリウム、１，１’，３，３，３’，３’－４，４’，５，５’－ジ－ベンゾ－２，２’－インドトリカルボシアニンパークロレート、２－［２－［２－クロロ－３－［２－（１，３－ジヒドロ－１，３，３－トリメチル－２Ｈ－インドール－２－イリデン）－エチリデン］－１－シクロヘキセン－１－イル］－エテニル］－１，３，３－トリメチル－３Ｈ－インドリウム、３，３’－ジエチルチアトリカルボシアニン、２－［［２－［２－［４－（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル］－６－メチル－４Ｈ－ピラン－４－イリデン］メチル］－３－エチル、２－［７－（１，３－ジヒドロ－１，３，３－トリメチル－２Ｈ－インドール－２－イリデン）－１，３，５－ヘプタトリエニル］－１，３，３－トリメチル－３Ｈ－インドリウム、シアニン３（Ｃｙ３）、シアニン３．５（Ｃｙ３．５）、シアニン５（Ｃｙ５）、シアニン５．５（Ｃｙ５．５）、シアニン７（Ｃｙ７）、シアニン７．５（Ｃｙ７．５）、これらの誘導体、およびこれらの組み合わせが挙げられる。本明細書において使用される場合、有機イオンの「誘導体」は、基礎有機イオンに類似するが、例えば、様々なアルキル鎖長を有する可溶化基または他の可溶化基での置換にみられるような軽微な変化、バリエーション、または置換であって、バンドギャップまたは電子的特性、ならびに、様々なハロゲン化物または配位子を有する中央のメタンの位置における置換基（Ｘ、Ｙ）を実質的に変化させない変化、バリエーション、または置換を含む有機イオンを指し、または当該有機イオンを含む。有機イオンと塩を形成する対イオン（これらはその誘導体に対して「基礎対イオン」である）の例として、ハロゲン化物、例えば、Ｆ－、Ｃｌ－、Ｉ－、およびＢｒ－；アリールボレート、例えば、テトラフェニルボレート、テトラ（ｐ－トリル）ボレート、テトラキス（４－ビフェニリル）ボレート、テトラキス（１－イミダゾリル）ボレート、テトラキス（２－チエニル）ボレート、テトラキス（４－クロロフェニル）ボレート、テトラキス（４－フルオロフェニル）ボレート、テトラキス（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）ボレート、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート（ＴＰＦＢ）、テトラキス［３，５－ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ボレート（ＴＦＭ）、［４－［ビス（２，４，６－トリメチルフェニル）ホスフィノ］－２，３，５，６－テトラフルオロフェニル］ヒドロビス（２，３，４，５，６－ペンタフルオロフェニル）ボレート、［４－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルホスフィノ－２，３，５，６－テトラフルオロフェニル］ヒドロビス（２，３，４，５，６－ペンタフルオロフェニル）ボレート；カルボラン、（Λ，Ｒ）－（１，１’－ビナフタレン－２，２’ジオラート）（ビス（テトラクロロ－１，２－ベンゼンジオラート）ホスフェート（Ｖ））（ＢＩＮＰＨＡＴ）、［Δ－トリス（テトラクロロ－１，２－ベンゼンジオラート）ホスフェート（Ｖ）］（ＴＲＩＳＰＨＡＴ）；フルオロアンチモネート、例えば、ヘキサフルオロアンチモネート（ＳｂＦ_６ ^－）；フルオロホスフェート、例えば、ヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ_６ ^－）；フルオロボレート、例えば、テトラフルオロボレート（ＢＦ_４）；これらの誘導体；または、これらの任意の組み合わせが挙げられる。本明細書において使用される場合、対イオンの「誘導体」は、基礎対イオンに類似するが、有機イオンと塩を形成する対イオンの能力を実質的に変化させない、軽微な変化、バリエーション、または置換を含む対イオンまたはアニオンを指し、または当該対イオンまたはアニオンを含む。

【0180】

少なくとも１つの例示的実施形態では、ＴＰＶ２００は、任意選択的に、電子アクセプタを含む相補層２１０を含む。相補層２１０は、図示のように別個の層とすることができ、またはアクティブ層２０６に含めてもよい。したがって、アクティブ層２０６は、有機光活性成分および電子アクセプタを含み、有機光活性成分および電子アクセプタから実質的になり、もしくは有機光活性成分および電子アクセプタからなり得、または、アクティブ層１６は、有機光活性成分を含み、有機光活性成分から実質的になり、もしくは有機光活性成分からなり得る。本明細書で使用される場合、「から実質的になる」という語は、電子ドナー（光活性成分）と電子アクセプタとのペアリング（pairing）によって生成される活性（activity）に実質的に影響を及ぼさない（すなわち、約１０％未満の影響を及ぼす）、微量（すなわち、約１０重量％以下）の追加的な不可避の不純物物質のみを層が含み得ることを意味する。

【0181】

アクティブ層またはドナー層２０６によって、第１厚さまたはドナー厚さ２２０が定められてもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、第１厚さ２２０は、約３ｎｍ以上（例えば、約５ｎｍ以上、約１０ｎｍ以上、約１５ｎｍ以上、約２０ｎｍ以上、約２５ｎｍ以上、約３０ｎｍ以上、約４０ｎｍ以上、約５０ｎｍ以上、約６０ｎｍ以上、約７０ｎｍ以上、約８０ｎｍ以上、または約９０ｎｍ以上）である。第１厚さ２２０は、約１００ｎｍ以下（例えば、約９０ｎｍ以下、約８０ｎｍ以下、約７０ｎｍ以下、約６０ｎｍ以下、約５０ｎｍ以下、約４０ｎｍ以下、約３０ｎｍ以下、約２５ｎｍ以下、約２０ｎｍ以下、約１５ｎｍ以下、約１０ｎｍ以下、または約５ｎｍ以下）であってもよい。

【0182】

相補層２１０によって、第２厚さまたはアクセプタ厚さ２２２が定められてもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、第２厚さ２２２は、約３ｎｍ以上（例えば、約５ｎｍ以上、約１０ｎｍ以上、約１５ｎｍ以上、約２０ｎｍ以上、約２５ｎｍ以上、約３０ｎｍ以上、約４０ｎｍ以上、約５０ｎｍ以上、約６０ｎｍ以上、約７０ｎｍ以上、約８０ｎｍ以上、または約９０ｎｍ以上）である。第２厚さ２２２は、約１００ｎｍ以下（例えば、約９０ｎｍ以下、約８０ｎｍ以下、約７０ｎｍ以下、約６０ｎｍ以下、約５０ｎｍ以下、約４０ｎｍ以下、約３０ｎｍ以下、約２５ｎｍ以下、約２０ｎｍ以下、約１５ｎｍ以下、約１０ｎｍ以下、または約５ｎｍ以下）であってもよい。

【0183】

ＴＰＶ２００によって、第３厚さまたは全体厚さ２２４が定められてもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、全体厚さ２２４は、約１０ｎｍ以上（例えば、約２０ｎｍ以上、約３０ｎｍ以上、約４０ｎｍ以上、約５０ｎｍ以上、約７５ｎｍ以上、約１２５ｎｍ以上、約１５０ｎｍ以上、約１７５ｎｍ以上、約２００ｎｍ以上、または約２２５ｎｍ以上）である。全体厚さ２２４は、約２５０以下（例えば、約２２５ｎｍ以下、約２００ｎｍ以下、約１７５ｎｍ以下、約１５０ｎｍ以下、約１２５ｎｍ以下、約１００ｎｍ以下、約７５ｎｍ以下、約５０ｎｍ以下、約４０ｎｍ以下、約３０ｎｍ以下、または約２０ｎｍ以下）であってもよい。

【0184】

図示されていないが、少なくとも１つの例示的実施形態では、ＴＰＶは、層２０６、層２１０および電極２０２、電極２０４のいずれかの間に配置された１または複数のバッファ層（図示せず）をさらに含む。バッファ層は、励起子を遮断し、仕事関数または収集障壁（collection barrier）を修正し、オーダリング（ordering）またはテンプレーティング（templating）を誘起し、かつ／または光学スペーサとして機能し得る。

【0185】

少なくとも１つの例示的実施形態では、電極２０２、電極２０４には、薄金属（例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、および／またはＣｕ）、インジウム酸化スズ（indium tin oxide：ＩＴＯ）、酸化スズ、アルミニウムドープ酸化亜鉛、金属ナノチューブ、金属ナノワイヤ（例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、および／またはＣｕ）、導電性ｌｏｗ－ｅスタック、ｌｏｗ－ｅ単一銀スタック、ｌｏｗ－ｅ二重銀スタック、ｌｏｗ－ｅ三重銀スタック、またはこれらの任意の組み合わせが含まれてもよい。

【0186】

少なくとも１つの例示的実施形態では、透明基板２０８には、ガラス、プラスチック（例えば、ポリテチレン（polythethylene）、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、および／またはポリジメチルシロキサン）、またはこれらの任意の組み合わせが含まれてもよい。また、波長選択性光吸収材料に加えて、電極２０２、電極２０４および任意選択的な透明基板２０８が、光の透過を可能とする必要があり、ＴＰＶ２００またはデバイススタックの全体が、一体化されたとき、少なくとも１つの例示的実施形態では、デバイス全体を通した所望の波長選択性の吸収または透過の性質を示す必要がある。多機能ＴＰＶが形成されるように、複数のＴＰＶ２００がモノリシックに（monolithically）、またはそれ以外の方法で積層され得る。

【0187】

少なくとも１つの例示的実施形態では、追加的または代替的に、ＴＰＶ２００は、２０１７年８月８日に発行された「Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｃｅｌｌｓ」という名称の、Ｂｕｌｏｖｉｃらの米国特許第９，７２８，７３５号に記載された材料、および／または、２０２０年１０月２７日に出願された「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ ａｎｄ Ｒｏｏｍ－Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｈｅｒｅｏｆ」という名称の、Ｌｕｎｔらの米国特許出願公開第２０２１／０２３３７１７号に記載された材料を含んでもよい（これらはいずれも、その全体が参照によって本明細書に援用される）。これらは、光合成有機体へ光を透過させるためのＴＰＶ２００の使用のための所望の性能特性を満たすことができる。

【0188】

図３Ａを参照すると、少なくとも１つの例示的実施形態によるＴＬＳＣ３００が示されている。ＴＬＳＣ３００は、導波路または基板３０２を備える。導波路３０２は、入射光等の光を受け取る第１表面３０４と、光を透過させる反対側の第２表面３０６と、を備える。導波路３０２はさらに、複数のエッジ３０８を含む。導波路３０２は、可視的に透明な材料を含む。

【0189】

ＴＬＳＣ３００（例えば、直接光を受け取る表面と光を透過させる表面との間のＴＬＳＣ３００全体）は、上述した特性のうちの任意の特性を有し得る。これには、ＡＰＴ、ＤＬＩ、ｅＤＬＩ、ＹＰＦＤ、実質的な吸収性を有する波長、最大ピーク吸収における波長、波長カットオフ、青色光透明度、緑色光透明度、赤色光透明度、遠赤外光透明度、ＳＨＧＣ、透過ヘイズ、ＣＲＩ、ＰＣＥ、および／またはＬＵＥ^＊が含まれるが、これらに限定されるものではない。さらに、ＴＬＳＣ３００は、上記の作物収量において上に列挙された光合成有機体のいずれかへ光を透過させるために使用されてもよい。

【0190】

以下により詳細に説明するように、導波路３０２は、発光団または導波路方向転換材料３１０（または、複数の発光団）と接触している。発光団３１０は、導波路３０２内に埋め込まれてもよく、導波路３０２上に直接的に配置されてもよく、導波路３０２上の層またはフィルム内に設けられてもよく、またはこれらの任意の組み合わせであってもよい。導波路３０２は、１または複数の異なる発光団を含んでもよい。ＴＬＳＣ３００は、複数の導波路３０２であって、各々が同じ発光団３１０および／または異なる発光団３１０を有する複数の導波路３０２を含んでもよい。これらの複数の導波路は、同じＰＶセルまたは異なるＰＶセル（例えば、後述するＰＶセル３２６を参照）に結合させて、多接合デバイス（multi-junction device）を作製することができる。

【0191】

図３Ｂは、導波路３０２の第１表面３０４上において第１波長範囲内の光３２０と第２波長範囲内の光３２２とを受け取るＴＬＳＣ３００を示す。発光団３１０は、第２波長範囲の光３２２の少なくとも一部を吸収する。しかしながら、発光団３１０は、第１波長範囲内の光３２０を実質的に吸収せず、第１波長範囲内の光３２０は、導波路３０２の第２表面３０６を通過する。吸収された光３２２は、発光団３１０を励起し、発光団３１０は、異なる波長の光３２４を放出し、光３２４は、導波路３０２によって複数のエッジ３０８へ案内される。したがって、ＴＬＳＣ３００は、光３２２を取り込み、導波路３０２は、発光団３１０から放出された光３２４を案内する。

【0192】

放出された光３２４は、表面３０４、表面３０６のうちの１または複数の表面に接続され（例えば、表面３０４、表面３０６の一部分の上に接続され、複数のエッジ３０８のうちの１または複数のエッジに隣接して接続され）、かつ／または複数のエッジ３０８に接続された太陽光発電（ＰＶ）セル３２６またはアレイへ方向付けられ、電気が生成される。追加的または代替的に、ＴＬＳＣ３００は、第１表面３０４、第２表面３０６に接続され、かつ／または第１表面３０４と第２表面３０６との間の導波路３０２内に埋め込まれたＰＶセルまたはＰＶアレイを含み得る。

【0193】

少なくとも１つの例示的実施形態では、ＰＶセル３２６は、ゲルマニウム（Ｇｅ）；アモルファス（amorphous）ゲルマニウム（ａ－Ｇｅ）；ガリウム（Ｇａ）；ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）；シリコン（Ｓｉ）；アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）；シリコン－ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）；アモルファスシリコン－ゲルマニウム（ａ－ＳｉＧｅ）；ガリウムインジウムリン（gallium indium phosphide）（ＧａＩｎＰ）；セレン化銅インジウム（copper indium selenide）、硫化銅インジウム（copper indium sulfide）、またはこれらの組み合わせ（ＣＩＳ）；セレン化銅インジウムガリウム（copper indium gallium selenide）、硫化銅インジウムガリウム（copper indium gallium sulfide）、またはこれらの組み合わせ（ＣＩＧＳ）；テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）；ペロブスカイト（ＰＶ）、例えば、ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＩ_３、ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＣｌ_３およびＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＢｒ_３；または、これらの任意の組み合わせを含む。

【0194】

発光団３１０は、植物等の光合成有機体の成長の増大および／または品質の向上を促進する光を透過させるように波長選択性を有するよう構成されている。少なくとも１つの例示的実施形態では、ＴＬＳＣ３００は、主として生活有機体によって利用されない光を取り込む発光団であって、その後、より深く近赤外において光を放出する発光団を含む。追加的または代替的に、ＴＬＳＣ３００は、（ダウンシフトまたはアップコンバージョンを介して）ＰＡＲスペクトルの光を放出して、パワーを生成するとともに導波路から漏出した放射からの利用可能なＤＬＩを高める発光団３１０を含み得る。少なくとも１つの例示的実施形態では、放出された光の７０～８０％は、発電のためにエッジへ案内されるが、２０～３０％は、導波路の前部／後部から漏れ得、植物にとって有用となり得るだろう。

【0195】

少なくとも１つの例示的実施形態では、導波路３０２は透明である。導波路３０２には、ガラス、プラスチック（例えば、ポリテチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリジメチルシロキサン、および／またはポリプロピレン、および／またはポリ塩化ビニル）、またはこれらの任意の組み合わせが含まれてもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、導波路３０２によって、約５０μｍ以上（例えば、約０．１ｍｍ以上、約０．３ｍｍ以上、約０．５ｍｍ以上、約１ｍｍ以上、約２ｍｍ以上、約３ｍｍ以上、約５ｍｍ以上、約１０ｍｍ以上、または約１５ｍｍ以上）の厚さ３２８が定められる。厚さ３２８は、約２０ｍｍ以下（例えば、約１５ｍｍ以下、約１０ｍｍ以下、約５ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約０．５ｍｍ以下、約０．３ｍｍ以下、または約０．１ｍｍ以下）であってもよい。

【0196】

また、発光団３１０の組成、濃度、分子配向、および／またはホスト相互作用は、ＡＰＴ、ＡＶＴ、ＣＲＩ、ＤＬＩ、ａ^＊ｂ^＊、およびＰＣＥに影響を及ぼす。少なくとも１つの例示的実施形態では、発光団３１０は、（1以上の）ナノクラスタ（nanocluster：ＮＣ）、（1以上の）シアニン、（1以上の）シアニン塩、（1以上の）ポルフィリン、（1以上の）ＢＯＤＩＰＹ、（1以上の）スクアリン（squaraine）、（1以上の）ヘプタメチン、（1以上の）非フラーレンアクセプタ（non-fullerene acceptor：ＮＦＡ）、（1以上の）ハライドペロブスカイト（halide perovskite）、（1以上の）量子ドット、またはこれらの任意の組み合わせを含む。少なくとも１つの実施形態では、発光団３１０は、１－ブチル－２－［７－（１－ブチル－３，３－ジメチル－１，３－ジヒドロ－インドール－２－イリデン）－ヘプタ－１，３，５－トリエニル］－３，３－ジメチル－３Ｈインドリウム；１－ブチル－２－［３－（１－ブチル－１Ｈ－ベンゾ［ｃｄ］インドール－２－イリデン）－プロペニル］－ベンゾ［ｃｄ］インドリウム；２－［２－［２－クロロ－３－［２－（１，３－ジヒドロ－１，３，３－トリメチル－２Ｈ－インドール－２－イリデン）－エチリデン］－１－シクロヘキセン－１－イル］－エテニル］－１，３，３－トリメチル－３Ｈ－インドリウム；２－（２－［２－クロロ－３－［２－（３－エチル－１，１－ジメチル－１，３－ジヒドロ－ベンゾ［ｅ］インドール－２－イリデン）－エチリデン］－シクロヘキサ－１－エニル］－ビニル）－３－エチル－１，１－ジメチル－１Ｈ－ベンゾ［ｅ］インドリウム；１－ブチル－２－（２－［３－［２－（１－ブチル－１Ｈ－ベンゾ［ｃｄ］インドール－２－イリデン）－エチリデン］－２－ジフェニルアミノ－シクロペンタ－１－エニル］－ビニル）－ベンゾ［ｃｄ］インドリウム２－［２－［２－クロロ－３－［２－［１，３－ジヒドロ－３，３－ジメチル－１－（４－スルホブチル）－２Ｈ－インドール－２－イリデン］－エチリデン］－１－シクロヘキセン－１－イル］－エテニル］－３，３－ジメチル－１－（４－スルホブチル）－３Ｈ－インドリウム；ＣＯｉ８ＤＦＩＣ；ＢＯＤＩＰＹ；ＢＯＤＩＰＹ誘導体；２－（（Ｅ）－２－（（Ｅ）－２－（ジエチルアミノ）－３－（２－（（Ｅ）－１，３，３－トリメチルインドリン－２－イリデン）エチリデン）シクロヘキサ－１－エン－１－イル）ビニル）－１，３，３－トリメチル－３Ｈ－インドール－１－イウムヨージド（Ｃｙ７－ＮＥｔ２－Ｉ）；２－（（Ｅ）－２－（（Ｅ）－２－（ジエチルアミノ）－３－（（Ｅ）－２－（３－エチル－１，１－ジメチル－１，３－ジヒドロ－２Ｈ－ベンゾ［ｅ］インドール－２－イリデン）エチリデン）シクロヘキサ－１－エン－１－イル）ビニル）－３－エチル－１，１－ジメチル－１Ｈ－ベンゾ［ｅ］インドール－３－イウムヨージド（Ｃｙ７．５－ＮＥｔ２－Ｉ）；六核金属ハロゲン化物ナノクラスタ；Ｍ_６Ｘ_１２（例えば、Ｍ＝Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ；Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）；Ａ_２Ｍ_６Ｘ_１４（例えば、Ａ＝Ｃｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ｎａ；Ｍ＝Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ；Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）；Ａ_２Ｍ_６Ｘ_８Ｌ_６（例えば、Ａ＝Ｃｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ｎａ；Ｍ＝Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ；Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ；Ｌ＝短鎖脂肪酸、例えば、アセタート（acetate）、プロピオナート（propionate）、ブチラート（butyrate）、トリフルオロアセタート（trifluoroacetate）、フルオロプロピオナート（fluoropropionate）、および／またはヘプタフルオロブチラート（heptafluorobutyrate））、またはこれらの組み合わせを含む。

