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집광 렌즈가 주기적으로 연결되어 상부에서 조사되는 빛을 규칙적인 형태의 집광 패턴으로 형성하는 렌즈 어레이; 및 상기 렌즈 어레이와 빛의 조사 방향과 일렬로 하부에 배치되어, 부분적으로 노출된 광흡수 패치를 통해 상기 빛을 투과시키는 광흡수 영역 및 촉매층으로 구성되는 광 전기화학셀을 포함하고, 상기 광 전기화학셀은, 상기 촉매층을 반도체층 위에 형성하기 이전에, 상기 반도체층 상부에 구성되는 재결합 및 부식 방지를 위한 패시베이션 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 집광형 광 전기화학셀
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제1항에 있어서, 상기 렌즈 어레이를 통하여 상기 광 전기화학셀의 국소 부위만을 이용하여 빛을 흡수하며, 상기 광 전기화학셀의 나머지 표면 부분을 대면적 조촉매층을 형성하는 것을 특징으로 하는 집광형 광 전기화학셀
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제1항에 있어서, 상기 렌즈 어레이와 상기 광 전기화학셀 사이의 거리에 의해 집광된 빛의 세기가 결정되는 것을 특징으로 하는 집광형 광 전기화학셀
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제1항에 있어서, 상기 렌즈 어레이와 상기 광 전기화학셀은 집광이 가능하도록 상기 집광 렌즈의 중심과 상기 광흡수 영역의 중심을 일치시켜 배치되는 것을 특징으로 하는 집광형 광 전기화학셀
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제1항에 있어서, 상기 렌즈 어레이의 배치 높이는 목표한 집광 크기에 맞추어 초점거리를 고려하여 상기 광 전기화학셀의 위쪽으로 배치되고, 상기 렌즈 어레이에 의한 집광은 초점거리를 기점으로 다시 퍼져나가기 때문에 광흡수체가 멀티 정션(multi junction) 구조 또는 여러 개의 태양전지로 연결되어 있는 경우에도 아래층의 광흡수체 또는 태양전지의 광흡수가 되는 것을 특징으로 하는 집광형 광 전기화학셀
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제1항에 있어서, 상기 렌즈 어레이는, 수 나노 내지 수백 마이크로 수준의 직경을 갖는 렌즈릿(lenslet)이 주기적으로 연결되어 있는 형태의 렌즈로 이루어져 빛을 같은 크기로 일정한 주기를 갖는 위치에 집광시키며, 상기 렌즈릿은 원형 또는 다각형 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집광형 광 전기화학셀
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제1항에 있어서, 상기 렌즈 어레이는, 수 나노 내지 수백 마이크로 수준의 직경을 갖는 렌즈릿(lenslet)이 주기적으로 연결되어 있는 형태의 렌즈로 이루어져 빛을 같은 크기로 일정한 주기를 갖는 위치에 집광시키며, 볼록 렌즈 또는 프레즈넬(fresnel) 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집광형 광 전기화학셀
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제6항에 있어서, 상기 광 전기화학셀의 상기 광흡수 영역은, 상기 렌즈 어레이의 상기 렌즈릿과 동일한 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집광형 광 전기화학셀
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제8항에 있어서, 상기 광 전기화학셀의 상기 광흡수 영역은, 상기 렌즈릿의 크기보다 작으며, 목표 집광된 빛의 크기보다 작게 설계되는 것을 특징으로 하는 집광형 광 전기화학셀
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제1항에 있어서, 상기 광 전기화학셀은, 상기 반도체층과 상기 촉매층 사이의 전기적 연결을 위하여 리소그라피(lithography) 공정을 통해 상기 광흡수 영역의 주위에 접합 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 집광형 광 전기화학셀
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제11항에 있어서, 상기 광 전기화학셀은, 상기 접합 영역과 상기 광흡수 영역의 중심 사이의 거리는 사용된 반도체 물질의 소수 캐리어 확산 거리보다 작게 설계되는 것을 특징으로 하는 집광형 광 전기화학셀
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렌즈 어레이와 빛의 조사 방향과 일렬로 하부에 배치되어, 부분적으로 노출된 광흡수 패치를 통해 상기 빛을 투과시키는 광흡수 영역 및 촉매층으로 구성되는 광 전기화학셀을 포함하고, 상기 렌즈 어레이를 통하여 상기 광 전기화학셀의 국소 부위만을 이용하여 빛을 흡수하며, 상기 광 전기화학셀의 나머지 표면 부분을 대면적 조촉매층을 형성하며, 상기 광 전기화학셀은, 상기 촉매층을 반도체층 위에 형성하기 이전에, 상기 반도체층 상부에 구성되는 재결합 및 부식 방지를 위한 패시베이션 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 집광형 광 전기화학셀
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제13항에 있어서, 상기 광 전기화학셀은, 상기 반도체층과 상기 촉매층 사이의 전기적 연결을 위하여 리소그라피(lithography) 공정을 통해 상기 광흡수 영역의 주위에 접합 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 집광형 광 전기화학셀
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