[發(fā)明專利]具有抗反射涂層的太陽(yáng)能電池前電極

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980136404.0
• 申請(qǐng)日: 2009-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN102159514A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·恩希姆;E·魯瓦耶;E·彼得;G·扎格杜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 法國(guó)圣-戈班玻璃公司
• 主分類號(hào): C03C17/36
• 分類號(hào): C03C17/36;H01L31/0224;H01L31/0216
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 過曉東

本發(fā)明涉及一種載體基底，特別應(yīng)用于太陽(yáng)能電池的構(gòu)造尤其是太陽(yáng)能電池的前電極。

根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容，太陽(yáng)能電池的前電極是光線穿過的兩個(gè)電極中的第一個(gè)。

眾所周知，在某些太陽(yáng)能電池中電極由透明導(dǎo)電的氧化物(稱做TCO)形成，例如特別是摻雜氟的氧化錫SnO₂:F，摻雜鋁的氧化鋅ZnO:Al(稱做AZO)和ITO(混合的銦錫氧化物)。這些氧化物具有吸收可見光譜中的藍(lán)色和大部分紅外光譜的缺點(diǎn)，因此，一方面太陽(yáng)光譜中的一部分不能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽硪环矫妫@也排除了使用某些在這些波長(zhǎng)范圍內(nèi)敏感的光電材料。

此外，眾所周知，SnO₂:F雖然在環(huán)境濕氣中非常穩(wěn)定，但是當(dāng)在沉積例如硅或鍺層的功能層的操作期間暴露于氫等離子體時(shí)，具有還原為金屬錫形式的缺點(diǎn)，ITO層也有相同的缺點(diǎn)。另一方面，在氫等離子體中非常穩(wěn)定的ZnO:Al，由于周圍的濕氣的影響在構(gòu)造步驟之后迅速地被腐蝕，當(dāng)儲(chǔ)存玻璃產(chǎn)品時(shí)引起嚴(yán)重的問題。另外，就AZO而言，眾所周知，為了導(dǎo)電其層必須處于結(jié)晶的狀態(tài)，其缺點(diǎn)為要么對(duì)于由室溫磁控濺射沉積的層需要進(jìn)行退火操作，所述的操作構(gòu)成增加了操作成本的附加步驟，要么需要高溫沉積，使得沉積過程更加復(fù)雜和昂貴。

最終，形成電極的TCO具有的折射率(n＜1.9)與它們所接觸的硅的折射率(n＝3.8)相差甚遠(yuǎn)。這意味著，為了減少發(fā)生在兩種元件接觸面之間的反射，TCO例如AZO或ITO的表面，不得不經(jīng)歷納米組織化步驟，其表現(xiàn)為增加產(chǎn)品成本的附加操作。

總而言之，用來(lái)形成諸如太陽(yáng)能電池玻璃體系的電極的透明導(dǎo)電氧化物，每種都具有不同程度的具體缺點(diǎn)。

本發(fā)明的目的是為了提供一種能夠避免上述缺點(diǎn)的太陽(yáng)能電池載體基底，其電極能夠在所有的可見光譜和近紅外光譜中實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電功能，另外，其對(duì)于氫等離子體和環(huán)境濕氣不敏感，以及其構(gòu)造允許電極的導(dǎo)電功能與其他的功能分離，因此在選擇材料方面給予了設(shè)計(jì)者極大的自由。

因此，本發(fā)明的一個(gè)主題是一種載體基底，包括：特別是具有玻璃功能的基底，至少在可見光和近紅外范圍內(nèi)是透明的，和容納至少在可見光和近紅外范圍內(nèi)透明的導(dǎo)電電極，該電極載體基底用來(lái)和其他功能元件一起構(gòu)成太陽(yáng)能電池，該載體基底使得：

-電極包括具有亞毫米尺寸的由導(dǎo)電材料制備的開口微篩，并且優(yōu)選由一個(gè)該開口微篩構(gòu)成；和

-該微篩與至少輕微導(dǎo)電的抗反射涂層接觸，該抗反射涂層面向其要接觸的功能元件中的一個(gè)。

除了本發(fā)明可補(bǔ)救上述的多種缺點(diǎn)之外，應(yīng)當(dāng)注意到，由于其電極與使用金屬氧化物的電極相比具有高導(dǎo)電性，其所支撐的抗反射層可以僅具有低的導(dǎo)電率。事實(shí)上，本發(fā)明使得將由前電極所提供的導(dǎo)電功能與分配到此的其他功能分離(換句話說，分開)變?yōu)榭赡堋Ｒ虼颂?yáng)能電池設(shè)計(jì)者在構(gòu)造所述的電池時(shí)對(duì)材料的選擇和它們的配置具有更多的自由選擇。

因此本發(fā)明允許設(shè)計(jì)者使用除常規(guī)地與電極結(jié)合使用的金屬氧化物以外的吸收體，從而使得將光電轉(zhuǎn)換的范圍特別地延伸到近紅外變得可能。

在至少可見光和近紅外線的范圍內(nèi)，本發(fā)明在輻射穿越載體基底的透射與載體基底電極的導(dǎo)電率之間達(dá)成較好的平衡成為了可能。這改善了太陽(yáng)能電池的光電效率，其中根據(jù)本發(fā)明的載體基底被整合為正面，這歸功于在這些元件有用的波長(zhǎng)范圍內(nèi)優(yōu)良的進(jìn)入到太陽(yáng)能電池吸收元件的輻射透射，和從吸收元件獲得的優(yōu)良的電荷收集，源于抗反射涂層和電極的導(dǎo)電率。

有益地，微篩可以基于金屬或金屬合金，特別是銀或金。

根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施方案，微篩包括多層薄膜疊片，該疊片至少包括金屬第一層和一個(gè)在金屬第一層之下、另一個(gè)在金屬第一層之上的兩個(gè)基于電介質(zhì)的涂層，和緊密位于金屬第一層之上并與之接觸的保護(hù)性金屬層。

微篩的開口優(yōu)選在至少一個(gè)方向是非周期性分布的。所述的亞毫米尺寸開口的分布也將優(yōu)選是隨機(jī)的。

此外，抗反射涂層可以由多層疊片組成，所述多層疊片包括電介質(zhì)材料制備的至少兩個(gè)薄層，與玻璃基底接觸和打算與功能元件接觸的層分別具有與所述基底和所述元件的折射率相近的折射率。抗反射涂層的多層疊片可以由至少三個(gè)薄層組成，其折射率可以交替地高或低。