【0197】

少なくとも１つの例示的実施形態では、発光団３１０は、２０２１年１月１９日に出願された「Ｈｉｇｈ－Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｎｅａｒ－Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｓｏｌａｒ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｓ」という名称の、ＬｕｎｔらのＰＣＴ特許出願公開ＷＯ２０２１／１５０５０４号に記載された発光団を含む。当該出願は、その全体が参照によって援用される。少なくとも１つの例示的実施形態では、発光団３１０は、非フラーレンアクセプタ（電子アクセプタ）（例えば、チオフェン、ポリチオフェン、またはこれらの組み合わせ）である。チオフェンおよびポリチオフェンの例として、２，２’－［［４，４，１１，１１－テトラキス（４－ヘキシルフェニル）－４，１１－ジヒドロチエノ［２’，３’：４，５］チエノ［２，３－ｄ］チエノ［２’’’’，３’’’’：４’’’，５’’’］チエノ［２’’’，３’’’：４’’，５’’］ピラノ［２’’，３’’：４’，５’］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］ピラン－２，９－ジイル］ビス［メチリジン（５，６－ジフルオロ）（ＣＯｉ８ＤＦＩＣ）、３，９－ビス（２－メチレン－（３－（１，１－ジシアノメチレン）－インダノン））－５，５，１１，１１－テトラキス（４－ヘキシルフェニル）－ジチエノ［２，３－ｄ：２’，３’－ｄ’］－ｓ－インダセノ［１，２－ｂ：５，６－ｂ’］ジチオフェン）（ＩＴＩＣ）、２，２’－［［４，４，９，９－テトラキス（４－ヘキシルフェニル）－４，９－ジヒドロ－ｓ－インダセノ［１，２－ｂ：５，６－ｂ’］ジチオフェン－２，７－ジイル］ビス［［４－［（２－エチルヘキシル）オキシ］－５，２－チオフェンジイル］メチリジン（５，６－ジフルオロ－３－オキソ－１Ｈ－インデン－２，１（３Ｈ）－ジイリデン）］］ビス［プロパンジニトリル］（ＩＥＩＣＯ－４Ｆ）、約５０％を超えて各分子量を変化させず、各チオフェン骨格を保持するこれらの誘導体、およびこれらの組み合わせが挙げられる。少なくとも１つの例示的実施形態では、発光団３１０は、ボロン－ジピロメテン（ＢＯＤＩＰＹ）である。少なくとも１つの例示的実施形態では、以下のＢＯＤＩＰＹ骨格を維持するＢＯＤＩＰＹ誘導体、例えば、ＢＯＤ－６６、Ｋｅｉｏ Ｆｌｏｕｒｓ（ＫＦＬ）、オリゴチエニル－ＢＯＤＩＰＹ、４，４－ジフルオロ－４－ボラ－３ａ，４ａ－ジアザ－ｓ－インダセン、「ジグザグ」エッジ融合（“zig-zag” edge-fused）ＢＯＤＩＰＹ、アザ－ＢＯＤＩＰＹ、［ａ］－融合ＢＯＤＩＰＹ、［ｂ］－融合ＢＯＤＩＰＹ、およびこれらの組み合わせである。これらの化合物は、任意選択的に、ＢＯＤＩＰＹと組み合わせて使用できる。少なくとも１つの例示的実施形態では、発光団３１０は、チオフェン、ポリチオフェンおよびＢＯＤＩＰＹ’Ｓ任意の組み合わせであり得る。発光団３１０は、第１発光団および第２発光団を含み得る。当該第１発光団は、チオフェンまたはポリチオフェンであり、当該第２発光団は、ＢＯＤＩＰＹである。少なくとも１つの例示的実施形態では、発光団３１０は、発光ナノクラスタ（luminescent nanocluster）である。少なくとも１つの例示的実施形態では、発光ナノクラスタは、六核クラスタ、八面体クラスタ、四面体クラスタ、Ｃｈｅｖｒａｌクラスタ、エッジキャップハロゲン化物クラスタ（edge-capped halide cluster）、金属クラスタ、またはカルコゲニドクラスタであり得る。当該六核クラスタは、燐光金属ハロゲン化物ナノクラスタまたは燐光金属ハロゲン化物ナノクラスタ塩を含み得る。金属ハロゲン化物または金属ハロゲン化物塩は、例えば、Ｍ_６Ｘ_１２、Ｍ_６Ｘ_１２ ^＊ｎＲ、Ａ_２Ｍ_６Ｘ_１４、Ａ_２Ｍ_６Ｘ_１４ ^＊ｎＲ、ＥＭ_６Ｃ_１４、ＥＭ_６Ｘ_１４ ^＊ｎＲ、Ｍ_６Ｘ_８Ｌ_６、Ａ_２Ｍ_６Ｘ_８Ｌ_６、Ｍ_６Ｙ_１４、Ｍ_６Ｘ_１４ ^＊ｎＲ、Ａ_４Ｍ_６Ｘ_１８、またはＡ_４Ｍ_６Ｘ_１８ ^＊ｎＲであり得る。ここで、Ｍは、金属を表し、Ｘは、ハロゲンを表し、ＡおよびＥはそれぞれ、末端１＋カチオンおよび末端２＋カチオンを表し、Ｒは、第１配位子を表し、Ｌは、第２配位子、例えば、プロピオナートまたはペンタフルオロプロプリオナート（pentafluoroproprionate）を表し、ｎは、０～Ｍ＋Ｘの値である。Ｍは、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｏ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、またはＧａである；Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔまたはこれらの混合物である；Ａは、ＦＴ、Ｈ３０^＋、Ｋ^＋、Ｎａ^＋、Ｌｉ^＋、Ｒｂ^＋、Ｃｕ^＋、Ｃｓ^＋、アンモニウム、ブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ）、またはＮＲＶである。ここで、Ｒ’は、独立してアルキル基またはアリール基から選択され、Ｒ’は、ハロ、ニトロ、シアノ、ヒドロキシ、ヒドロキシアルキル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、アミノ、アジド、カルボキシ、カルバモイル、メルカプト、スルファモイル、Ｃ_１－１０アルキル、Ｃ_２－１０アルケニル、Ｃ_２－１０アルキニル、Ｃ_１－１０アルコキシ、Ｃ_１－１０アルコキシアルキル、Ｃ_１－１０アルカノイル、Ｃ_１－１０アルカノイルオキシ、Ｎ－（Ｃ１－１０アルキル）アミノ、Ｎ，Ｎ－（Ｃｉ－ｉｏアルキル）２アミノ、Ｃ１－１０アルカノイルアミノ、Ｎ－（Ｃｉ－ｉｏアルキル）カルバモイル、Ｎ，Ｎ－（Ｃｉ－ｉｏアルキル）２カルバモイル、Ｃ１－１０アルキル－Ｓ（０）ａ（ａは、０、１または２）、Ｃｉ－ｉｏアルコキシカルボニル、Ｎ－（Ｃｉ－ｉｏアルキル）スルファモイル、Ｎ，Ｎ－（Ｃｉ－ｉｏアルキル）２スルファモイル、Ｈ_２ＮＳ（０）_２ＮＨ－、Ｎ－（ＣＩ－ＩＯアルキル）ＮＨＳ（０）_２ＮＨ－ Ｎ，Ｎ－（Ｃｉ－ｉｏアルキル）_２ＮＳ（０）２ＮＨ－アリール、アリールオキシ、アリールチオ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、シクロアルキル、シクロアルキルオキシ、ヘテロシクリル、ヘテロシクリル（Ｃ＝０）－、ヘテロシクリルオキシおよびヘテロシクリルチオのうちの１以上によって任意選択的に置換される；Ｌは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔ、Ｓ、プロピオナート、ペンタフルオロプロプリオナート、またはこれらの混合物であり、Ｅは、Ｂｅ^２＋、Ｍｇ^２＋、Ｃａ^２＋、Ｓｒ^２＋、Ｃｕ^２＋、Ｎｉ^２＋、Ｔｉ^２＋、Ｂａ^２＋またはこれらの混合物である；Ｒは、Ｈ_２Ｏ、ＣＨ_３ＣＮ、または他の任意の溶媒和物である。少なくとも１つの例示的実施形態では、金属ハロゲン化物クラスタ（例えば、燐光金属（ＩＩ）ハロゲン化物クラスタ）は、配位子交換反応によって親塩化合物から修飾することができる。親イオンは、通常、Ｍ（Ｖ）Ｘ_５の還元によって合成され、またはＭ（ＩＩ）Ｘ_２の形態で直接的に得られる。Ｍｏ系クラスタの場合、親化合物は、ＨＣｌ塩への転化によって精製され、これは減圧下での熱処理によってＭ（ＩＩ）Ｘ_２またはＭ（ＩＩ）Ｘ_１２に戻される。配位子交換はソックスレー抽出器中で、または酸性溶液中で遊離カチオンの存在下で直接反応させることによって実施することができ、それぞれ様々な錯体または塩を形成する。ここで合成される金属ハロゲン化物錯体（水和物および塩）の選択された範囲の特性は、約１％～約７０％超の量子収率を示す。多くのアミンおよびチオール系配位子は、チオレートおよびアミン配位を介して、末端ハロゲン化物の周囲で置換され得る。Ｍ、ＸおよびＬは、ＭＸ_２．Ｌ_２、ＡＭＸ_２．Ｌ_２、Ｍ_６Ｘ_１２．Ｌ_２、Ａ２Ｍ_６Ｘ_１４、およびＡ_２Ｍ_６Ｘ_１４．Ｌ_２において異なり、Ｍ＝Ｗ、ＭｏならびにＸ＝Ｃｌ、Ｂｒ、ＩならびにＬ＝Ｃｌ、ＣＦｈＣＮ、ベンゼンチオール、エタンチオール、Ｈ_２Ｏ（水和物）、ＨＣｌ、アセトニトリル（ＣＡＮ）ならびにＡ＝Ｋ、Ｎａ、テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ）、およびその他のアンモニウム塩を含む。さらに、アミンおよびアンモニウム塩は、ポリマー鎖骨格に容易に固定されて、粒子分離を高め、量子収率を増加させることができる。燐光ナノクラスタの例として、Ｋ_２ＭＯ_６Ｃｌ_１４、ＴＢＡ_２Ｍ０_６Ｃｌ_１４、（Ｈ_３Ｏ）_２ＭＯ_６Ｃｌ_１４、およびこれらの組合せが挙げられる。

【0198】

少なくとも１つの例示的実施形態では、発光団３１０の濃度は、約０．００１ｍｇ／ｍＬ以上（例えば、約０．００２ｍｇ／ｍＬ以上、約０．００５ｍｇ／ｍＬ以上、約０．０１ｍｇ／ｍＬ以上、約０．０５ｍｇ／ｍＬ以上、約０．１ｍｇ／ｍＬ以上、約０．２ｍｇ／ｍＬ以上、約０．５ｍｇ／ｍＬ以上、約１ｍｇ／ｍＬ以上、約２ｍｇ／ｍＬ以上、約５ｍｇ／ｍＬ以上、約１０ｍｇ／ｍＬ以上、約１５ｍｇ／ｍＬ以上、約２０ｍｇ／ｍＬ以上、約３０ｍｇ／ｍＬ以上、約４０ｍｇ／ｍＬ以上、または約５０ｍｇ／ｍ以上）であってもよい。濃度は、約１００ｍｇ／ｍＬ以下（例えば、約９０ｍｇ／ｍＬ以下、約８０ｍｇ／ｍＬ以下、約７０ｍｇ／ｍＬ以下、約６０ｍｇ／ｍＬ以下、約５０ｍｇ／ｍＬ以下、約２５ｍｇ／ｍＬ以下、約１０ｍｇ／ｍＬ以下、約５ｍｇ／ｍＬ以下、約１ｍｇ／ｍＬ以下、約０．１ｍｇ／ｍＬ以下、または約０．０１ｍｇ／ｍＬ以下）であってもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、ＡＰＴ、ＡＶＴ、ＣＲＩ、およびＤＬＩは一般に、濃度が増大するにつれて低下し得る。ここで、低下の速度は、選択的スペクトル取り込み範囲に依存することとなる。少なくとも１つの例示的実施形態では、｜ａ^＊｜｜ｂ^＊｜は、濃度とともに増大してその後に飽和し、または濃度とともに増大してその後に濃度のさらなる増大に従い減少する。

【0199】

少なくとも１つの実施形態において、ＴＬＳＣ３００は、２０１８年５月２９日に発行された「Ｖｉｓｉｂｌｙ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ， Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｓｏｌａｒ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ」という名称の、Ｌｕｎｔらの米国特許第９，９８５，１５８号に記載された材料；２０２１年３月１９日に出願された「Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｓｏｌａｒ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ」という名称の、Ｌｕｎｔらの米国出願第１７／２７７８０７号に記載された材料；および、２０２０年１１月６日に出願された「Ｎｅａｒ－Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｓｏｌａｒ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｓ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｓｔｏｋｅｓ Ｓｈｉｆｔ」という名称の、Ｌｕｎｔらの米国特許出願公開第２０２１／０２３０４２７号に記載された材料を含んでもよい。これらの出願は、その全体が参照によって本明細書に援用される。

【0200】

ＴＰＶ２００および／またはＴＬＳＣ３００は、フレームを含むデバイス（例えば、シングルデバイス（single device）、カプセル化デバイス（encapsulated device））および／またはモジュール（例えば、ミニモジュール（mini-module）、フルサイズモジュール（mini-module））であり得る。本明細書で使用される場合、モジュールは、直列（電圧を構成するため）および並列（電流を構成するため）のセルを用いて電圧および電流が構成されるように一緒に配列された個々のデバイスのアレイである。フレームは、金属（例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、陽極処理アルミニウム、および／または粉体塗装アルミニウム）、木材、もしくはプラスチック（例えば、ポリテチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリジメチルシロキサン、および／またはポリプロピレン、および／またはポリ塩化ビニル）、またはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい

【0201】

フレームは、フレームによって、光の吸収よりもむしろ（それぞれのＴＰＶ２００および／またはＴＬＳＣにおける可能な透過または吸収のために）光の散乱および／または反射を促進する色を有し得る。フレーム色は、ＲＧＢ十進コード（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって記述され得る。ここで、Ｒは赤色であり、Ｇは青色であり、Ｂは青である。少なくとも１つの例示的実施形態では、Ｒ、Ｇ、およびＢは全て、約１５０以上（例えば、約１７０以上、約１８０以上、約１９０以上、約２００以上、約２１０以上、約２２０以上、約２３０以上、約２４０以上、または約２５０以上）である。Ｒ、Ｂ、Ｇは各々、約２５５以下（例えば、約２５０以下、約２４０以下、約２３０以下、約２２０以下、約２１０以下、または約２００以下）であってもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記フレーム色には、（２５５，２５５，２５５）のＲＧＢ十進コードを有する白色が含まれる。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記フレーム色には、（１９２，１９２，１９２）のＲＢＧ十進コードを有する銀色が含まれる。Ｒ、Ｂ、Ｇは、それらが同じものとなり、かつ／または異なるものとなるように、独立して選択され得る。追加的または代替的に、前記フレーム色は、ＣＩＥ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊座標によって記述され得る。ここで、（０，０）は白である。少なくとも１つの実施形態において、ａ^＊およびｂ^＊はともに、－２以上２以下（例えば、－１．７５以上１．７５以下、－１．５以上１．５以下、－１．２５以上１．２５以下、－１以上１以下、－０．７５以上０．７５以下、－０．５以上０．５以下、または－０．２５以上０．２５以下）である。ａ^＊およびｂ^＊は、それらが同じものとなり、または異なるものとなるように、独立して選択され得る。

【0202】

少なくとも１つの他の例示的実施形態では、前記フレームは、ＰＶセルを含む。ＰＶセルは、ゲルマニウム（Ｇｅ）；アモルファス（amorphous）ゲルマニウム（ａ－Ｇｅ）；ガリウム（Ｇａ）；ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）；シリコン（Ｓｉ）；アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）；シリコン－ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）；アモルファスシリコン－ゲルマニウム（ａ－ＳｉＧｅ）；ガリウムインジウムリン（ＧａＩｎＰ）；セレン化銅インジウム、硫化銅インジウム、またはこれらの組み合わせ（ＣＩＳ）；セレン化銅インジウムガリウム、硫化銅インジウムガリウム、またはこれらの組み合わせ（ＣＩＧＳ）；テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）；ペロブスカイト（ＰＶ）、例えば、ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＩ_３、ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＣｌ_３およびＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＢｒ_３；または、これらの任意の組み合わせを含んでもよい。

【0203】

ソーラーパネル（例えば、ＴＰＶ２００および／またはＴＬＳＣ３００）、ソーラーパネルを含むデバイス、および／またはソーラーパネルを含むモジュールは、構造物において使用され得る。当該構造物には、包囲構造物（例えば、図４参照）および／または開放（非包囲）構造物（例えば、図５Ａ～図１２参照）が含まれる。例として、包囲構造物には、温室、ファイトバイオトロン、ファイトトロン、フープハウス、またはこれらの任意の組み合わせが含まれ得る。開放システムには、独立した構造物としてのセルもしくはアレイ（例えば、図５Ａ～図１０参照）、または農業機器（設備）もしくはその他の機器と組み合わせられたセルもしくはアレイ（例えば、図１１Ａ～図１２参照）が含まれ得る。例えば、開放システムは、陸地（例えば、野原、牧草地、農地）および／または水（例えば、河川、湖沼、海洋、湿地）の上に配置されてもよい。

【0204】

構造物は、支持体および／またはアレイフレームを含んでもよい（例えば、図４のフレーム４１４、図５Ａ～図５Ｂの支持構造物５０４、図６Ａ～図６Ｂの支持構造物６０４、図７Ａ～図７Ｂの支持構造物７０４、図８Ａ～図８Ｂの支持構造物８０４、図９Ａ～図９Ｂの支持構造物９０４、図１０の支持構造物１００４、図１１Ａ～図１１Ｂの支持構造物１１０４、および図１２の支柱１２００を参照）。少なくとも１つの例示的実施形態では、支持体および／またはアレイフレームは、金属から構成されている。少なくとも１つの例示的実施形態では、ソーラーパネル、デバイス、またはモジュールのための配線は、少なくとも部分的に、支持体および／またはアレイフレーム内にあってもよい（例えば、図１２および関連する説明を参照）。

【0205】

支持体および／またはアレイフレームは、支持体および／またはアレイフレームによって、光の吸収よりもむしろ（それぞれのＴＰＶ２００および／またはＴＬＳＣにおける可能な透過または吸収のために）光の散乱および／または反射を促進する色を有し得る。支持体および／またはアレイフレームの色は、ＲＧＢ十進コード（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって記述され得る。ここで、Ｒは赤色であり、Ｇは青色であり、Ｂは青である。少なくとも１つの例示的実施形態では、Ｒ、Ｇ、およびＢは全て、約１５０以上（例えば、約１７０以上、約１８０以上、約１９０以上、約２００以上、約２１０以上、約２２０以上、約２３０以上、約２４０以上、または約２５０以上）である。Ｒ、Ｂ、Ｇは各々、約２５５以下（例えば、約２５０以下、約２４０以下、約２３０以下、約２２０以下、約２１０以下、または約２００以下）であってもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、支持体および／またはアレイフレームの前記色には、（２５５，２５５，２５５）のＲＧＢ十進コードを有する白色が含まれる。少なくとも１つの例示的実施形態では、支持体および／またはアレイフレームの前記色には、（１９２，１９２，１９２）のＲＢＧ十進コードを有する銀色が含まれる。Ｒ、Ｂ、Ｇは、それらが同じものとなり、かつ／または異なるものとなるように、独立して選択され得る。追加的または代替的に、支持体および／またはアレイフレームの前記色は、ＣＩＥ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊座標によって記述され得る。ここで、（０，０）は白である。少なくとも１つの実施形態において、ａ^＊およびｂ^＊はともに、－２以上２以下（例えば、－１．７５以上１．７５以下、－１．５以上１．５以下、－１．２５以上１．２５以下、－１以上１以下、－０．７５以上０．７５以下、－０．５以上０．５以下、または－０．２５以上０．２５以下）である。ａ^＊およびｂ^＊は、それらが同じものとなり、または異なるものとなるように、独立して選択され得る。

【0206】

包囲構造物では、ソーラーパネルの構成および／または向きは、構造フレームの設計によって規定されるように固定され得る。例えば屋外の野原における開放構造物では、線形アレイ、０°または９０°の固定角度、０°～９０°の固定傾斜角度、固定傾斜ポール、および／または多軸追跡ポール等、任意の所望の構成において、ＰＶアレイを配備することができる。寸法および角度は、特定の緯度における太陽軌道を考慮することによって最適化されてもよい。

【0207】

透明ソーラーパネルは、表面（例えば、地面）に対して任意の所望の角度で、例えば、０°（例えば、図８Ａ～図８Ｂ参照）、９０°（例えば、図５Ａ～図５Ｂ参照）、または４５°等の０°～９０°の任意の角度（例えば、図６Ａ～図７Ｂおよび図９Ａ～図１０参照）で、配置されてもよい。前記角度は、一定であっていてもよく、または調整可能であってもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記角度は、太陽の位置を追跡するように構成されている（例えば、図９Ａ～図９Ｂを参照）。構造物は、単一の支持体（例えば、図７Ａ～図７Ｂおよび図９Ａ～図９Ｂを参照）または複数の支持体（例えば、図５Ａ～図６Ｂ、図８Ａ～図８Ｂ、および図１０を参照）を含め、任意の所望の構成を含んでもよい。ソーラーパネルは、両面型（例えば、図１０参照）であってもよい。

【0208】

包囲構造物および非包囲構造物では、隣り合うソーラーパネルは、所望の（あるいは、所定の）第１距離だけ離隔されていてもよい。例えば、前記第１距離によって、ソーラーパネル間の透水が促進されてもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記第１距離は、約２ｍｍ以上（例えば、約５ｍｍ以上、約１０ｍｍ以上、約２５ｍｍ以上、約５０ｍｍ以上、約７５ｍｍ以上、約１ｃｍ以上、約２ｃｍ以上、約３ｃｍ以上、約４ｃｍ以上、約５ｃｍ以上、約６ｃｍ以上、約１０ｃｍ以上、約１５ｃｍ以上、または約２０ｃｍ以上）である。前記第１距離は、約２５ｃｍ以下（例えば、約２１ｃｍ以下、約１５ｃｍ以下、約７ｃｍ以下、約６ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、約４ｃｍ以下、約３ｃｍ以下、約２ｃｍ以下、約１ｃｍ以下、約７５ｍｍ以下、約５０ｍｍ以下、約２５ｍｍ以下、約１０ｍｍ以下、または約５ｍｍ以下）であってもよい。

【0209】

隣り合う構造物は、所望の（あるいは、所定の）第２距離だけ離隔されていてもよい（例えば、図６Ａ～図６Ｂを参照）。前記第２距離は、緯度、および／または構造物間を機器が通過するための所望のクリアランス（間隙）によって決定されてもよい。例えば、コンバイン収穫機は、最大モデルで、最大幅６０フィート、高さ１２～１５フィートにもなり得る大型の農業機器である。そこで、パネル間隔（第２距離）および／またはフレーム幅を、これらの機械のために最適化することができ、また、パネル間隔（第２距離）および／またはフレーム幅には、横方向または垂直（縦）方向において衝突を低減または防止するための適切なバッファを与えることができるだろう。少なくとも１つの例示的実施形態では、第２距離は、約１０フィート以上（例えば、約２０フィート以上、約３０フィート以上、約４０フィート以上、約５０フィート以上、約６０フィート以上、約７０フィート以上、約８０フィート以上、約９０フィート以上、または約１００フィート以上）であってもよい。前記第２距離は、約１００フィート以下（例えば、約９０フィート以下、約８０フィート以下、約７０フィート以下、約６０フィート以下、約５０フィート以下、約４０フィート以下、約３０フィート以下、約２０フィート以下、または約１０フィート以下）であってもよい。

【0210】

少なくとも１つの例示的実施形態では、アレイフレーム離隔距離は、約１０フィート以上（例えば、約２０フィート以上、約３０フィート以上、約４０フィート以上、約５０フィート以上、約６０フィート以上、約７０フィート以上、約８０フィート以上、約９０フィート以上、または約１００フィート以上）であってもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、アレイフレーム離隔距離は、約１００フィート以下（例えば、約９０フィート以下、約８０フィート以下、約７０フィート以下、約６０フィート以下、約５０フィート以下、約４０フィート以下、約３０フィート以下、約２０フィート以下、または約１０フィート以下）であってもよい。

【0211】

図４を参照すると、少なくとも１つの例示的実施形態による、構造物４００（例えば、温室）が示されている。構造物４００は、側壁４０２および屋根４０４を含む。側壁４０２および屋根４０４は協働して、少なくとも部分的に内部領域４０６を画定する。内部領域４０６は、外部環境に対して開放した部分を含まないように十分に包囲されている。側壁４０２および屋根４０４は平面的に図示されているが、側壁４０２および／または屋根４０４の全部または一部は湾曲していてもよい。少なくとも１つの他の例示的実施形態では、構造物は、側面と屋根との両方を形成するドーム状または半球状の形状を有する。

【0212】

側壁４０２および／または屋根４０４のうちの少なくとも一方は、ＴＰＶ２００（図２に示す）および／またはＴＬＳＣ３００（図３Ａ～図３Ｂに示す）等の、透明ソーラーパネル４１０を含む。内部領域４０６は、植物４１２等の１または複数の光合成有機体を含むように構成されている。当該１または複数の光合成有機体は、図示のように、地面に直接的に植え付けられていてもよく、または任意選択的に１もしくは複数のテーブルおよび／もしくは棚上に配置された容器（図示せず）内に植え付けられていてもよい。包囲構造物４００は、フレーム４１４をさらに含む。フレーム４１４は、光散乱が促進されるよう、上述したような色を有してもよい。

【0213】

非包囲構造物は、所望の任意の高さを有し得る。後述する図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、および図８Ｂに示すように、高さは、地面（または、水）と、ソーラーパネルの最も近いエッジもしくは点または底部のエッジもしくは点との間の距離として定義される。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記高さは、約３ｍ以上（例えば、約３．５ｍ以上、約４ｍ以上、約４．５ｍ以上、約５ｍ以上、約５．５ｍ以上、約６ｍ以上、または約６．５ｍ以上）である。前記高さは、約７ｍ以下（例えば、約６．５ｍ以下、約６ｍ以下、約５．５ｍ以下、約５ｍ以下、約４．５ｍ以下、約４ｍ以下、または約３．５ｍ以下）であってもよい。

【0214】

図５Ａ～図５Ｂを参照すると、少なくとも１つの例示的実施形態による、非包囲構造物または線形フィールドアレイ５００が設けられている。アレイ５００は、ＴＰＶ２００（図２に示す）および／またはＴＬＳＣ３００（図３Ａ～図３Ｂに示す）等の、複数の透明ソーラーパネル５０２を含む。アレイ５００は、支持構造物５０４をさらに含む。透明ソーラーパネル５０２は、植物５０８等の光合成有機体を含む領域５０６へ光を透過させるように構成されている。アレイ５００は、ソーラーパネル５０２に電気的に結合された電子機器アセンブリ５１０をさらに含む。少なくとも１つの例示的実施形態では、電子機器アセンブリ５１０は、支持パッドとしても機能し得る。支持構造物５０４は、フレーム５２０および複数の支柱５２２を含んでもよい。フレーム５２０および／または複数の支柱５２２は、光散乱が促進されるよう、上述したような色を有してもよい。

【0215】

図５Ｂを参照すると、アレイ５００は、地面等の環境表面５２６と、ソーラーパネル５０２の最も近いエッジまたは底部のエッジ５２８との間に定められる高さ５２４を有し得る。少なくとも１つの例示的実施形態では、高さ５２４は、上述した範囲の内にある。角度は、ソーラーパネル５０２の表面５３０と環境表面５２６との間に定められ得る。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記角度は、環境表面５２６に対して実質的に平行となるように、約０°である。そのため、アレイ５００は、水平アレイと称され得る。

【0216】

図６Ａ～図６Ｂを参照すると、少なくとも１つの例示的実施形態による、非包囲構造物または線形フィールドアレイ６００が設けられている。アレイ６００は、ＴＰＶ２００（図２に示す）および／またはＴＬＳＣ３００（図３Ａ～図３Ｂに示す）等の、複数の透明ソーラーパネル６０２を含む。アレイ６００は、支持構造物６０４をさらに含む。透明ソーラーパネル６０２は、植物６０８等の光合成有機体を含む領域６０６へ光を透過させるように構成されている。アレイ６００は、ソーラーパネル６０２に電気的に結合された電子機器アセンブリ６１０をさらに含む。少なくとも１つの例示的実施形態では、電子機器アセンブリ６１０は、支持パッドとしても機能し得る。支持構造物６０４は、フレーム６２０および複数の支柱６２２を含んでもよい。フレーム６２０および／または複数の支柱６２２は、光散乱が促進されるよう、上述したような色を有してもよい。

【0217】

図６Ｂを参照すると、アレイ６００は、地面等の環境表面６２６と、ソーラーパネル６０２の最も近いまたは底部のエッジ６２８との間に定められる高さ５２４を有し得る。少なくとも１つの例示的実施形態では、高さ６２４は、上述した範囲の内にある。

【0218】

角度６３０は、ソーラーパネル６０２の表面６３２と環境表面６２６との間に定められ得る。角度６３０は、０°～９０°であってもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、角度は固定されている。少なくとも１つの例示的実施形態では、角度６３０は、約０°以上（例えば、約１０°以上、約２０°以上、約３０°以上、約４０°以上、約５０°以上、約６０°以上、約７０°以上、約８０°以上）である。角度６３０は、約９０°以下（例えば、約８０°以下、約７０°以下、約６０°以下、約５０°以下、約４０°以下、約３０°以下、約２０°以下、または約１０°以下）であってもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、角度６３０は、図示のように、約４５°である。

【0219】

少なくとも１つの例示的実施形態では、環境には、複数のアレイ６００が含まれる。各アレイ６００は、隣接するアレイから距離６４０だけ離隔され得る。少なくとも１つの例示的実施形態では、距離６４０は、上述した第２距離の範囲内であってもよい。隣り合うアレイ間の水平方向および垂直方向の間隔は、同じであってもよく、または異なっていてもよい。

【0220】

図７Ａ～図７Ｂを参照すると、少なくとも１つの例示的実施形態による、複数の非包囲構造物またはポールアセンブリ７００が設けられている。複数のポールアセンブリ７００の各々は、ＴＰＶ２００（図２に示す）および／またはＴＬＳＣ３００（図３Ａ～図３Ｂに示す）等の、複数の透明ソーラーパネル７０２を含む。複数のポールアセンブリ７００の各々は、支持構造物７０４をさらに含む。

【0221】

透明ソーラーパネル７０２は、植物７０８等の光合成有機体を含む領域７０６へ光を透過させるように構成されている。ポールアセンブリ７００の各々は、ソーラーパネル７０２に電気的に結合された電子機器アセンブリ７１０をさらに含む。少なくとも１つの例示的実施形態では、電子機器アセンブリ７１０は、支持パッドとしても機能し得る。支持構造物７０４は、フレーム７２０および単一の支柱７２２を含んでもよい。支柱７２２は、ポールアセンブリ７００の中央にあってもよい。フレーム７２０および／または支柱７２２は、光散乱が促進されるよう、上述したような色を有してもよい。

【0222】

図７Ｂを参照すると、ポールアセンブリ７００は、地面等の環境表面７２６と、ソーラーパネル７０２の最も近いエッジまたは底部のエッジ７２８との間に定められる高さ７２４を有し得る。少なくとも１つの例示的実施形態では、高さ７２４は、上述した範囲の内にある。

【0223】

角度７３０は、ソーラーパネル７０２の表面７３２と環境表面７２６との間に定められ得る。角度７３０は、図６Ｂに関連する説明において上述したように、０°～９０°であってもよい。隣り合うポールアセンブリ７００は、図６Ｂに関連する説明において上述したように、離隔されていてもよい。

【0224】

図８Ａ～図８Ｂを参照すると、少なくとも１つの例示的実施形態による、非包囲構造物またはポールアセンブリ８００が設けられている。ポールアセンブリ８００は、ＴＰＶ２００（図２に示す）および／またはＴＬＳＣ３００（図３Ａ～図３Ｂに示す）等の、複数の透明ソーラーパネル８０２を含む。ポールアセンブリ８００は、支持構造物８０４をさらに含む。

【0225】

透明ソーラーパネル８０２は、植物８０８等の光合成有機体を含む領域８０６へ光を透過させるように構成されている。ポールアセンブリ８００は、ソーラーパネル８０２に電気的に結合された電子機器アセンブリ８１０をさらに含む。少なくとも１つの例示的実施形態では、電子機器アセンブリ８１０は、支持パッドとしても機能し得る。支持構造物８０４は、フレーム８２０および単一の支柱８２２を含んでもよい。支柱８２２は、ポールアセンブリ８００の中央にあってもよい。フレーム８２０および／または支柱８２２は、光散乱が促進されるよう、上述したような色を有してもよい。

【0226】

図８Ｂを参照すると、ポールアセンブリ８００は、地面等の環境表面８２６と、ソーラーパネル８０２の最も近いエッジまたは底部のエッジ８２８との間に定められる高さ８２４を有し得る。少なくとも１つの例示的実施形態では、高さ８２４は、上述した範囲の内にある。

【0227】

角度８３０は、ソーラーパネル８０２の表面８３２と環境表面８２６との間に定められ得る。角度８３０は、ソーラーパネル８０２が環境表面８２６に対して実質的に垂直となるように、約９０°であってもよい。ポールアセンブリ８００は、垂直アセンブリと称され得る。このように垂直であることによって、水平アレイ（例えば、図５Ａ～図５Ｂを参照）および／またはタイル張りアレイ（例えば、図６Ａ～図８Ｂを参照）と比較して、降雨分布の改善、収量および／または品質の向上、冬季生産、間隔の増大、および／または農業機器のためのクリアランスの増大が促進され得る。さらに、垂直アレイを使用することで、一年を通じてほぼ一定または均一であるように、環状生産（annular production）のバランスがとられ得る。

【0228】

図９Ａを参照すると、少なくとも１つの例示的実施形態による、ポールアセンブリ９００が設けられている。ポールアセンブリ９００は、以下で別に説明される点以外は、図７のポールアセンブリ７００と同じであってもよい。ポールアセンブリ９００は、概して、ＴＰＶ２００（図２に示す）および／またはＴＬＳＣ３００（図３Ａ～図３Ｂに示す）等の複数の透明ソーラーパネル９０２と、支持構造物９０４と、を含む。透明ソーラーパネル９０２は、植物９０８等の光合成有機体を含む領域９０６へ光を透過させるように構成されている。

【0229】

ポールアセンブリ９００の向きは、１つの軸、２つの軸、または３つの軸に沿って調整可能であってもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、図示のように、ポールアセンブリ９００は、第１軸９２０、第２軸９２２、および第３軸９２４の周りで調整可能である。第１軸９２０は、環境表面９２６に対して実質的に垂直である。第２軸および第３軸９２２、９２４は、互いに実質的に垂直であり、かつソーラーパネル９０２の表面９２８によって定められる平面内にある。図示の例示的実施形態において、ソーラーパネル９０２は、図９Ａでは、第２軸９２２の周りに約４５°の第１角度９４０で配置されており、図９Ｂでは、第２軸９２２の周りに約３０°の第２角度９４２で配置されている。

【0230】

少なくとも１つの例示的実施形態では、アセンブリ９００は、太陽の位置を自動的に追跡するように構成されている。一年の各日につき予想される太陽軌道に従うように、または、向き最適化および発電のアクティブモニタリングに基づいて太陽に従うように、かかる追跡を事前にプログラムすることができる。そのため、アセンブリ９００では、太陽追跡が設けられていないアレイと比較して、発電の向上が可能となり得る。アレイを傾斜させることによって、光捕捉の増大を補助するために必要となる面積を減少させることができる。その結果、必要となるパネルの数が減少し、全体的なコストが減少し、降雨分布が改善し、支持体およびパネルの間／下を農業機器が通過できるようになる。それゆえ、アセンブリ９００は、第１軸９２０、第２軸９２２、および／または第３軸９２４の周りのアセンブリ９００の向きが自動的に修正されるように、モータおよび制御システム（図示せず）をさらに含んでもよい。

【0231】

図１０を参照すると、少なくとも１つの例示的実施形態による、両面型アレイ１０００が設けられている。以下で別に説明される点以外は、両面型アレイ１０００は、図６のアレイ６００と同じであってもよい。両面型アレイ１０００は、概して、図２の透明ソーラーパネル２００および／または図３の透明ソーラーパネル３００等の両面型透明ソーラーパネル１００２と、支持構造物１００４と、を含み得る。本明細書で使用される場合、「両面型（bifacial）」は、ソーラーパネルの後面への照射からのＰＣＥが、前面の約５０％以上（例えば、約５５％以上、約６０％以上、約６５％以上、約７０％以上、約７５％以上、約８０％以上、約８５％以上、約９０％以上、または約９５％以上）であることを意味する。ソーラーパネル１００２は、植物１００８等の光合成有機体を含む領域１００６へ光を透過させるように構成されている。少なくとも１つの例示的実施形態では、両面型透明ソーラーパネル１００２は、後面の取り込みを最小限に抑え得るであろう自由ｌｏｗ－ｅコーティングである。

【0232】

両面型アレイ１０００は、第１面または頂面１０２２上の直接太陽光１０２０および第２面または底面１０２６上の間接太陽光１０２４（例えば、太陽光アルベド）を受け取るように構成されている。両面型構成は、特に、これらの地面据え付け用途において有益である。これらの地面据え付け用途では、太陽光アルベドを、パネルの後面によって効果的に捕捉して、性能を向上させることができる。本明細書に開示されたＴＰＶ（例えば、図２のＴＰＶ２００）およびＴＬＳＣ（例えば、図３Ａ～図３ＢのＴＬＳＣ３００）は、両面からの効率的な発電が可能となるように、両面型となるよう作製および最適化することができる。本明細書に開示されたアセンブリまたはアレイのうちの任意のものは、両面型であってもよい。

【0233】

少なくとも１つの例示的実施形態は、ソーラーパネル（例えば、図２のＴＰＶ２００および／または図３Ａ～図３ＢのＴＬＳＣ）が一体化した農業機器を含む。前記農業機器には、潅漑システム、肥料システム、播種システム、収穫システム、ＣＯ_２増加（enrichment）システム、その他の任意の適切な農業機器、またはこれらの任意の組み合わせが含まれてもよい。有利には、ソーラーパネルは、電気的インフラストラクチャおよび／または機械的インフラストラクチャを農業機器と共有してもよい。潅漑システムには、滴下潅漑システム（drip irrigation system）、地下潅漑システム、重力潅漑システム、中心旋回軸潅漑システム、移動ガム潅漑システム（traveling gum irrigation system）、リニアムーブシステム（linear move system）、またはこれらの任意の組み合わせが含まれてもよい。一部の実施例では、農業機器と一体化した太陽電池は、波長選択性を有してもよい。しかしながら、農業機器は、追加的または代替的に、非波長選択性太陽電池を含んでもよい。

【0234】

図１１Ａ～図１１Ｂを参照すると、少なくとも１つの例示的実施形態による、ソーラーアレイおよび潅漑システム１１００が設けられている。以下で別に説明される点以外は、システム１１００は、図７Ａ～図７Ｂのポールアセンブリと同じであり得る。システム１１００は、単一ポール固定角度アセンブリとして図示されているものの、本明細書に記載されたもの等の他の任意の適切な構成を有してもよい。

【0235】

システム１１００は、ＴＰＶ２００（図２に示す）またはＴＬＳＣ３００（図３に示す）等の、透明ソーラーパネル１１０２を含む。当該システムは、支持構造物１１０４、灌漑システム１１０６をさらに含む。透明ソーラーパネル１１０２は、植物１１１０等の光合成有機体を含む領域１１０８へ光を透過させるように構成されている。

【0236】

少なくとも１つの例示的実施形態では、灌漑システム１１０６は、可撓性配管１１２０を含む。可撓性配管１１２０は、供給源からの水を、導管を介して領域１１０８へ移送するように構成されている。可撓性配管１１２０は、領域１１０８内へ水を放出するように構成された複数のノズル１１２２に流体的に結合されていてもよい。追加的または代替的に、水は、導管を介して直接的に送出されてもよい。

【0237】

少なくとも１つの例示的実施形態では、支持構造物１１０４は、支柱１１２４およびフレーム１１２６を含む。図示の例示的実施形態では、可撓性配管１１２０は、支柱１１２４の外面１１２８およびフレーム１１２６の外面１１３０の周りに巻き付けられている。少なくとも１つの他の例示的実施形態では、可撓性配管は、図１２の場合のように、フレームの内側にあってもよい。

【0238】

少なくとも１つの例示的実施形態では、支持構造物１１０４（例えば、支柱１１２４および／またはフレーム１１２６）は、電気設備（配線）および／または灌漑設備（例えば、可撓性配管１１２０）が収容されるように、少なくとも部分的に中空であってもよい。図１１Ｂに示す例示的実施形態では、支柱１１２４は、内部領域１１４２を少なくとも部分的に画定する壁１１４０を含む。内部領域１１４２は、電子機器アセンブリ１１４４およびソーラーパネル１１０２に電気的に接続された電気配線を受け入れるように構成されてもよい。

【0239】

図１２を参照すると、少なくとも１つの例示的実施形態による、ソーラーアレイおよび潅漑システムのための支柱１２００の断面が示されている。支柱１２００は、内部領域１２０４を少なくとも部分的に画定する壁１２０２を含む。支柱１２００は、軸方向隔壁１２０６をさらに含む。隔壁１２０６によって、内部領域１２０２が、第１部分１２０８と第２部分１２１０とに分割されている。第１部分１２０８および第２部分１２１０のうちの一方は、電気設備（配線）を少なくとも部分的に収容していてもよく、第１部分１２０８および第２部分１２１０のうちの他方は、灌漑設備（例えば、図１１Ａ～図１１Ｂの可撓性配管１１２０を参照）を少なくとも部分的に収容していてもよい。

【0240】

図１３を参照すると、少なくとも１つの例示的実施形態による、１または複数の透明ソーラーパネルまたは透明ソーラーアレイを含むシステムを介した太陽光発電の方法を示すフローチャートが示されている。当該方法は概して、Ｓ１３００における、任意選択的に、固定角度を決定する工程と、Ｓ１３０２における、任意選択的に、隣り合うアセンブリ間の間隔を決定する工程と、Ｓ１３０４における、ソーラーパネルまたはソーラーアレイを設置する工程と、Ｓ１３０６における、パワーを生成する工程と、を含む。これらの工程の各々は、以下により詳細に説明される。当該方法は、上述したパネル（図２～図３Ｂ）またはアセンブリ（図４～図１２）のうちの任意のものを使用して実施され得る。

【0241】

Ｓ１３００において、当該方法は、任意選択的に、ソーラーパネルの第１表面と領域の第２表面との間に定められる固定角度を決定する工程を含む。当該角度は、緯度に基づいて決定されてもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記角度は、透明ソーラーアレイが設置される緯度から約２０°以内（例えば、約１５°以内、約１０°以内、約５°以内、または実質的に緯度に等しい）である。

【0242】

Ｓ１３０２において、システムが２つ以上の透明ソーラーアレイを含む場合、当該方法は、任意選択的に、隣り合うアレイ間の間隔を決定する工程を含む。当該間隔は、隣り合うデバイス間の所望の透水、デバイス間の所望の機器クリアランス、および／または夏至の間の影の低減もしくは最小化に基づいて決定されてもよい。

【0243】

Ｓ１３０４において、当該方法は、光合成有機体を含む領域へ第１波長範囲内の領域へ光をソーラーパネルが透過させるように当該ソーラーパネルを設置する工程を含む。少なくとも１つの例示的実施形態では、前記第１波長範囲は、光合成有機体の所望の特性を養うのに適するものである。前記領域は、陸地および／または水であってもよい。

【0244】

少なくとも１つの例示的実施形態では、光合成有機体は、植物である。少なくとも１つの例示的実施形態では、ソーラーパネルは、上述したように、全スペクトル光の下で栽培される点以外は同一である条件下において栽培される植物と比較して、植物の作物収量が減少するように（例えば、約１０％以下）、第１波長範囲の光を植物へ透過させるように構成される。

【0245】

少なくとも１つの例示的実施形態では、前記植物は、結果植物である。本明細書で使用される場合、「結果植物（fruit-bearing plant）」は、主にその果実を目的として栽培される植物を意味する。ソーラーパネルは、上述したような全体ＡＰＴ（例えば、約６５％以上）を有するように構成されてもよい。ソーラーパネルは、上述したような任意のＤＬＩ（例えば、約１５ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上）で光を透過させるように構成されてもよい。

【0246】

少なくとも１つの例示的実施形態では、植物は、花卉である。本明細書で使用される場合、「花卉（flowering plant）」は、主にその花を目的として栽培される植物を意味する。ソーラーパネルは、上述したような全体ＡＰＴ（例えば、約５０％以上）を有するように構成されてもよい。ソーラーパネルは、上述したような任意のＤＬＩ（例えば、約１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上）で光を透過させるように構成されてもよい。

【0247】

少なくとも１つの例示的実施形態では、植物は、葉植物（例えば、葉緑色植物（leafy green plant））である。本明細書で使用される場合、「葉植物（leafy plant）」は、主にその葉を目的として栽培される植物を意味する。ソーラーパネルは、上述したような全体ＡＰＴ（例えば、約５０％以上）を有するように構成されてもよい。ソーラーパネルは、上述したような任意のＤＬＩ（例えば、約１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上）で光を透過させるように構成されてもよい。

【0248】

少なくとも１つの例示的実施形態では、植物は、穀物である。本明細書で使用される場合、「穀物」は、主にその穀果を目的として栽培される植物を意味する。穀物は、乾燥収穫され（dry harvested）てもよい。ソーラーパネルは、上述したような全体ＡＰＴ（例えば、約５０％以上）を有するように構成されてもよい。ソーラーパネルは、上述したような任意のＤＬＩ（例えば、約１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上）で光を透過させるように構成されてもよい。

【0249】

少なくとも１つの例示的実施形態では、植物は、飼料作物である。本明細書で使用される場合、「飼料作物」は、動物による消費が意図される植物を意味する。ソーラーパネルは、上述したような全体ＡＰＴ（例えば、約４５％以上）を有するように構成されてもよい。ソーラーパネルは、上述したような任意のＤＬＩ（例えば、約１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上）で光を透過させるように構成されてもよい。

【0250】

Ｓ１３０６において、当該方法は、第２波長範囲内の光を吸収することによってパワーを生成する（発電する）工程を含む。第２波長範囲は、第１波長範囲とは異なるものであってもよい。異なるというのは、同一の広がりを有しないことを意味するが、第１波長範囲と第２波長範囲とは重なり合っていてもよい。光は、透明光活性材料および／または発光団等の波長選択性光活性材料によって吸収される。

【0251】

図１４を参照すると、透明ソーラーパネルを設計および作製する方法を示すフローチャートが示されている。当該方法は概して、Ｓ１４００における、光合成有機体の特性を達成するためのＤＬＩを特定する工程と、Ｓ１４０２における、光活性材料およびデバイス設計を選択する工程と、Ｓ１４０４における、任意選択的に、デバイス特性を最適化する工程と、Ｓ１４０６における、任意選択的に、デバイス層および材料を選択する工程と、Ｓ１４０８における、光活性材料を含む透明ソーラーパネルを構成する工程とを含む。

【0252】

Ｓ１４００において、当該方法は、光合成有機体の所望の特性を達成するためのＤＬＩを決定する工程を含む。追加的または代替的に、当該方法は、当該特性を達成するためのｅＤＬＩ、ＡＰＴ、ＹＰＦＤ、波長範囲、および／または波長カットオフを決定する工程を含む。少なくとも１つの例示的実施形態では、光合成有機体は、植物である。当該所望の特性を達成する工程は、当該所望の特性を維持および／または改善する（例えば、増大／最大化または抑制／低減／最小化する）工程を含んでもよい。例えば、当該特性は、大きな葉サイズ、高い果実質量、糖含量、栄養、ファイトケミカル濃度、植物構造、収穫までの時間、果実数、シュート新鮮重、葉拡大（leaf expansion）、茎長、葉クロロフィル含量、乾物重、植物弾性、干ばつ耐性、またはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。当該所望の特性を達成するためのＤＬＩを決定する工程は、上に開示された範囲を用いることを含んでもよい。

【0253】

Ｓ１４０２において、当該方法は、ＤＬＩ（および／または、ｅＤＬＩ、ＡＰＴ、ＹＰＦＤ）に適合するように光活性材料を選択する工程を含む。すなわち、材料は、少なくとも一部の構成において、ＤＬＩ（ｅＤＬＩ、ＡＰＴ、ＹＰＦＤ）を達成できる必要がある。光活性材料を選択する工程は、上に開示された光活性材料を用いることを含んでもよい。

【0254】

Ｓ１４０４において、当該方法は、任意選択的に、所望の性能が達成されるようにデバイス特性を最適化する工程を含む。図２のＴＰＶ２００等のＴＰＶの場合、これらの特性には、全体デバイス厚さ（例えば、図２に示す第３厚さ２２４）、ドナー厚さ（例えば、図２に示す第１厚さ２２０）、および／またはアクセプタ厚さ２２２（例えば、図２に示す第２厚さ２２２）が含まれ得る。図３Ａ～図３ＢのＴＬＳＣ３００等のＴＬＳＣの場合、これらの特性には、導波路厚さ、発光団濃度、分子配向、および／または導波路－発光団ペアリングが含まれ得る。

【0255】

Ｓ１４０６において、当該方法は、任意選択的に、所望のＳＨＧＣ^＊および／またはＬＵＥ^＊が達成されるようにデバイス層および材料を選択する工程を含む。例として、材料には、上述したような電極材料が含まれ得る。

【0256】

Ｓ１４０８において、当該方法は、光活性材料を含む透明ソーラーパネル（例えば、図２のＴＰＶ２００または図３Ａ～図３ＢのＴＬＳＣ３００）を構成する工程を含む。

【0257】

本技術の実施形態を、以下の非限定的な実施例を通じてさらに説明する。

【0258】

（実施例１）
近年、（広帯域において、あるいは、選択的吸収材料の使用を通じて）ＰＶセルの可視的透明度（visible transparency）を導入および改善して、より多数の表面への適用可能性を可能にする努力がなされている。不透明太陽電池の空間的セグメント化から波長選択性活性材料への営農型太陽光発電との関係において、これらのアプローチを評価することができる。これは重要な差異である。それらが透明度の関数として根本的に異なる理論限界を提供するからであり、空間的にセグメント化されたセルの理論限界（theoretical limit）は、透明度１００％において０％であり、波長選択性透明光電池（ＴＰＶ）については、透明度１００％において約２１％である。

【0259】

図１５は、透明度の増大に基づく、本明細書に示す現在のアプローチを含む営農型太陽光発電アプローチの進展および展望を示す。不透明ＰＶモジュールから始まり、ＰＡＲ－透過ＰＶデバイスへ移行している。営農型太陽光発電システムは、光合成有効放射（ＰＡＲ；４００～７００ｎｍの光子）について高い透過率を有することが理想的だろう。営農型太陽光発電の最も単純な実装は、作物の上または作物の付近に不透明モジュールを配備することによるものである。ＰＡＲを吸収しない波長選択性モジュールへ移行することによって、より高いＡＰＴが達成できる。

【0260】

本実施例は、３種の多様で非常に代表的かつ商業的に重要な植物種である、葉植物：調理用ハーブのバジル（Ｏｃｉｍｕｍ ｂａｓｉｌｉｃｕｍ）、観賞用花卉：ペチュニア（Ｐｅｔｕｎｉａ ×ｈｙｂｒｉｄａ）、および結果植物：トマト（Ｓｏｌａｎｕｍ ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍ）に対するニュートラル遮光および波長選択性遮光の影響を評価するものである。植物の成長および発達に影響を及ぼすことなくＴＰＶのために光を吸収することが適切なところをより良好に理解するため、ＮＩＲエッジの付近に重点が置かれる。最終的に、全体ＤＬＩが、種間の形態構造、収量および成長に対して、特に重要な影響を及ぼすこと、そして、重み付けされたＤＬＩが、これらの測定量にさらに影響を及ぼすことを示す。このことから、波長特異的な現象をさらに研究する必要があることがわかる。広範囲の作物タイプおよび異なる太陽光利用可能性を有する地域にわたって既存の農業インフラとのより高い適合性を保証する営農型太陽光発電アプローチの設計を可能にするために、本実施例は役立つだろう。

【0261】

営農型太陽光発電の分野は、比較的新しく、工学および植物科学における複数の興味深い分野によって追求されている。研究方法論と報告が文献によって大きく異なっているため、研究間の比較は困難である。特に、遮光および屋根被覆（roof cover）の割合の報告は曖昧かつ不十分である。入射太陽放射は地理的位置および季節に依存し、作物は多様な光応答を有するからである。本実施例では、まず、ＤＬＩに対する植物の応答を記載する。ＤＬＩは、光合成を駆動する量子単位であり、作物の収量および品質と強く相関し、広範囲の温室作物において応答が特徴付けられているからである。より広い波長帯の電磁放射にわたって積分される放射測定単位（ワットまたはジュール）は、営農型太陽光発電の分野にとって依然として重要である。作物の成長に最終的に影響を及ぼし得る、植物周囲の微気候（例えば、空気温度）または蒸散等の植物過程に対する被覆材料（ＢＩＰＶパネル）の影響を、当該放射測定単位（ワットまたはジュール）によって、より良好に記述できるからである。

【0262】

（結果）
図１６Ａ～図１６Ｂおよび図１７Ａ～図１７Ｂに示すように、７つの換気チャンバ（各々、～０．８ｍ^２の屋根面積を有する）が各々、異なる実験用ＴＰＶグレージング材料で覆われていた。作物生産に対するＰＡＲ損失の影響を定量化するために、３種のニュートラル遮光処理が行われた：ＰＡＲにわたって、透過率９１％（ＮＤ９１）、透過率５８％（ＮＤ５８）、および透過率３３％（ＮＤ３３）。図１９Ａを参照すると、ＮＤ９１が１８００で示され、ＮＤ５８が１８０２で示され、ＮＤ３３が１８０４で示されている。特定の波長帯および全体ＤＬＩを除くことが、植物の成長、発達および収量にどのように影響するかを決定するために、種々のカットオフを有するよう設計された発光型太陽光集光器（ＬＳＣ）分子プラットフォームに基づいて、４つの波長選択処理が行われた。図１８Ｂは、ＮＩＲにおける２つの処理を示す：ＣＯ７００が１８１０で示され、ＣＯ７７０が１８１２で示されている。基準として、ＮＤ９１が１８００で示されている。図１８Ｃは、ＰＡＲ波長帯における２つの処理を示す：ＣＯ５５０ａが１８２０で示され、ＣＯ５５０ｂが１８２２で示されている。基準として、ＮＤ９１が１８００で示されている。

【0263】

図１９Ａ～図１９Ｍには、バジル、ペチュニア、およびトマトの選択された成長属性が、種々のグレージング処理を透過したＤＬＩの関数として示されている。図１９Ａは、凡例である。各々の収量または品質パラメータを、平均処理ＤＬＩの関数としてプロットする。ＤＬＩは、多くの温室作物について、植物の成長および収量と強く相関するためである。回帰方程式を、図２０～図２２に示す。これらの属性は、各作物の収量および品質にとって重要であり、また作物の種類によって異なるため、選択された。バジルの収量は、葉および茎のバイオマス集積（biomass accumulation）を反映し、一方、茎長、葉のサイズ、および色は、品質パラメータである（図１９Ｂ～図１９Ｅ）。ペチュニアのバイオマス集積を定量化することは重要であるが、花卉園芸作物の市場性の多くは、茎長（コンパクトさに対する選好）および花の数（花の展示）等の審美的品質に由来する（図１９Ｆ～図１９Ｉ）。バジルおよびペチュニアとは異なり、トマトの収量は、果実の新鮮重および数を反映している（図１９Ｊ～図１９Ｍ）。

【0264】

バジルの成長。測定されたバジルの成長および発達パラメータは、平均透過ＤＬＩと強く相関していた。バジルの収量は、苗ごとの平均シュート乾物重（葉＋茎）として特徴付けられる。処理間のスペクトル透過率の差にかかわらず、バジルの収量と平均ＤＬＩとの間にはシグモイドの関係性があった（図１９Ｂ、図２２（式））。ＤＬＩが～６ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１と～１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１との間にあるとき、収量は線形的に増大した。ＤＬＩが～１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１を超えると、収量はそれほど増大しなかった。ＮＤ９１処理、ＣＯ７７０処理、およびＣＯ７００処理の下で栽培した場合に、バジルの収量が類似していたが、これは概して≧１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１の透過ＤＬＩによる処理に対応する（図２３を参照）。～１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１のＤＬＩと～１４ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１のＤＬＩとの間（すなわち、ＣＯ７７０、ＣＯ７００、およびＣＯ５５０ａ）で栽培されたバジルは、ＮＤ９１処理（ＤＬＩ＝～２０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１）と比較して統計的に類似する茎長を有していたが、節数がより少なく、培養土表面での茎がより細かった（図１９Ｃ、図２３）。バジルの茎が伸び、細くなったことで（図２４）、ＮＤ９１処理と比較して、植物の直立性が次第に小さくなった。このことは、バジル消費者にとっての魅力または生産（すなわち、収穫および出荷）の容易さに負の影響を及ぼし得るだろう。収量に加えて、葉の形態構造がバジル栽培にとって重要である。バジルの収量および茎の形態構造と同様に、葉の形態構造が、処理ＤＬＩと相関していた（図２０）。平均ＤＬＩが≧１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１である場合に、バジルの葉の長さ、幅、および総表面積が類似していた。これは、典型的に、ＮＤ９１処理、ＣＯ７７０処理、およびＣＯ７００処理において生じた（図１９Ｄ、図２３）。しかしながら、バジルの相対クロロフィル含量（土壌作物生育診断機器実用化事業（ｓｏｉｌ ｐｌａｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）、ＳＰＡＤ）は、遮光の量とともに減少し、その結果、葉の緑色がより薄くなった（図１９Ｅ）。着色（pigmentation）の減少は、バジル産物の審美的魅力に負の影響を及ぼし得るだろう。要約すると、ＤＬＩが≧１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１であるとき、バジルの収量は処理間で統計的に類似していたが、茎および葉の形態構造が変化する結果が得られた。

【0265】

ペチュニアの成長。ペチュニアの収量は、苗ごとの平均シュート乾物重（葉＋茎）として特徴付けられる。処理間のスペクトル透過率の差にかかわらず、バイオマスと平均ＤＬＩとの間にはシグモイドの関係性があった（図１９Ｆ、図２１）。ＤＬＩが～６ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１と～１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１との間にあるとき、収量は線形的に増大した。ＤＬＩが～１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１を超えると、収量応答は飽和または飽和に近い状態になった。したがって、透過ＤＬＩが概して≧１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１であるＮＤ９１処理、ＣＯ７７０処理、ＣＯ７００処理、およびＣＯ５５０ａ処理の下での栽培時に、ペチュニアの収量が類似していた（図２５）。シュートバイオマスは花卉園芸作物にとって重要ではないが、多花性（floriferousness）、開花までの時間、および全体冠サイズ（overall canopy size）は、作物の市場性においてより大きな役割を有し得る。ＤＬＩ＞１３ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１（すなわち、ＣＯ７７０およびＣＯ７００）の下で栽培したペチュニアは、ＮＤ９１処理（ＤＬＩ＝～２０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１）と比較して、統計的に類似する中央茎長（central stem length）を有していた（図１９Ｇ、図２１）。図２４に示すように、ＤＬＩが＜１３ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１の場合に、最小のＤＬＩ処理（ＣＯ５５０ｂ、ＤＬＩ＝～７ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１）において側枝が完全に抑制される点まで、頂芽優勢（apical dominance）が投量依存的に増大した。ＤＬＩが～１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１と～２０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１との間にある処理の下では、ペチュニアの側枝長は統計的に類似していたが、ペチュニアの側枝は、ＮＤ９１処理と比較して、ＣＯ５５０ａ（ＤＬＩ＝１２．８ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１）処理の下で有意に長かった。このことは、透過から青色光子および緑色光子の多くを除くＣＯ５５０ａ波長選択性材料が、伸長成長（extension growth）を増大させることを示唆している。しかしながら、ＣＯ５５０ａ処理は、葉面積を同様には増大させず、～１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１と～２０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１との間のＤＬＩを受けたペチュニアは、統計的に類似する個葉サイズを有していた（図１９Ｉ）。移植後に初めて開花するまでの時間は、ＮＤ９１処理、ＮＤ５８処理、ＣＯ７７０処理、ＣＯ７００処理、およびＣＯ５５０ａ処理におけるペチュニアについて、統計的に類似していた。これらは全て、＞７ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１の平均ＤＬＩを有していた（図２５）。ＤＬＩが≦７ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１であるとき、ペチュニアは、ＮＤ９１処理のものよりも、～３日遅れて開花した。ＤＬＩが＜１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１であるとき、ペチュニアの総花数はより少ないものとなった（図１９Ｈ）。

【0266】

トマトの成長。結果作物として、トマトは通常、バジルまたはペチュニアよりも長い生産時間を有する。トマトの収量は、単一の破壊的収穫（destructive harvest）での苗ごとの全ての果実（成熟および未成熟）の総新鮮重として特徴付けられる。バジルおよびペチュニアについての大部分の成長パラメータは、ＤＬＩのシグモイド関数として最もよく記述されたが、トマトの収量は、ＤＬＩとともに線形的に増大し、上側漸近線に近づくことはなかった（図２６）。このことから、ＰＡＲ透過率のいかなる減少も、収量に負の影響を与え、最も高いＰＡＲ透過率を有するパネル（ＣＯ７７０およびＣＯ７００）でさえ、ＮＤ９１処理よりも２５％および３７％、収量が少ないことがわかる（図１９Ｊ）。これら３つの処理における果実の総数および果実乾物重は類似している。これは、ＤＬＩの減少によって、果実サイズが減少し、果実成熟が遅延し、またはそれらの両方が起こることを示す（図１９Ｌ）。ＣＯ７７０処理およびＣＯ７００処理におけるトマトは、収穫時の成熟果実が、ＮＤ９１処理よりも、それぞれ５２％および７４％少なかった（図１９Ｊ）。トマトの葉の形態構造は、平均ＤＬＩまたは比吸収帯域幅（specific absorption bandwidth）による影響を受けなかった。しかしながら、ＤＬＩの減少とともに、トマトの茎長は増大し、茎直径は減少した（図１９Ｋ、図２４）。その結果、トマトには、低ＤＬＩ条件下で直立状態を維持するための物理的支持が必要となった。移植後に初めて開花するまでの時間は、ＮＤ９１処理、ＮＤ５８処理、ＣＯ７７０処理、ＣＯ７００処理、およびＣＯ５５０ａ処理におけるトマトについて、統計的に類似していた。これらは全て、≧６ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１の平均ＤＬＩを有していた（図２６）。ＤＬＩが＜６ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１であるとき、トマトは、ＮＤ９１処理のものよりも、～１４日遅れて開花した。

【0267】

（考察）
作物の成長および収量。作物の収量（単位面積当たりの作物バイオマス）および品質（例えば、審美性の測定量または栄養密度）は、フィールド（畑）で栽培されるか、または温室等の管理環境で栽培されるかにかかわらず、園芸作物から生み出される収入に影響を及ぼす。収量は単純な数学的定義を有するが、作物の品質は主観的であり、農産物に対する消費者の選好、および農産物との相互作用が考慮され得る。例として、作物の管理、収穫、出荷、または取引をより容易にする作物の栄養および香味ならびに物理的品質が挙げられる。営農型太陽光発電システムは、発電を通じて受動的な収入を生み出しつつも、作物の収量または品質に負の影響を及ぼさないことが理想である。営農型太陽光発電システムを設計および使用するうえで避けられない課題は、植物ベースの農業で使用される多くの異なる作物および栽培システムを考慮することである。同じ陸地面積に対する利用の多様性は、柔軟な営農型太陽光発電システムが望ましいことを際立たせるはずである。各作物は、ある作物種内における多様性であっても、ＤＬＩの低減および／または放射の波長帯の除去に対して、特有の耐性を有し得るであろうからである。

【0268】

ＢＩＰＶカバー、すなわち種々の作物の収量および品質への影響が無視できるほどであろうものを農業に広範に応用することを目指して、三種の経済的に重要な温室作物を栽培し、主に葉および茎を目的として栽培される植物（バジル）、花を目的として栽培される植物（ペチュニア）、ならびに果実を目的として栽培される植物（トマト）の間で、多様な比較ができるようにした。一般に、バジルおよびペチュニアは、中程度のＤＬＩの下で商業的に栽培される。一方、トマト等の結果作物については通常、光が最大化される。しかしながら、例えば北緯＞３５°または南緯＞３５°のように、光が季節によって限定的である地域では、バジルおよびペチュニア等の作物でさえ、ほとんどの商業的な温室栽培者にとって、ＤＬＩがわずかに減少する以上のことは許容することができない。

【0269】

広範な比較のために、図２７Ａ～図２７Ｆに示すように、３種の温室作物について、相対的な成長パラメータを、各処理における平均ＤＬＩの関数としてプロットする。これによって、温室栽培者によって一般に生産される３種の代表的な作物について、成長および収量（図２７Ｂ、バジルは、回帰直線２７００および関連記号によって示され、ペチュニアは、２７０２および関連記号によって示され、トマトは、回帰直線２７０４および関連記号によって示されている）、葉の形態構造的応答（図２７Ｃ、バジルは、回帰直線２７１０および関連記号によって示され、ペチュニアは、２７１２および関連記号によって示され、トマトは、回帰直線２７１４および関連記号によって示されている。図２７Ｄ、バジルは、回帰直線２７２０および関連記号によって示され、ペチュニアは、２７２２および関連記号によって示され、トマトは、回帰直線２７２４および関連記号によって示されている）、茎の形態構造的応答（図２７Ｅ、バジルは、回帰直線２７３０および関連記号によって示され、ペチュニアは、回帰直線２７３２および関連記号によって示され、トマトは、回帰直線２７３４および関連記号によって示されている。図２７Ｆ、バジルは、回帰直線２７４０および関連記号によって示され、トマトは、回帰直線２７４４および関連記号で示されている）、ならびに苗の形態構造的応答（図２７Ｇ、バジルは、回帰直線２７５０および関連記号で示され、ペチュニアは、２７５２および関連記号で示され、トマトは、回帰直線２７５４および関連記号で示されている）に関して、より直接的な応答比較が容易になる。３種の作物は概して、ＤＬＩに対して同様に応答したが、２つの顕著な例外があった：１）バジルおよびペチュニアについては、相対的な収量は飽和ＤＬＩに近づき、または飽和ＤＬＩに達したが、トマトについてはそうではなかった；２）バジルについては、茎長がＤＬＩとともに飽和値まで増大したが、ペチュニアおよびトマトについては、茎長はＤＬＩとともに減少した。

【0270】

本実施例の結果と過去の営農型太陽光発電研究との間の直接的な比較は、これらの研究の多くが実験用ＢＩＰＶ材料の遮光率または屋根被覆率を報告しているので困難であるが、実際の光条件は、とりわけ地理的位置および時季に依存するだろう。例えば、ＰＰＦＤを５０％ほど減少させたＰＶパネルの下で栽培したレタスでは、一部の研究において、収量減少の限定が引き起こされた。対照的に、その他の研究では、ＰＰＦＤを２５～６０％減少させたＰＶパネルの下で、バジル、ホウレンソウ、レタス、およびルッコラの収量が減少することが報告されている。量子束の減少だけでなく、共通の量子単位およびＤＬＩを報告することは、研究の比較に役立つだろう。これらの研究の多くは、入射ＤＬＩが非常に高い夏に実施されている。その結果、収量損失が相対的に小さくなった可能性がある。しかしながら、ＤＬＩが１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以下であり得る冬季の温室条件では、いかなる遮光によっても収量が低減し得るため、ＤＬＩの低下が許容されない場合がある。研究間の非一貫性、ならびに太陽放射の季節的および地理的な差異は、非結果作物について一貫して遮光の許容をもたらす課題を示すものである。それにもかかわらず、ある研究では、最大２５％の遮光は作物にとって概して許容可能であるものの、これは依然として栽培される場所および作物に依存するであろうと結論付けられている。

【0271】

図２７Ｂは、高品質のバジルおよびペチュニアの生産についてほぼ飽和のＤＬＩが～１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１であることを示している。これは、バジルおよびペチュニア、ならびにホウセンカ（Ｉｍｐａｔｉｅｎｓ ｗａｌｌｅｒａｎａ）、ベゴニア（Ｂｅｇｏｎｉａ ×ｓｅｍｐｅｒｆｌｏｒｅｎｓ－ｃｕｌｔｏｒｕｍ）、およびカッコウアザミ（Ａｇｅｒａｔｕｍ ｈｏｕｓｔｏｎｉａｎｕｍ）を含むその他の花卉園芸作物に関する以前の研究と一致している。このことは、ＤＬＩを最大４０％低下させる（≧１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１のＤＬＩを保つ）営農型太陽光発電パネルが、晩春および夏の間の温室システムにとって有用であり得ることを示している。しかしながら、冬および早春の間のように、周囲の太陽光ＤＬＩがより低いとき、これらの低減によって成長に負の影響が及ぼされるだろう。そのため、永続的な温室グレージングとして機能するＢＩＰＶパネルの場合、特定の地理的位置について、許容可能な透過率において、しばしば最適ではない季節条件をしっかりと考慮する必要がある。

【0272】

トマトは、収量または収穫時の成熟果実数の低下なしには、少しの遮光（例えば、ＤＬＩ＜１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１、または本実施例における４ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１の低下）さえ許容するものではなかった（図２７Ｂ）。これは、トマトならびにコショウ（Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ）およびキュウリ（Ｃｕｃｕｍｉｓ ｓａｔｉｖｕｓ）等のその他の結果作物に関する以前の文献と一致している。さらに、われわれの矮小トマト栽培変種は、ＤＬＩ＞２０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１の温室で通常栽培されるはるかに大きな不定のトマト変種よりも、より少量の光についての耐性がより大きい可能性がある。ＢＩＰＶおよび従来の遮光の結果として、収量の減少および成熟の遅延が以前に観察されている。それゆえ、トマトおよびその他の結果作物については、温帯地域では、温室用途に使用されるＢＩＰＶパネルはＰＡＲの透過率を増大または最大化させる必要があるが、亜熱帯地域、熱帯地域、および特に乾燥地域では、ＰＡＲ透過率のある程度の低下が許容される可能性がある。

【0273】

（作物の形態構造および品質）
収量のほかに、遮光は作物の品質に負の影響を及ぼし得るが、かかる影響は、営農型太陽光発電研究において報告されないことが多い。多くの花卉園芸作物およびその他の観賞植物の市場性および品質は、バイオマス集積よりも、それらの外観および物理的品質（例えば、花の数およびサイズ）によって、より多くの影響を受ける。したがって、温室へのＢＩＰＶ材料の応用は、作物の形態構造的順化（morphological acclimation）、葉および花の着色、分枝、開花までの時間、ならびに多花性も考慮する必要がある。ＢＩＰＶパネルによって作物品質、収量、および発電の間のバランスをとるには、営農型太陽光発電システムにおける作物評価に対する包括的なアプローチが必要となる。

【0274】

葉の形態構造。葉の形態構造、着色、および場合により香味は、それらの栄養成長（vegetative growth）のために販売される温室作物にとって重要な品質属性である。部分的に、葉がより大きな比葉面積（specific leaf area：ＳＬＡ）を有していた（すなわち、葉がより薄い）ため、ＮＤ９１（ＤＬＩ＝１６～２０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１）の下でのＤＬＩよりも小さなＤＬＩにおいて、葉の表面積は一定のままであった。図２７Ｃは、各種、特にトマトについて、ＳＬＡが処理ＤＬＩに反比例的かつ線形的に関連していたことを示す。ＳＬＡの増大（すなわち、葉の厚さを犠牲にして葉の表面積が増大する）は、光遮断の増大に対する一般的な応答である。ある研究では、受光を増大させることで遮光に順化する或る種の植物種は、営農型太陽光発電システムにとってより望ましい可能性があるだろうことが示唆されている。しかしながら、葉が薄くなることで、葉はストレッサ（例えば、病原体）、ならびに生産および収穫の間の物理的損傷をより受けやすくなり得るだろう。相対クロロフィル含量（ＳＰＡＤ）測定によって定量化される葉の着色は、各作物について、平均ＤＬＩの関数として増大した（図２７Ｄ）。栽培された３種の作物の中でも、バジルの品質は、葉の外観に大きく依存するため、クロロフィル濃度がより低くなること（すなわち、より明るい緑色になること）によって、負の影響を最も受け得るだろう。形態構造および色に加えて、フラボノイドの濃度は、ＤＬＩが減少するにつれて減少した。それゆえ、バジル、ペチュニア、およびトマトの葉の形態構造および収量は、ＤＬＩが～２０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１から～１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１へ減少するときに類似していたものの、植物の品質の測定量には、負の影響がいくらかあった。

【0275】

茎の形態構造。茎の形態構造（例えば、茎長および茎直径）は、温室作物の市場性に影響を及ぼし得る。ほとんどの場合、商業的栽培者は、出荷および取扱いが容易となるように、枝分かれしたコンパクトな（例えば、茎が短く太い）コンテナ輸送作物の生産に励んでいる。ＤＬＩの低下によって、トマトの茎伸長（stem elongation）が増大し、バジルおよびトマトの茎直径が低下した（図２７Ｅ～図２７Ｆ）。バジル苗およびトマト苗の茎がより細くより長くなったため、直立状態を保つための物理的支持が必要となった。このことは、通常は商業的な温室生産の間にストリングによって支持が提供されるためトマト生産には影響しない可能性があるが、バジル等の鉢植えの園芸作物の品質を低減させ、または支持なしで直立状態を維持する必要があるダイズ（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ）等の耕種作物（agronomic crop）の倒伏を増大させる可能性がある。コンパクトさ（単位高さ当たりの植物体質量）または植物体の直径に対する植物体の高さの比率についての計算は、生産の間に個々の植物体が占める空間を推定することに役立つ。全ての作物種において、ＤＬＩが減少するにつれてコンパクトさが減少する（すなわち、各植物がより多くの空間を占める）。このことは、一部の営農型太陽光発電システムの下で、作付け密度の調整が必要である可能性があり、これによって、最終的に作物収量に影響が及ぼされ得るだろうことを示唆している（図２７Ｇ）。過剰な伸長成長は通常、花卉園芸作物にとって望ましいことではない。そのため、より低いＤＬＩの下で茎伸長が増大し苗のコンパクトさが減少することによって、花卉園芸作物の品質が低下し、または、管理の際に植物成長抑制剤の使用を増やすことが必要となるだろう。葉の形態構造と同様に、温室作物の品質は、透過ＤＬＩとともに減少する。このことは、作物の収量と品質との間に存在する微妙なトレードオフ、およびＰＡＲの透過率が高いＢＩＰＶカバーの望ましさを際立たせるものである。

【0276】

流れ（flowing）および結果（結実、fruiting）。観賞植物の商業的温室栽培者は、最低限許容可能な植物品質を維持しつつ、可能な限り最短の時間で作物を生産することに励んでいる。一方、結果作物の栽培者は、単位面積および単位時間当たりの収量の増大または最大化を追求している。処理ＤＬＩが＜７ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１のとき、ペチュニアの開花遅延が観察され、処理ＤＬＩが＜６ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１のとき、トマトの開花遅延が観察された。重要なことに、ＤＬＩが＜１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１のとき、形態構造的差異および多花性の減少が観察され始めた。本実施例は、ペチュニア、およびおそらく他の花卉園芸作物が、収量または品質を低下させることなく、適度な遮光を許容し得る可能性があること、そのため、温帯地域に位置する営農型太陽光発電システムについては、結果野菜作物よりも、観賞植物がより適切であることを示している。しかしながら、今日まで、営農型太陽光発電システムにおける観賞用作物に焦点を当てた研究はほとんどない。

【0277】

透明営農型太陽光発電の潜在的な電力出力。まず、ＡＰＴとＰＡＲの定義を利用して、高い透明度または最大の透明度を有する営農型太陽光発電におけるＴＰＶについての上限を定める。この例では、単一接合モジュール（single-junction module）、および透過率が３９５～７１５ｎｍ（９５％のＡＰＴを設定することによって規定される波長範囲）の間で１でありその範囲外で０である、完全に急激なカットオフを用いることが仮定される。Ｓｈｏｃｋｌｅｙ－Ｑｕｅｉｓｓｅｒ限界は、不透明単一接合モジュールについては３３．７％であり、４３５～６７０ｎｍの間の全ての光を透過させるモジュールについては２０．６％である。範囲を３９５～７１５ｎｍに拡張した場合、３９５～７１５ｎｍの範囲からの寄与なしで、ＰＡＲについて１７．４％という理論限界が得られるが、実用限界は約９．５％となる（ＳＱ電圧限界８０％、最大外部量子効率８５％、およびフィルファクタ８０％を仮定）。ここに定める標準ＴＰＶモジュールについての熱力学的限界は、可視的に透明な発光型太陽光集光器（ＴＬＳＣ）についての限界と同等になる。ＴＰＶモジュールでは透明電極によって～８０％のＡＰＴに制限されることになるため、ＴＬＳＣにおいてより高いＡＰＴ値（～９０％）が可能であるものの、ＰＣＥでは、ＴＰＶに遅れをとっている。

【0278】

これらの限界を用いて、最大の透明度を維持して植物への影響を低減または最小にする営農型太陽光発電についての潜在的な総エネルギー出力を、性能の関数として推定する。米国では、保護表面（例えば、ガラスおよびプラスチックの温室）下にある総面積は、（調査した１７州について、）果実、野菜、およびハーブの生産については約１．１×１０^７ｍ^２であり、花卉園芸作物の生産については約７．０×１０^７ｍ^２である。この覆いのある面積の５０％が永続的な温室であると仮定すると、～４．０×１０^７ｍ^２という面積が得られる。米国全体の年間平均入射太陽インソレーションが４．５ｋＷｈ・ｍ^－２・ｄ^－１であると仮定すると、計算限界までのベンチマーク効率が、潜在的な年間エネルギー出力を示すために用いられる（図２８）。５％効率のモジュールを仮定すると、年間で３ＴＷｈとなる。温室エネルギー出力値は、あまり大きくないが、それは、温室運転のエネルギー需要の多くをカバーするのに重要な発電を提供でき、高い太陽光束地域では過剰なエネルギーを生み出すことができる。植物の成長にとってあまり好ましくない地域での栽培を可能にするための温室の使用が拡大するにつれて、この効果がますます重要になる可能性があるだろう。対照的に、米国の農地（牧草地を含む）の総面積は、３．６×１０^１２ｍ^２である。特に、提案するＴＰＶ設計アプローチによって植物の生産性と発電との間のトレードオフが最小化できれば、より広範に営農型太陽光発電をフィールドおよび農地に組み込むことがさらにできるだろう。この場合、運転機器（例えば、トラクタおよび潅漑システム）が必要に応じて作動できるようにするアレイ支持構造物が重要となるだろう。実際、ＰＶ据え付けシステムが地下潅漑、滴下潅漑、または噴霧潅漑のための導管として兼用されるように、かかる太陽光設備を潅漑システム（およびおそらく、肥料および農薬の液剤も）と同時にそして相乗的に設置できるだろう。理論限界では、総出力は、１．０×１０^６ＴＷｈ（～３，５００千兆英国熱量単位（quadrillion British thermal unit）、クワッド）に近いものとなる。これは、全部門にわたる米国のエネルギー需要全体を上回る。ＴＰＶ営農型太陽光発電パネルは、農地面積の１～１０％超（この場合、最小でも３．６×１０^１０ｍ^２となる）を合理的に覆うことができるだろうと推定される。１％の農地の上で５％効率のＴＰＶモジュールを使用すれば、年間３，０００ＴＷｈが得られる。これは、米国の電力消費量（～４０００ＴＷｈ）の７５％を占めるのに十分なエネルギーである。１０％効率のＴＰＶでは、年間６，０００ＴＷｈが得られることとなるだろうが、これは全電力消費量を上回る。１０％の農地まで拡張して、実用上達成可能な１０％効率のＴＰＶを利用するならば、総電力出力は、６０，０００ ＴＷｈ（～２００クワッド）となり、２０２０年に全ての供給源から米国で生み出された総電力である２７，０００ＴＷｈ（～９３クワッド）の２倍を上回ることになるだろう（図２９）。このように、太陽光取り込みの際のＰＡＲの最小限の使用でさえ、国全体および世界に電力供給ができる効率的な二重の陸地利用を可能にする、営農型太陽光発電における発電の重要な機会が依然として存在する。

【0279】

（結論）
本実施例では、多様かつ経済的に重要な温室作物に対するＴＰＶ温室グレージングの適用可能性を決定するための、先行例のない包括的なアプローチを提示した。営農型太陽光発電温室システムに特有であるのは、一年を通じて多くの異なる作物を継続的に栽培することの必要性である。現状では、農業的慣行および地理的位置を考慮しつつ、温室で栽培される広範囲の作物に最も妥当な材料が何であるのかを理解するためには、より包括的な営農型太陽光発電研究が必要である。植物の成長、生産性、および収量に対する影響を低減または最小化するＴＰＶ材料を調査する本実施例は、新たな植物中心的焦点を提供するものである。

【0280】

ＰＶパネル光子分布におけるしばしば劇的である差異にもかかわらず、パネル透過率が、作物の収量および品質の最も有意な予測因子であった。バジル、ペチュニア、およびダイズの収量および品質の応答は、平均ＤＬＩが＞１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１のときに飽和したが、これは、～３５－４０％の遮光（～６０％のＡＰＴ）に相当する。このことは、日射量が高い晩春から早秋にかけての営農型太陽光発電システムにおけるハーブおよび花卉園芸作物についての途方もないポテンシャルを示している。しかしながら、結果作物であるトマトは、中程度のＢＩＰＶ遮光でも収量の低減を被るため、ＡＰＴ＞６５％であることがいっそう強く望まれる。吸収ピークをより深くＮＩＲ（＞７５０ｎｍ）へ押し動かすことで、透過ＤＬＩが増大し、その結果、結果作物に対するＴＰＶの影響が減少するはずである。結果として、生産性は、より単板ガラス（single-pane glass）の管理に匹敵するものとなる。最後に、本実施例によって、建物ベースであるにせよフィールドベースであるにせよ、将来の営農型太陽光発電システムのための研究の再現性および適用可能性の改善のために、営農型太陽光発電において一貫した量子単位を報告する必要性が特定されている。種々の種類の作物について適切なＡＰＴ、ＤＬＩ、および波長カットオフを確立することは、ある種類の真に相乗的な営農型太陽光発電の実装のためのＴＰＶの開発に向けた重要なステップである。

【0281】

（実験）
波長選択性パネル（ＣＯ５５０ｂ、ＣＯ７００、およびＣＯ７７０）の準備。２－［２－［２－クロロ－３－［（１，３－ジヒドロ－１，３，３－トリメチル－２Ｈ－インドール－２－イリデン）エチリデン］－１－シルコヘキセン－１－イル］－エテニル］－１，３，３－トリメチル－１Ｈ－インドリウムヨージド（ＩＲ７７５－Ｉ、Ｆｅｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、および２－［２－［２－クロロ－３－［２－（１，３－ジヒドロ－３，３－ジメチル－１－エチル－２Ｈ－ベンズ［ｅ］インドール－２－イリデン）エチリデン］－１－シロヘキセン－１－イル］－エテニル］－３，３－ジメチル－１－エチル－１Ｈ－ベンズ［ｅ］インドリウムヨージド（Ｃｙ－Ｉ、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ）。Ｃｙ－ＩおよびＩＲ７７５－Ｃｌを、カリウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート（potassium tetrakis(pentafluorophenyl)borate）（Ｋ－ＴＰＦＢ）と混合して、Ｃｙ－ＴＰＦＢ（ＣＯ７７０）およびＩＲ７７５－ＴＰＦＢ（ＣＯ７００）を作出した。Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３０５（ＣＯ５５０ａ）は、ＢＡＳＦから購入した。染料をエタノールに溶解し、Ｓｈａｎｄｏｎ封入剤（ＣＡＳ＃９９９０４３５、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）と、１：２の溶液対封入剤体積比で混合した。この混合物を、アクリルシート上へドロップキャストし、換気フード内で６時間乾燥させた。乾燥したパネルを、窒素下でグローブボックス内へ移した。エポキシ樹脂（ＫＡＴＩＯＢＯＮＤ）の層をフィルムの外縁に塗布し、ガラスシートをエポキシ樹脂層の上に置いた。実施例に先立って、硬化するまでエポキシ樹脂をＵＶ光で処理し、パネルの活性（アクティブ）領域（active area）をマスクで覆いＵＶ露出を低減した。

【0282】

ＣＯ５５０ｂの波長選択性パネルの準備：タングステンボートにおいて粉末ＣｕＰＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）を蒸発させることにより、Ａｎｇｓｔｒｏｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇからのカスタムサーマルエバポレーターにおいて、銅（ＩＩ）フタロシアニンブルー（ＣｕＰＣ）フィルムをアクリル板上に成長させた。当該アクリル板を、回転ステージ上に取り付けた。室温かつ３×１０－６ｔｏｒｒ未満の圧力において、２Å／ｓの速度で５０００Åの厚さにフィルムを成長させた。

【0283】

ニュートラルデンシティ処理の準備：Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｇｒａｙパネルを、ｅＰｌａｓｔｉｃｓから購入した。ＮＤ３３処理が達成されるように、２つのピースを積み重ねた。

【0284】

チャンバの構成：７つのチャンバが構成された。それらの各々は、異なる発光型太陽光集光器パネルまたはＮＤパネルによって覆われた。これらのチャンバを、研究用温室のベンチ上に配置した（図１６Ａ～図１７Ｂ）。各チャンバは、幅９２ｃｍ、長さ９８ｃｍであり、総体積０．６６ｍ^３を有していた（図１６Ａ）。チャンバフレームは、ポリ塩化ビニル（polyvinyl chloride：ＰＶＣ）管から構成され、パネルを通過した光のみが植物に到達することが保証されるよう、基部に垂直な４つの側面上が、厚さ１．３ｃｍの不透明の断熱板で包囲された。さらに、光散乱が増大するように、断熱板の内側に白色のつや無し塗料を塗装した。各実験チャンバは、北向きの壁に多くの穿孔を設け、南向きの壁に１２０Ｖ、３．１ｍ^３・ｍｉｎ^－１のファン（Ａｘｉａｌ １２３８， ＡＣ Ｉｎｆｉｎｉｔｙ Ｉｎｃ．， Ｃｉｔｙ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ＣＡ）を１つ設置することによって、絶えず換気されたが、これは研究用温室の空気流に沿っている（図１６Ｂ）。チャンバの屋根フレームは、鋼製のアングルバーから作製され、内部の植物への太陽光の透過が増大または最大化するように、南向きに２０度の傾斜が付けられた。

【0285】

環境センシング：量子センサ（ＬＩ－１９０ＳＡ； ＬＩ－ＣＯＲ，Ｉｎｃ．、Ｌｉｎｃｏｌｎ、ＮＥ、またはＳＱ－５００； Ａｐｏｇｅｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．）によって、瞬間（instantaneous）ＰＰＦＤが測定された。当該量子センサは、各チャンバの北向きの壁上に配置され、植物の冠の頂部の高さに保たれた（図１６Ｂ）。チャンバごとに１つの通風（aspirated）熱電対（Ｔｙｐｅ Ｅ； Ｏｍｅｇａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｉｎｃ．、Ｓｔａｍｆｏｒｄ、ＣＴ）によって、空気温度が測定された。ＣＲ－１０００データロガー（Ｃａｍｐｂｅｌｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、Ｌｏｇａｎ、ＵＴ）およびＡＭ１６／３２Ｂマルチプレクサ（Ｃａｍｐｂｅｌｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）によって、瞬間の空気温度およびＰＰＦＤの測定結果が毎分サンプリングされ、時間平均が記録された。図３０Ａ～図３０Ｇに示すように、平均日温度およびＤＬＩ）が計算および記録された。

【0286】

図３０Ａは、ＮＤ９１（３０００で示す）、ＮＤ５８（３００２で示す）、ＮＤ３３（３００４で示す）、ＣＯ７７０（３００６で示す）、ＣＯ７００（３００８で示す）、ＣＯ５５０ａ（３０１０で示す）、およびＣＯ５５０ｂ（３０１２で示す）についての、バジルの平均日チャンバ空気温度を示す。図３０Ｂは、ＮＤ９１（３０２０で示す）、ＮＤ５８（３０２２で示す）、ＮＤ３３（３０２４で示す）、ＣＯ７７０（３０２６で示す）、ＣＯ７００（３０２８で示す）、ＣＯ５５０ａ（３０３０で示す）、およびＣＯ５５０ｂ（３０３２で示す）についての、ペチュニアの平均日チャンバ空気温度を示す。図３０Ｃは、ＮＤ９１（３０４０で示す）、ＮＤ５８（３０４２で示す）、ＮＤ３３（３０４４で示す）、ＣＯ７７０（３０４６で示す）、ＣＯ７００（３０４８で示す）、ＣＯ５５０ａ（３０５０で示す）、およびＣＯ５５０ｂ（３０５２で示す）についての、トマトの平均日チャンバ空気温度を示す。図３０Ｄは、図３０Ｅ～図３０Ｆについての凡例である。図３０Ｅは、バジルのチャンバ内のＤＬＩを示す。図３０Ｆは、ペチュニアのチャンバ内のＤＬＩを示す。図３０Ｇは、トマトのチャンバ内のＤＬＩを示す。

【0287】

温室環境：各チャンバは、ミシガン州立大学（北緯４２．７°／西経８４．５°）の東西方向を向いたガラス張り研究用温室内において、個々のアルミニウムベンチ上にあった。温室環境制御システム（Ｉｎｔｅｇｒｏ ７２５； Ｐｒｉｖａ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ、Ｖｉｎｅｌａｎｄ Ｓｔａｔｉｏｎ、ＯＮ、Ｃａｎａｄａ）によって、２１℃の設定点に空気温度が調節された。放射蒸気加熱、屋根通気孔、排気ファン、および蒸発冷却パッドによって、空気温度が調節された。実験チャンバ内部の空気温度は、バジル、ペチュニア、およびトマトについて、それぞれ、平均２５℃、平均２７℃、および平均２４℃であり、各チャンバ間の空気温度差は、最大２℃異なっていた（図３０Ａ～図３０Ｃ、図４１）。

【0288】

バジル苗栽培：２０２０年５月１２日に、ピートモス７０％、パーライト２１％、およびバーミキュライト９％からなる温室培地（Ｓｕｒｅｍｉｘ； Ｍｉｃｈｉｇａｎ Ｇｒｏｗｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．、Ｇａｌｅｓｂｕｒｇ、ＭＩ）を充填した丸形４インチのポット（４７３ｍＬ）内へ、バジル種子（Ｊｏｈｎｎｙ’ｓ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ｓｅｅｄｓ、Ｗｉｎｓｌｏｗ、ＭＥ）を直接的に播種し、実験チャンバ内部に配置した。各４インチポットは、７つのバジル苗を含んでいた。（単位をｍｇ・Ｌ^－１として）Ｎを１２５、Ｐを１３、Ｋを１２０、Ｃａを７７、Ｍｇを１９、Ｆｅを１．７、ＣｕおよびＺｎを０．４、Ｍｎを０．８、ＢおよびＭｏを０．２含有する、１３Ｎ－１．３Ｐ－１２．５Ｋ水溶性肥料（ＭＳＵ Ｏｒｃｈｉｄ ＲＯ Ｗａｔｅｒ Ｓｐｅｃｉａｌ； ＧｒｅｅｎＣａｒｅ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ， Ｉｎｃ．， Ｋａｎｋａｋｅｅ， ＩＬ）を添加した逆浸透水からなる溶液を用いて、必要に応じて灌漑を行った。

【0289】

ペチュニアおよびトマトの苗栽培：２０２０年５月２９日に、管理環境の成長室において、前述した温室培地（Ｓｕｒｅｍｉｘ； Ｍｉｃｈｉｇａｎ Ｇｒｏｗｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．）５０体積％とバーミキュライト５０体積％とからなる育苗用混合物（propagation mix）を充填した２８８セル（個々のセル体積８ｍＬ）のプラグトレイ内へ、ペチュニア種子（Ｈａｒｒｉｓ Ｓｅｅｄｓ Ｃｏ．、Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ、ＮＹ）を播種した。２０２０年７月１３日に、同じ成長室において、ペチュニアと同じ育苗用混合物を充填した１２８セル（個々のセル体積１７．５ｍＬ）のプラグトレイ内へ、トマトの矮小変種の種子（Ｐａｒｋ Ｓｅｅｄ Ｃｏ．， Ｈｏｄｇｅｓ， ＳＣ）を播種した。ペチュニアおよびトマトは、２３℃一定かつ１７５μｍｏｌ・ｍ^－２・ｓ・^－１のＰＰＦＤにおいて、それぞれ、１０時間および１８時間の光周期下で発芽した。単独光源（Sole source）電気照明には、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）器具（ＲＡＹ２２；Ｆｌｕｅｎｃｅ、Ａｕｓｔｉｎ、ＴＸ）が設けられた。子葉が出現するまで（６日）、透明プラスチック湿気ドーム（humidity dome）で発芽苗が覆われた。以下の栄養分（単位：ｍｇ・Ｌ^－１）を提供する脱イオン水、水耕水溶性肥料（１２Ｎ－１．７Ｐ－１３．３Ｋ ＲＯ Ｈｙｄｒｏ ＦｅＥＤ、ＪＲ Ｐｅｔｅｒｓ，Ｉｎｃ．、Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ、ＰＡ）、および硫酸マグネシウム（Ｅｐｓｏｍ ｓａｌｔ， Ｐｅｎｎｉｎｇｔｏｎ Ｓｅｅｄ Ｉｎｃ．， Ｍａｄｉｓｏｎ ＧＡ）の溶液を用いて、必要に応じて苗を潅漑した：Ｎ １２５、Ｐ １８、Ｋ １３８、Ｃａ ７３、Ｍｇ ４９、Ｓ ３７、Ｆｅ １．６、Ｍｎ ０．５、Ｚｎ ０．４、ＢおよびＣｕ ０．２、ならびにＭｏ ０．０１。ハンドヘルドメーター（ＨＩ９８１４；Ｈａｎｎａ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ， Ｗｏｏｎｓｏｃｋｅｔ、ＲＩ）を用いて、苗原液（Seedling stock solution）のｐＨおよび導電率を調合時に測定し、ｐＨ５．８および導電率１．２ｍＳ・ｃｍ^－１に調整した。

【0290】

成熟作物栽培：１０ポットのバジル、ペチュニア、トマト、およびダイズを、収穫できるようになるまで、各チャンバ内へ１０ポットｍ^－２の密度でランダムに配置した。バジル苗栽培について記載したものと同じピートベースの温室培地を、各ポットに充填した。バジルは、２０２０年６月１６日に収穫されるまで、チャンバ内部で３５日間栽培された。ペチュニアは、２０２０年６月２０日に４．５インチの丸形ポットに移植し、２０２０年７月２１日まで（３１日）チャンバ内部で栽培された。２０２０年７月２１日には、全ての苗が、少なくとも１つの完全に開いた花を有していた。トマト苗は、２０２０年７月３０日に４．５インチの丸形ポストに移植した。トマト苗は、良好な根系を発達させたとき（１７日）に移植され、ＮＤ９１チャンバ内の苗が成熟果実を有した時である２０２０年１０月１３日に収穫されるまで７５日間、実験チャンバ内部で栽培された。バジル、ペチュニア、およびトマトは、バジル苗栽培において記載されたものと同一の溶液を用いて、必要に応じて灌漑された。

【0291】

植物データ収集：収穫時に、バジル、ペチュニア、およびトマトについて、以下のデータを測定した：茎長（培養土から頂端分裂組織まで）；地上（above-ground）新鮮バイオマスおよび地上乾燥バイオマス、スケール（ＧＲ－２００ および ＧＸ－１０００； Ａ＆Ｄ Ｓｔｏｒｅ， Ｉｎｃ．， Ｗｏｏｄ Ｄａｌｅ， ＩＬ）を使用；最も若い完全展開葉の長さ、幅、面積、および相対クロロフィル含量、ルーラー、葉面積メーター（ＬＩ－３１００ Ａｒｅａ Ｍｅｔｅｒ； ＬＩ－ＣＯＲ， Ｉｎｃ．）を使用、ならびに、相対的なクロロフィル含量、ハンドヘルドメーター（ＭＣ－１００； Ａｐｏｇｅｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．Ｉｎｃ．、Ｌｏｇａｎ、ＵＴ）を使用。バジル、ペチュニア、およびトマトの新鮮サンプルを、６０ ℃の乾燥炉（Ｂｌｕｅ Ｍ， Ｂｌｕｅ Ｉｓｌａｎｄ， ＩＬ）内で、パーチメントバッグ中で少なくとも４日間乾燥させた後、乾物重を測定した。いずれの種についても行った測定のほかに、バジル、ペチュニア、およびトマトについて、独立した測定を行った。バジルについては、展開葉、展開節（expanded node）、および＞５ｃｍの長さの枝の総数；全ての展開葉の総葉面積；培養土高さでの茎直径、デジタルキャリパー（４１１０１ ＤｉｇｉＭａｘ； Ｗｉｈａ Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ、Ｍｏｎｔｉｃｅｌｌｏ、ＭＮ、ＵＳＡ）を使用；および、葉または茎のみの新鮮重および乾物重も測定した。各バジルポットは７つの苗を含んでいたので、２つの最も背の高い苗と２つの最も背の低い苗とを除いた３種の苗を各ポットから選択し、それらの成長測定量を平均した。ペチュニアについては、播種から芽が見えるまでの時間（time to visible bud）および開花するまでの時間、＞１０ｃｍの枝数、花序数、および第一花の下の節数を数え、最長の側枝を測定した。トマトについては、果実数（成熟および未成熟）、果実の新鮮重および乾物重、ならびに第一花の花弁が完全に反り返った日付も測定した。Ｂｕｒｎｅｔｔらに従って、最も若い完全展開葉の面積をその乾物重で割ることによってＳＬＡを計算し、地上乾物重（トマトについては果実を除く）をその茎長で割ることによって、苗のコンパクトさを計算した。二次元投影冠面積（projected canopy area：ＰＣＡ）を、各トマト苗について頭上写真で記録し、ＩｍａｇｅＪソフトウェア（ｈｔｔｐ：／／ｉｍａｇｅｊ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ｉｊ）で分析した。

【0292】

実験デザインおよび統計：処理（７レベル）および植物を研究用温室内部のランダムなチャンバ（実験単位）に割り当てる完全にランダム化されたデザインとして、実験が組織化された。分散分析（analysis of variance：ＡＮＯＶＡ）およびα＝０．０５でのＴｕｋｅｙのｈｏｎｅｓｔｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ検定を用いて、Ｒソフトウェア（Ｖｅｒｓｉｏｎ ４．０．３、Ｔｈｅ Ｒ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ、Ｖｉｅｎｎａ、Ａｕｓｔｒｉａ）でデータを分析した。平均ＤＬＩの関数としてバジルおよびトマトの成長パラメータ（すなわち、乾物重、茎長、または葉面積）を比較する回帰分析は、まず、一次関数または二次関数として評価されたが、多くの場合、シグモイド型のトレンドが現れた。そこでは以下のＧｏｍｐｅｒｔｚ関数を用いた。

【0293】

【数5】

【0294】

ここで、ｙ＝応答変数（成長パラメータ）、ａ＝漸近線、ｂ＝ｘ軸上の変位、ｃ＝成長率、ｘ＝予測変数（ＤＬＩ）である。Ｇｏｍｐｅｒｔｚ関数は、曲線の左側部分が下側漸近線に近づくよりも漸進的に曲線の右側部分が上側漸近線に近づく、非対称ロジスティック関数である。過去の研究では、Ｇｏｍｐｅｒｔｚ関数を使用して、生物学的有機体の成長が時間の関数として、そして植物成長応答が累積的な熱エネルギーおよびＤＬＩの関数として、記述されてきた。曲線がより良好にデータに視覚的にフィットし、典型的にはより高いＲ^２値を有するため、対称ロジスティック関数に優先してＧｏｍｐｅｒｔｚ関数が選択された。

【0295】

（様々な量子単位による作物成長の評価）
作物成長を予測する際のＹＰＦＤおよびｅＤＬＩ等の追加的な植物中心的量子単位の適用性を決定するために、分光放射計測定結果を用いてＹＰＦＤおよびｅＰＡＲを反映するように処理ＤＬＩを変換した。次いで、変換された予測変数を、バジルの成長測定量（シュート乾物重、茎長、総葉面積、および相対クロロフィル含量）のサブセットと比較して、あるパラメータが営農型太陽光発電報告に好ましいか否かを決定した（図３２Ａ～図３２Ｅ）。

【0296】

図３２Ａは、図３２Ｂ～図３２Ｅについての凡例であり、グレージング材料の各々についての記号が含まれる。図３２Ｂでは、ｙ軸上にシュート乾物重が報告されている。ＤＬＩ曲線が３２００で示され、ｅＤＬＩ曲線が３２０２で示され、ＹＰＦＤ曲線が３２０４で示される。図３２Ｃは、ｙ軸上に総葉面積が報告されている。ＤＬＩ曲線が３２１０で示され、ｅＤＬＩ曲線が３２１２で示され、ＹＰＦＤ曲線が３２１４で示される。図３２Ｄは、ｙ軸上に茎長が報告されている。ＤＬＩ曲線が３２２０で示され、ｅＤＬＩ曲線が３２２２で示され、ＹＰＦＤ曲線が３２２４で示される。図３２Ｅは、ｙ軸上にＳＰＡＤが報告されている。ＤＬＩ曲線が３２３０で示され、ｅＤＬＩ曲線が３２３２で示され、ＹＰＦＤ曲線が３２３４で示される。

【0297】

ＤＬＩをＹＰＦＤに変換したとき、シグモイド曲線はより低いｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１値にシフトするが、これは大部分のＰＡＲ波長に関して量子効率が１未満であることの結果である。ｅＤＬＩに変換したとき、曲線はより高いｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１にシフトするが、これはより広い波長帯からの光子が積分されることの結果である。変換された予測変数を用いた各回帰は、ほぼ同一のシグモイド形状を有し、選択されたバジルの成長測定量のサブセット全体について、ＤＬＩの予測変数と同様の能力を有していた。バジルについての観察された臨界照明閾値（ＮＤ９１処理と同様の収量および品質を有する作物を栽培するのに必要なｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１）は、～１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１という平均ＤＬＩであった。変換後、臨界照明閾値は、ＹＰＦＤおよびｅＤＬＩについて、それぞれ、～１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１および～１４ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１になった。一般に、これらの値は、ＹＰＦＤの不完全な量子効率（より低い値）、およびｅＤＬＩの拡張された波長帯積分（より高い値）を適切に反映する。しかしながら、ｘ軸上の変化の大きさは必然的に、透過スペクトルおよび変換に依存する。例えば、ＣＯ７００処理はＦＲ光子の大部分を吸収するので、そのＤＬＩおよびｅＤＬＩは、ＦＲ光子を吸収しないニュートラルデンシティＴＰＶ（変化の大きさがより大きい）と比較して、より近い（変化の大きさがより小さい）はずである。それにもかかわらず、変換の大きさが処理間に存在したとしても、処理ＤＬＩ間の差の大きさがより大きいため、ｘ軸変換の効果は最小化されている可能性が高い。

【0298】

これらの結果は、ＹＰＦＤおよびｅＤＬＩが、営農型太陽光発電設計において利用されるスペクトル差にもかかわらず、植物の収量および成長を予測する際に、従来の重み付けされていないＤＬＩの定義に匹敵することを示唆する。そこで、ＺｈｅｎおよびＢｕｇｂｅｅ（２０２０ａおよび２０２０ｂ）によって説明されているように、ｅＤＬＩ（４００～７５０ｎｍの間の光子の積分）をベンチマークの量子単位として使用することは、営農型太陽光発電の分野にとって有益であり得る。しかしながら、量子単位にかかわらず、これらの結果は、少なくとも１つの量子単位を営農型太陽光発電報告に用いる必要性を際立たせるものだが、ＰＶパネルの下で栽培された作物に対しての当該ＰＶパネルの透過について最も良好に記述する共通の量子測定量をさらに研究する余地が残されている。さらに、これらのようなＤＬＩ変換の使用は、平均パネル透過率がより類似している場合に、より重要かつより有意義であり得る。

【0299】

（実施例２）
種々のグレージング材料を備える屋根を有するチャンバ内で、４種の作物を栽培した。作物には、赤葉レタス（葉植物）、キンギョソウ（花卉）、ダイズ（結果植物）、およびバジル（葉植物）が含まれていた。グレージング材料には、ＮＤ９１、ＣＯ８５０、ＣＯ７７０、ＣＯ７００、ＮＤ５８、ＣＯ５７５、ＣＯ４７５、およびＮＤ３３が含まれていた。結果を以下に示す。

【0300】

図３３は、様々な実験用グレージング材料の下で栽培されたものを代表する赤葉レタス「Ｒｏｕｘａｉ」、キンギョソウ「Ｓｎａｐｓｈｏｔ Ｙｅｌｌｏｗ」、およびダイズの苗の写真を含むチャートである。

【0301】

図３４は、２０２１年のレタス「Ｒｏｕｘａｉ」の成長パラメータを報告する表である。ＳＰＡＤは、葉の相対クロロフィル含量を指す。ＳＬＡは、代表的な葉について、葉面積（ｃｍ^２）を葉質量（ｇ）で割ることによって計算した。コンパクトさは、総地上乾物重（ｇ）を茎長（ｃｍ）で割ることによって計算される。放射使用効率（Radiation use efficiency：ＲＵＥ）は、総地上乾物重（ｇ）を受光した光子のモル数で割ることによって計算される。コンパクトさは、乾物重（ｇ）を茎長（ｃｍ）で割ることによって計算される。データは、１０サンプルの平均を表す。種々の文字が付いた平均は、Ｔｕｋｅｙのｈｏｎｅｓｔｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ検定に従って有意であり（Ｐ＜０．０５）、各行に対応している。

【0302】

図３５は、２０２１年のキンギョソウ「Ｓｎａｐｓｈｏｔ ｙｅｌｌｏｗ」のパラメータを報告する表である。ＳＰＡＤは、葉の相対クロロフィル含量を指す。ＳＬＡは、代表的な葉について、葉面積（ｃｍ^２）を葉質量（ｇ）で割ることによって計算した。コンパクトさは、総地上乾物重（ｇ）を茎長（ｃｍ）で割ることによって計算される。ＲＵＥは、総地上乾物重（ｇ）を受光した光子のモル数で割ることによって計算される。コンパクトさは、乾物重（ｇ）を茎長（ｃｍ）で割ることによって計算される。データは、１０サンプルの平均を表す。種々の文字が付いた平均は、Ｔｕｋｅｙのｈｏｎｅｓｔｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ検定に従って有意であり（Ｐ＜０．０５）、各行に対応している。

【0303】

図３６は、２０２１年のバジル「Ｇｅｎｏｖｅｓｅ」の成長パラメータを報告する表である。ＳＰＡＤは、葉の相対クロロフィル含量を指す。ＳＬＡは、代表的な葉について、葉面積（ｃｍ^２）を葉質量（ｇ）で割ることによって計算した。コンパクトさは、総地上乾物重（ｇ）を茎長（ｃｍ）で割ることによって計算される。ＲＵＥは、総地上乾物重（ｇ）を受光した光子のモル数で割ることによって計算される。コンパクトさは、乾物重（ｇ）を茎長（ｃｍ）で割ることによって計算される。データは、１０サンプルの平均を表す。種々の文字が付いた平均は、Ｔｕｋｅｙのｈｏｎｅｓｔｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ検定に従って有意であり（Ｐ＜０．０５）、各行に対応している。

【0304】

図３７は、２０２１年の間のダイズの成長パラメータを報告する表である。ＳＰＡＤは、葉の相対クロロフィル含量を指す。ＳＬＡは、葉面積（ｃｍ^２）を代表的な葉の葉質量（ｇ）で割ることによって計算した。コンパクトさは、総地上乾物重（ｇ）を茎長（ｃｍ）で割ることによって計算される。ＲＵＥは、総地上乾物重（ｇ）を受光した光子のモル数で割ることによって計算される。コンパクトさは、乾物重（ｇ）を茎長（ｃｍ）で割ることによって計算される。データは、１０サンプルの平均を表す。種々の文字が付いた平均は、Ｔｕｋｅｙのｈｏｎｅｓｔｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ検定に従って有意であり（Ｐ＜０．０５）、各行に対応している。

【0305】

（実施例３）
種々のグレージング材料を備える屋根を有するチャンバ内で、２種の作物を栽培した。作物には、ダイズ（結果植物）およびバジル（葉植物）が含まれていた。グレージング材料には、ＮＤ９１、ＣＯ８５０、ＣＯ７７０、ＣＯ７００、ＮＤ５８、ＣＯ５７５、ＣＯ４７５、およびＮＤ３３が含まれていた。結果を以下に示す。

【0306】

図３８は、様々な実験用グレージング材料の下で栽培されたものを代表するバジル「Ｇｅｎｏｖｅｓｅ」およびダイズの苗の写真を含むチャートである。

【0307】

図３９は、２０２２年のバジル「Ｇｅｎｏｖｅｓｅ」の成長を報告する表である。ＳＬＡは、代表的な葉について、葉面積（ｃｍ^２）を葉質量（ｇ）で割ることによって計算した。コンパクトさは、総地上乾物重（ｇ）を茎長（ｃｍ）で割ることによって計算される。ＲＵＥは、総地上乾物重（ｇ）を受光した光子のモル数で割ることによって計算される。コンパクトさは、乾物重（ｇ）を茎長（ｃｍ）で割ることによって計算される。データは、２０サンプルの平均を表す。種々の文字が付いた平均は、Ｔｕｋｅｙのｈｏｎｅｓｔｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ検定に従って有意であり（Ｐ＜０．０５）、各行に対応している。

【0308】

図４０は、２０２２年の間のダイズの成長を報告する表である。データは、２０サンプルの平均を表す。種々の文字が付いた平均は、Ｔｕｋｅｙのｈｏｎｅｓｔｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ検定に従って有意であり（Ｐ＜０．０５）、各行に対応している。

【0309】

（実施例１－３ 概観）
図４１Ａ～図４１Ｄは、実施例１の２０２０年の作物、実施例２の２０２１年の作物、および実施例３の２０２２年の作物を含む、２０２０年と２０２２年との間に栽培された作物の相対的な成長応答を示す。各成長パラメータは、種に応じた最大観測値に対して作成され、１０個のサンプルの平均を表す。図４１Ａは、図４１Ｂ～図４１Ｄについての凡例である。

【0310】

図４１Ｂを参照すると、相対的な収量がＤＬＩの関数として示されている。２０２０年の作物：バジルが４１００で示され、ペチュニアが４１０２で示され、トマトが４１０４で示されている。２０２１年の作物：バジルが４１１０で示され、ダイズが４１１２で示され、キンギョソウが４１１４で示され、レタスが４１１６で示されている。２０２２年の作物：バジルが４１２０で示され、ダイズが４１２２で示されている。相対的な収量は、バジル、レタス、キンギョソウ、ダイズ、およびペチュニアのシュート乾物重（葉および茎）、ならびにトマトの果実新鮮重を指す。

【0311】

図４１Ｃを参照すると、相対的な茎長がＤＬＩの関数として示されている。２０２０年の作物：バジルが４１３０で示され、ペチュニアが４１３２で示され、トマトが４１３４で示されている。２０２１年の作物：バジルが４１４０で示され、ダイズが４１４１で示され、キンギョソウが４１４４で示され、レタスが４１４６で示されている。２０２２年の作物：バジルが４１５０で示されている。茎長は、土壌表面から頂端分裂組織までを測定したものである。

【0312】

図４１Ｄを参照すると、相対的なコンパクトさがＤＬＩの関数として示されている。２０２０年の作物：バジルが４１６０で示され、ペチュニアが４１６２で示され、トマトが４１６４で示されている。２０２１年の作物：バジルが４１７０で示され、ダイズが４１７２で示され、キンギョソウが４１７４で示され、レタスが４１７６で示されている。２０２２年の作物：バジルが４１８０で示されている。コンパクトさは、総地上乾物重（ｇ）を茎長（ｃｍ）で割ることによって計算したものである。

【0313】

（実施例４（ＴＰＶ））
本実施例では、近赤外吸収ポリマーのＰＴＢ７－ＴｈおよびＮＦＡのＩＥＩＣＯ－４Ｆを電子受容材料および電子供与材料として用いて、インバート（inverted）ＬＢＬ ＴＰＶを作製した。これは、典型的には非フラーレンアクセプタと考えられるＮＩＲ吸収ドナーＩＥＩＣＯ－４Ｆと対になった非伝統的アクセプタポリマーである。

【0314】

図４２を参照すると、種々の厚さを有するデバイスについて、ＡＰＴ、Ｊ_ＳＣ、開路電圧（open circuit voltage）（Ｖ_ＯＣ）、フィルファクタ（fill factor：ＦＦ）、ＰＣＥ、およびＬＵＥ^＊が報告されている。Ａｇ／Ａｌｑ_３電極をより透明度の高いＩＴＯに置き換えると、ＡＰＴは約６５％に増大すると予想される。さらに、ＰＴＢ７－Ｔｈ厚さとＩＥＩＣＯ－４Ｆ厚さとの両方を２０ｎｍ未満に低下させると、ＡＰＴが約７５％に増大すると予想される。図４３Ａ～図４３Ｃは、種々のＰＴＢ７－Ｔｈ厚さを有するＴＰＶの特性を示すグラフである。

【0315】

ＴＰＶ作製：ＰＴＢ７－Ｔｈ（１－Ｍａｔｅｒｉａｌ）をｏ－キシレン（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）に１～１０ｍｇ・ｍＬ^－１で溶解させて、覆いをつけて７０℃で一晩撹拌および加熱した。ＩＥＩＣＯ－４Ｆ（１－Ｍａｔｅｒｉａｌ）を、７５：２５：０、７４．２５：２４．７５：１、７３．５：２４．５：２、７２．７５：２４．２５：３、７２：２４：４、７１．２５：２３．７５：５、および７０．５：２３．５：６のｖ／ｖ比のｏ－キシレン：ｎ－ブタノール：１－クロロナフタレン（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）に溶解させ、０～６％の１－クロロナフタレンドーピングとした。^［１３］次いで、ＩＥＩＣＯ－４Ｆ溶液を、覆いをつけて７０℃で一晩撹拌および加熱した。１ｇの酢酸亜鉛二水和物（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）、０．２７７ｍＬのエタノールアミン（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）、および１０ｍＬの２－メトキシエタノール（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）を用いてＺｎＯ溶液を調製し、換気フード中に覆い、一晩しっかりと撹拌した。

【0316】

デバイス作製：あらかじめパターニングされたＩＴＯコーティングされたガラス基板を、脱イオン水、アセトン、およびイソプロパノール中でそれぞれ１０分間、逐次超音波処理によってクリーニングした。基板を１３５℃で１分間、ホットプレート上で乾燥させ、次いで、軽真空（light vacuum）下で１０分間プラズマ洗浄した。４０００ｒｐｍ（５０μＬ、加速度２０００ｒｐｍ／ｓ）で３０秒間プラズマ洗浄した直後に、ＺｎＯ層を基板上へスピンコーティングした。アクティブ層スピンコーティングのためにグローブボックスへ移動する前に、ＺｎＯで覆われた基板を２００℃で２０分間、空気中でアニールした。ＰＴＢ７－Ｔｈフィルムを、６５μＬを用いて、１０００ｒｐｍで１５秒間、２０００ｒｐｍで５秒間、スピンさせて、５～８５ｎｍの範囲の厚さを得た。ＩＥＩＣＯ－４Ｆフィルムを、１５００ｒｐｍで４５秒間スピンさせて（溶液６０μＬ）、約５５ｎｍのフィルムを得た（ＶＡＳＥ）。逐次二層堆積（sequential bilayer deposition）の後、デバイスを、室温から１５０℃までの範囲の温度で、１０～２０分間アニールした。次いで、基板を高真空熱蒸着チャンバ（high vacuum thermal vapor deposition chamber）（Ａｎｇｓｔｒｏｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）に装填し、そこで７ｎｍのＭｏＯ_３を３×１０^－６ｔｏｒｒで堆積させた。最後に、Ａｇ（不透明デバイス－８０ｎｍ）またはＡｇ／Ａｌｑ_３（ＴＰＶ）の頂部コンタクトを、４．４３ｍｍ^２の活性領域（active area）が定められるようにマスクを用いて堆積させた。ＴＰＶについては、Ａｇの厚さは８～２０ｎｍの範囲であり、Ａｌｑ_３の厚さは０～５０ｎｍの範囲であった。

【0317】

デバイス試験：ＫＧ５フィルタを有するＮＲＥＬ較正Ｓｉ基準セルを用いて１－ｓｕｎ強度に較正したＸｅアーク灯からの照明下において、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２４２０ ＳｏｕｒｃｅＭｅｔｅｒにより電流－電圧（Ｊ－Ｖ）特性曲線を測定した。各条件について、最低５個のデバイスを試験した。２００Ｈｚでチョップした（断続した）タングステンハロゲンランプからの単色光を用いて、ＥＱＥ測定を行った。ＥＱＥ測定を行う前に、Ｎｅｗｐｏｒｔ較正Ｓｉダイオードを使用してシステムを較正した。

【0318】

（実施例５（ＴＬＳＣ））
２，２’－［［４，４，１１，１１－テトラキス（４－ヘキシルフェニル）－４，１１－ジヒドロチエノ［２’，３’：４，５］チエノ［２，３－ｄ］チエノ［２’’’’，３’’’’：４’’’，５’’’］チエノ［２’’’，３’’’：４’’，５’’］ピラノ［２’’，３’’：４’，５’］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］ピラン－２，９－ジイル］ビス［メチリジン（５，６－ジフルオロ（ＣＯｉ８ＤＦＩＣ）を、列挙された濃度でジクロロメタンに溶解した。ナノクラスタ（ＮＣ）（Ｃｓ_２Ｍｏ_６Ｉ_８（ＣＦ_３ＣＦ_２ＣＯＯ）_６）、２－［２－［２－クロロ－３－［２－（１，３－ジヒドロ－３，３－ジメチル－１－エチル－２Ｈ－ベンズ［ｅ］インドール－２－イリデン）エチリデン］－１－シロヘキセン－１－イル］－エテニル］－３，３－ジメチル－１－エチル－１Ｈ－ベンズ［ｅ］インドリウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート（ＣｙＴＰＦＢ）、および２－［２－［２－クロロ－３－［（１，３－ジヒドロ－１，３，３－トリメチル－２Ｈ－インドール－２－イリデン）エチリデン］－１－シルコヘキセン－１－イル］－エテニル］－１，３，３－トリメチル－１Ｈ－インドリウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート（ＩＲ７７５－ＴＰＦＢ）の塩を、図４４～図５０Ｄに列挙された濃度でエタノールに溶解した。ＣＯｉ８ＤＦＩＣ溶液を、１：１の体積測定比で封入剤と混合させ、エタノールベースの溶液を、１：２の体積測定比で封入剤と混合させた。次いで、混合物をホウケイ酸ガラス基板上へドロップキャストし、Ｎ_２雰囲気下で乾燥させた。Ｃｓ_２Ｍｏ_６Ｉ_８（ＣＦ_３ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＯＯ）_６を有するナノクラスタデバイスに関して、色素フィルムを含む表面の外側エッジにエポキシ樹脂境界を適用し、追加のガラス基板をエポキシ樹脂上へ配置した。エポキシ樹脂をＵＶ硬化させてシールを完成させた。試験のために、屈折率整合ゲル（index-matching gel）を用いて、デバイスの１つのエッジに太陽光発電セル（図４４～図５０Ｄに示すように、ＳｉまたはＧａＡｓ）をマウントさせた。

【0319】

デバイス試験：ＫＧ５フィルタを有するＮＲＥＬ較正Ｓｉ基準セルを用いて１－ｓｕｎ強度に較正したＸｅアーク灯からの照明下において、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２４２０ ＳｏｕｒｃｅＭｅｔｅｒにより電流－電圧（Ｊ－Ｖ）特性曲線を測定した。２００Ｈｚでチョップしたタングステンハロゲンランプからの単色光を用いて、ＥＱＥ測定を行った。ＥＱＥ測定を行う前に、Ｎｅｗｐｏｒｔ較正Ｓｉダイオードを使用してシステムを較正した。

【0320】

結果を図４４～図５０Ｄに示す。

【0321】

図５０Ａは、０．０７５ｍｇ／ｍＬのＣＯｉを有する様々な濃度のＮＣについてのＪ－Ｖ曲線を示すグラフである。５ｍｇ／ｍＬのＮＣは５０００で示され、２０ｍｇ／ｍＬのＮＣは５００２で示され、４０ｍｇ／ｍＬのＮＣは５００４で示され、５ｍｇ／ｍＬのＮＣは５００６で示されている。図５０Ｂは、０．１５ｍｇ／ｍＬのＣＯｉ８ＤＦＩＣについてのＪ－Ｖ曲線５０１０、および０．２ｍｇ／ｍＬのＩＲ７７５－ＴＰＦＢについてのＪ－Ｖ曲線５０１２を示すグラフである。図５０Ｃは、０．０７５ｍｇ／ｍＬのＣＯｉを有する様々な濃度のＮＣについて、波長の関数としてのＥＱＥを示すグラフである。５ｍｇ／ｍＬのＮＣは５０２０で示され、２０ｍｇ／ｍＬのＮＣは５０２２で示され、４０ｍｇ／ｍＬのＮＣは５０２４で示され、５ｍｇ／ｍＬのＮＣは５０２６で示されている。図５０Ｄは、０．１５ｍｇ／ｍＬのＣＯｉ８ＤＦＩＣについてのＥＱＥ曲線５０３０、および０．２ｍｇ／ｍＬのＩＲ７７５－ＴＰＦＢについてのＥＱＥ曲線５０３２を示すグラフである。

【0322】

上述した実施形態の説明は、例示および説明の目的のために提供されている。網羅的であること、または本開示を限定することは意図されていない。一般に、特定の実施形態の個々の要素または構成は、その特定の実施形態に限定されるものではなく、妥当な場合には交換可能であり、具体的に図示または説明されない場合であっても、選択された一実施形態において使用することができる。また、これらは多くの方法で変形され得る。かかる変形形態は、本開示からの逸脱とみなされるべきではなく、かかる全ての修正が本開示の範囲内に含まれることが意図される。

【図面の簡単な説明】

【0323】

【図1A】少なくとも１つの例示的実施形態による、波長（ｎｍ）の関数としての太陽光量子束および相対的植物作用を示すグラフである。

【図1B】なくとも１つの例示的実施形態による、植物に対するニュートラルデンシティ透過および波長選択的透過を変調する太陽光集光器板の設計の概略図である。

【図2】少なくとも１つの例示的実施形態による、透明光電池（ＴＰＶ）の概略図である。

【図3A】少なくとも１つの例示的実施形態による、透明発光型太陽光集光器（ＴＬＳＣ）の概略図である。

【図3B】少なくとも１つの例示的実施形態による、透明発光型太陽光集光器（ＴＬＳＣ）の概略図である。

【図4】少なくとも１つの例示的実施形態による、透明ソーラーパネルを含む包囲構造物の概略図であり、当該構造物は、植物等の光合成有機体を栽培するための内部領域を含む。

【図5A】少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に平坦な透明ソーラーパネルを構成することの概略図である。

【図5B】少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に平坦な透明ソーラーパネルを構成することの概略図である。

【図6A】少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に固定角度透明ソーラーパネルを構成することの概略図である。

【図6B】少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に固定角度透明ソーラーパネルを構成することの概略図である。

【図7A】少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に固定角度単一ポール支持体透明ソーラーパネルを構成することの概略図である。

【図7B】少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に固定角度単一ポール支持体透明ソーラーパネルを構成することの概略図である。

【図8A】少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に固定角度垂直透明ソーラーパネルを構成することの概略図である。

【図8B】少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に固定角度垂直透明ソーラーパネルを構成することの概略図である。

【図9A】少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に三軸追跡透明ソーラーパネルアセンブリを構成することの概略図である。

【図9B】少なくとも１つの例示的実施形態による、陸地または水における植物等の光合成有機体の上方に三軸追跡透明ソーラーパネルアセンブリを構成することの概略図である。

【図10】少なくとも１つの例示的実施形態による、太陽光アルベドを取り込む両面型透明ソーラーアレイ地面設置の概略図である。

【図11A】灌漑（噴霧）システムと一体化した透明ソーラーアレイの概略図である。

【図11B】灌漑（噴霧）システムと一体化した透明ソーラーアレイの概略図である。

【図12】少なくとも１つの例示的実施形態による、ソーラーアレイおよび潅漑システムのための支持構造物の断面図である。

【図13】少なくとも１つの例示的実施形態による、太陽光発電の方法を示すフローチャートである。

【図14】透明ソーラーパネルを設計および作製する方法を示すフローチャートである。

【図15】少なくとも１つの例示的実施形態による、様々な営農型太陽光発電アプローチの進展および展望の概略図である。

【図16A】少なくとも実施例１の実施形態による、実験チャンバの設計および寸法に関する。

【図16B】少なくとも実施例１の実施形態による、実験チャンバの設計および寸法に関する。

【図17A】少なくとも実施例１の実施形態による、温室内部のグレージング材料およびチャンバの視覚的表現である。

【図17B】少なくとも実施例１の実施形態による、温室内部のグレージング材料およびチャンバの視覚的表現である。

【図18A】少なくとも実施例１の実施形態による、様々な波長選択性（光選択性とも称される）グレージング材料およびニュートラル吸収グレージング材料の透過光子スペクトルを示すグラフである。

【図18B】少なくとも実施例１の実施形態による、様々な波長選択性（光選択性とも称される）グレージング材料およびニュートラル吸収グレージング材料の透過光子スペクトルを示すグラフである。

【図18C】少なくとも実施例１の実施形態による、様々な波長選択性（光選択性とも称される）グレージング材料およびニュートラル吸収グレージング材料の透過光子スペクトルを示すグラフである。

【図19A】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトからの選択された成長応答回帰に関する。

【図19B】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトからの選択された成長応答回帰に関する。

【図19C】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトからの選択された成長応答回帰に関する。

【図19D】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトからの選択された成長応答回帰に関する。

【図19E】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトからの選択された成長応答回帰に関する。

【図19F】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトからの選択された成長応答回帰に関する。

【図19G】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトからの選択された成長応答回帰に関する。

【図19H】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトからの選択された成長応答回帰に関する。

【図19I】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトからの選択された成長応答回帰に関する。

【図19J】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトからの選択された成長応答回帰に関する。

【図19K】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトからの選択された成長応答回帰に関する。

【図19L】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトからの選択された成長応答回帰に関する。

【図19M】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトからの選択された成長応答回帰に関する。

【図20A】少なくとも実施例１の実施形態による、バジルの成長応答回帰、具体的には、ＤＬＩ（ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１；４００～７００ｎｍ）（ｘ）の関数としてのバジルの成長パラメータ（ｙ）の回帰分析を示す表である。

【図20B】少なくとも実施例１の実施形態による、バジルの成長応答回帰、具体的には、ＤＬＩ（ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１；４００～７００ｎｍ）（ｘ）の関数としてのバジルの成長パラメータ（ｙ）の回帰分析を示す表である。

【図21A】少なくとも実施例１の実施形態による、ペチュニアの成長応答回帰、具体的には、ＤＬＩ（ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１；４００～７００ｎｍ）（ｘ）の関数としてのペチュニアの成長パラメータ（ｙ）の回帰分析を示す表である。

【図21B】少なくとも実施例１の実施形態による、ペチュニアの成長応答回帰、具体的には、ＤＬＩ（ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１；４００～７００ｎｍ）（ｘ）の関数としてのペチュニアの成長パラメータ（ｙ）の回帰分析を示す表である。

【図22A】少なくとも実施例１の実施形態による、トマトの成長応答回帰、具体的には、ＤＬＩ（ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１；４００～７００ｎｍ）（ｘ）の関数としての様々なトマトの成長パラメータ（ｙ）についての回帰分析を示す表である。

【図22B】少なくとも実施例１の実施形態による、トマトの成長応答回帰、具体的には、ＤＬＩ（ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１；４００～７００ｎｍ）（ｘ）の関数としての様々なトマトの成長パラメータ（ｙ）についての回帰分析を示す表である。

【図23A】少なくとも実施例１の実施形態による、様々なグレージング材料の下でのバジルの成長を報告する表である。

【図23B】少なくとも実施例１の実施形態による、様々なグレージング材料の下でのバジルの成長を報告する表である。

【図24A】実施例１の実施形態による、各グレージング材料の下の代表的な植物の写真を含むチャートである。

【図24B】実施例１の実施形態による、各グレージング材料の下の代表的な植物の写真を含むチャートである。

【図24C】実施例１の実施形態による、各グレージング材料の下の代表的な植物の写真を含むチャートである。

【図25A】少なくとも実施例１の実施形態による、様々なグレージング材料の下でのペチュニアの成長応答を報告する表である。

【図25B】少なくとも実施例１の実施形態による、様々なグレージング材料の下でのペチュニアの成長応答を報告する表である。

【図26A】少なくとも実施例１の実施形態による、様々なグレージング材料の下でのトマトの成長応答を報告する表である。

【図26B】少なくとも実施例１の実施形態による、様々なグレージング材料の下でのトマトの成長応答を報告する表である。

【図27A】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトの相対的な成長応答に関する。

【図27B】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトの相対的な成長応答に関する。

【図27C】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトの相対的な成長応答に関する。

【図27D】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトの相対的な成長応答に関する。

【図27E】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトの相対的な成長応答に関する。

【図27F】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトの相対的な成長応答に関する。

【図27G】少なくとも実施例１の実施形態による、バジル、ペチュニア、およびトマトの相対的な成長応答に関する。

【図28】少なくとも実施例１の実施形態による、米国における営農型太陽光発電システムの潜在的なエネルギー出力に関する表である。

【図29】少なくとも実施例１の実施形態による、営農型太陽光発電の潜在的なエネルギー出力に関するグラフである。

【図30A】少なくとも実施例１の実施形態による、実験用グレージング材料で屋根がつくられたチャンバの環境条件に関する。

【図30B】少なくとも実施例１の実施形態による、実験用グレージング材料で屋根がつくられたチャンバの環境条件に関する。

【図30C】少なくとも実施例１の実施形態による、実験用グレージング材料で屋根がつくられたチャンバの環境条件に関する。

【図30D】少なくとも実施例１の実施形態による、実験用グレージング材料で屋根がつくられたチャンバの環境条件に関する。

【図30E】少なくとも実施例１の実施形態による、実験用グレージング材料で屋根がつくられたチャンバの環境条件に関する。

【図30F】少なくとも実施例１の実施形態による、実験用グレージング材料で屋根がつくられたチャンバの環境条件に関する。

【図30G】少なくとも実施例１の実施形態による、実験用グレージング材料で屋根がつくられたチャンバの環境条件に関する。

【図31】少なくとも実施例１の実施形態による、実験用グレージング材料で屋根がつくられたチャンバ内部の環境条件に関する表である。

【図32A】少なくとも実施例１の実施形態による、３つの予測変数の関数としてのバジルの成長パラメータに関する。

【図32B】少なくとも実施例１の実施形態による、３つの予測変数の関数としてのバジルの成長パラメータに関する。

【図32C】少なくとも実施例１の実施形態による、３つの予測変数の関数としてのバジルの成長パラメータに関する。

【図32D】少なくとも実施例１の実施形態による、３つの予測変数の関数としてのバジルの成長パラメータに関する。

【図32E】少なくとも実施例１の実施形態による、３つの予測変数の関数としてのバジルの成長パラメータに関する。

【図33A】少なくとも実施例２の実施形態による、様々なグレージング材料の下の代表的な苗の写真を含むチャートである。

【図33B】少なくとも実施例２の実施形態による、様々なグレージング材料の下の代表的な苗の写真を含むチャートである。

【図33C】少なくとも実施例２の実施形態による、様々なグレージング材料の下の代表的な苗の写真を含むチャートである。

【図34A】少なくとも実施例２の実施形態による、２０２１年のレタス「Ｒｏｕｘａｉ」の成長パラメータを報告する表である。

【図34B】少なくとも実施例２の実施形態による、２０２１年のレタス「Ｒｏｕｘａｉ」の成長パラメータを報告する表である。

【図35A】少なくとも実施例２の実施形態による、２０２１年のキンギョソウ「Ｓｎａｐｓｈｏｔ ｙｅｌｌｏｗ」の成長パラメータを報告する表である。

【図35B】少なくとも実施例２の実施形態による、２０２１年のキンギョソウ「Ｓｎａｐｓｈｏｔ ｙｅｌｌｏｗ」の成長パラメータを報告する表である。

【図36A】少なくとも実施例２の実施形態による、２０２１年のバジル「Ｇｅｎｏｖｅｓｅ」の成長パラメータを報告する表である。

【図36B】少なくとも実施例２の実施形態による、２０２１年のバジル「Ｇｅｎｏｖｅｓｅ」の成長パラメータを報告する表である。

【図37A】少なくとも実施例２の実施形態による、２０２１年の間のダイズの成長パラメータを報告する表である。

【図37B】少なくとも実施例２の実施形態による、２０２１年の間のダイズの成長パラメータを報告する表である。

【図38A】少なくとも実施例３の実施形態による、２０２２年の各グレージング材料の下の代表的な植物の写真を含むチャートである。

【図38B】少なくとも実施例３の実施形態による、２０２２年の各グレージング材料の下の代表的な植物の写真を含むチャートである。

【図39A】少なくとも実施例３の実施形態による、２０２２年の間のバジル「Ｇｅｎｏｖｅｓｅ」の成長を報告する表である。

【図39B】少なくとも実施例３の実施形態による、２０２２年の間のバジル「Ｇｅｎｏｖｅｓｅ」の成長を報告する表である。

【図40】少なくとも実施例３の実施形態による、２０２２年の間のダイズの成長を報告する表である。

【図41A】少なくとも実施例１～３の実施形態による、２０２０年から２０２２年までの間に栽培された作物の相対的な成長応答を示す。

【図41B】少なくとも実施例１～３の実施形態による、２０２０年から２０２２年までの間に栽培された作物の相対的な成長応答を示す。

【図41C】少なくとも実施例１～３の実施形態による、２０２０年から２０２２年までの間に栽培された作物の相対的な成長応答を示す。

【図41D】少なくとも実施例１～３の実施形態による、２０２０年から２０２２年までの間に栽培された作物の相対的な成長応答を示す。

【図42】少なくとも実施例４の実施形態による、一定のＩＥＩＣＯ－４Ｆ厚さおよび表に示す可変のＰＴＢ７－Ｔｈ厚さを有する二層ＴＰＶデバイスの実験的に決定された光学的値（ＡＰＴ）および電子的値（Ｊ_ＳＣ、Ｖ_ＯＣ、フィルファクタ（ＦＦ）、ＰＣＥ、ＬＵＥ^＊）を報告する表である。

【図43A】少なくとも実施例４の実施形態による、異なるＰＴｂ７－Ｔｈ厚さを有するＴＰＶについてのポリマー厚さ最適化に関する。

【図43B】少なくとも実施例４の実施形態による、異なるＰＴｂ７－Ｔｈ厚さを有するＴＰＶについてのポリマー厚さ最適化に関する。

【図43C】少なくとも実施例４の実施形態による、異なるＰＴｂ７－Ｔｈ厚さを有するＴＰＶについてのポリマー厚さ最適化に関する。

【図44】少なくとも実施例５の実施形態による、エッジマウントＧａＡｓを含むナノクラスタベースのデバイスの実験的に決定された光学的値（ＡＰＴ、ＳＨＧＣ^＊）および電子的値（Ｊ_ＳＣ、Ｖ_ＯＣ、ＦＦ、ＰＣＥ、ＬＵＥ^＊）を報告する表である。

【図45】少なくとも実施例５の実施形態による、エッジマウントＧａＡｓを有するＮＩＲ吸収色素デバイスの実験的に決定された光学的値（ＡＰＴ、ＳＨＧＣ^＊）および電子的値（Ｊ_ＳＣ、Ｖ_ＯＣ、ＦＦ、ＰＣＥ、ＬＵＥ^＊）を報告する表である。

【図46】少なくとも実施例５の実施形態による、エッジマウントＳｉセルを有する選ばれたデバイスの実験的に決定された光学的値（ＡＰＴ、ＳＨＧＣ^＊）および電子的値（Ｊ_ＳＣ、Ｖ_ＯＣ、ＦＦ、ＰＣＥ、ＬＵＥ^＊）を報告する表である。

【図47】少なくとも実施例５の実施形態による、ｌｏｗ－ｅスタックサンプルの透過率を示すグラフである。

【図48】少なくとも実施例５の実施形態による、エッジマウントＳｉセルを有しｌｏｗ－ｅスタック１がデバイスの底面の下に配置された選ばれたデバイスの実験的に決定された光学的値（ＡＰＴ、ＳＨＧＣ^＊）および電子的値（Ｊ_ＳＣ、Ｖ_ＯＣ、ＦＦ、ＰＣＥ、ＬＵＥ^＊）を報告する表である。

【図49】少なくとも実施例５の実施形態による、エッジマウントＳｉセルを有しｌｏｗ－ｅスタック２がデバイスの底面の下に配置された選ばれたデバイスの実験的に決定された光学的値（ＡＰＴ、ＳＨＧＣ^＊）および電子的値（Ｊ_ＳＣ、Ｖ_ＯＣ、ＦＦ、ＰＣＥ、ＬＵＥ^＊）を示すグラフである。

【図50A】少なくとも実施例５の実施形態による、電流密度電圧およびＥＱＥを示すグラフである。

【図50B】少なくとも実施例５の実施形態による、電流密度電圧およびＥＱＥを示すグラフである。

【図50C】少なくとも実施例５の実施形態による、電流密度電圧およびＥＱＥを示すグラフである。

【図50D】少なくとも実施例５の実施形態による、電流密度電圧およびＥＱＥを示すグラフである。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11A-11B】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16A】

【図16B】

【図17A】

【図17B】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図19A】

【図19B】

【図19C】

【図19D】

【図19E】

【図19F】

【図19G】

【図19H】

【図19I】

【図19J】

【図19K】

【図19L】

【図19M】

【図20A】

【図20B】

【図21A】

【図21B】

【図22A】

【図22B】

【図23A】

【図23B】

【図24A】

【図24B】

【図24C】

【図25A】

【図25B】

【図26A】

【図26B】

【図27A】

【図27B】

【図27C】

【図27D】

【図27E】

【図27F】

【図27G】

【図28】

【図29】

【図30A】

【図30B】

【図30C】

【図30D】

【図30E】

【図30F】

【図30G】

【図31】

【図32A】

【図32B】

【図32C】

【図32D】

【図32E】

【図33A】

【図33B】

【図33C】

【図34A】

【図34B】

【図35A】

【図35B】

【図36A】

【図36B】

【図37A】

【図37B】

【図38A】

【図38B】

【図39A】

【図39B】

【図40】

【図41A】

【図41B】

【図41C】

【図41D】

【図42】

【図43A】

【図43B】

【図43C】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50A】

【図50B】

【図50C】

【図50D】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-05

【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】

透明ソーラーパネルであって、
透明基板と、
透明光活性材料と、
を備え、
前記透明ソーラーパネル全体の平均光合成透過率（ＡＰＴ）は、約４５％以上であり、
前記透明ソーラーパネルは、約１０ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上の日積算光量（ＤＬＩ）で、植物を含む領域へ光を透過させるように構成されている、透明ソーラーパネル。

【請求項2】

前記透明ソーラーパネルは、透明光電池（ＴＰＶ）であり、
前記透明光電池（ＴＰＶ）は、
前記透明基板上の第１透明電極と、
前記透明光活性材料と、
第２透明電極と、
を備え、
前記透明光活性材料は、前記第１透明電極と前記第２透明電極との間にある、請求項１に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項3】

前記透明ソーラーパネルは、透明発光型太陽光集光器（ＴＬＳＣ）であり、
前記透明発光型太陽光集光器（ＴＬＳＣ）は、
前記透明基板であって、
第１表面と、
前記第１表面の反対側の第２表面と、
エッジ表面と、
を含む前記透明基板と、
第１波長範囲内の光を吸収し、第２波長範囲内の光を放出するように構成された発光団であって、
（ｉ）前記透明基板内、
（ｉｉ）前記第１表面上、前記第２表面上、もしくは前記第１表面と前記第２表面との両方の表面上の層内、または
（ｉｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）との両方
に埋め込まれた発光団と、
前記エッジ表面に結合された太陽光発電デバイスであって、前記第２波長範囲内の光を吸収するように構成された太陽光発電デバイスと、
を備える、請求項１に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項4】

前記透明ソーラーパネルは、約６５％以上のＡＰＴを有する、請求項１に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項5】

前記透明ソーラーパネルは、約１２ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上の拡張日積算光量（ｅＤＬＩ）で、前記領域へ光を透過させるように構成されている、請求項１に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項6】

前記透明ソーラーパネルは、約９ｍｏｌ・ｍ^－２・ｄ^－１以上の収量光量子束密度（ＹＰＦＤ）で、前記領域へ光を透過させるように構成されている、請求項１に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項7】

前記透明光活性材料は、約４５０ｎｍ未満または約７２５ｎｍ超のピーク吸収を有する、請求項１に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項8】

前記透明光活性材料は、７００ｎｍの波長カットオフを有する、請求項１に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項9】

前記透明ソーラーパネル全体は、４７０ｎｍの波長の光に対して約６５％以上透明である、請求項１に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項10】

前記透明ソーラーパネル全体は、５３０ｎｍの波長の光に対して約６５％以上透明である、請求項１に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項11】

前記透明ソーラーパネル全体は、５００～５５０ｎｍの全ての波長の光に対して約６５％以上透明である、請求項１に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項12】

前記透明ソーラーパネルは、約０．５以下の太陽熱利得係数（ＳＨＧＣ）を有する、請求項１に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項13】

前記透明基板を少なくとも部分的に取り囲むフレームをさらに備え、
前記フレームの色は、Ｒ、Ｇ、Ｂの十進コードを有し、
Ｒは、約１５０以上約２５５以下であり、
Ｇは、約１５０以上約２５５以下であり、
Ｂは、約１５０以上約２５５以下である、請求項１に記載の透明ソーラーパネル。

【請求項14】

植物を含む領域において使用するための透明ソーラーパネルを作製する方法であって、
前記植物の所望の特性を達成するための日積算光量（ＤＬＩ）を決定する工程と、
前記ＤＬＩに適合する光活性材料を選択する工程と、
前記光活性材料を含む前記透明ソーラーパネルであって、前記植物を含む前記領域へ光を透過させるように構成された前記透明ソーラーパネルを構成する工程と、
を含む、方法。

【請求項15】

構成する前記工程よりも前に、所望の太陽熱利得係数（ＳＨＧＣ）が達成されるように前記透明ソーラーパネルのための材料を選択する工程をさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【国際調査報告】