[發(fā)明專(zhuān)利]用于制造薄膜光伏系統(tǒng)的方法以及薄膜光伏系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010174104.6
• 申請(qǐng)日: 2010-02-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101834231A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·奧斯特曼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 齊倫投資專(zhuān)利II兩合公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/18
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/18;H01L31/048;H01L31/0264
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 過(guò)曉東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于制造薄膜光伏系統(tǒng)的方法、薄膜光伏系統(tǒng)及其應(yīng)用，尤其是在將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓夥K中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

DE?102004012303B3公開(kāi)了一種以光電化學(xué)法生產(chǎn)氫氣的反應(yīng)電池。所述技術(shù)方案采用了一種裝有水性電解質(zhì)的外殼，其中安裝有由經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體材料如TiO₂或SrTiO₃組成的第一電極以及由貴金屬或半貴金屬或者由相對(duì)于第一電極相反地?fù)诫s的半導(dǎo)體組成的第二電極。這兩個(gè)電極相互導(dǎo)電相連，并且在工作過(guò)程中被光源照射。這些電極以如下方式布置，使得反應(yīng)電池被分為兩個(gè)以相互離子傳導(dǎo)的方式連接的腔室。通過(guò)排氣口排出反應(yīng)腔室內(nèi)形成的氫氣。

此外EP?1232530B1還描述了一種用于探測(cè)紫外輻射的半導(dǎo)體器件。在此，所述半導(dǎo)體作為基材，具有金屬硫族化合物半導(dǎo)體材料作為紫外輻射的光學(xué)吸收材料，其中所述半導(dǎo)體與金屬形成肖特基觸點(diǎn)。如此具有納米晶體金屬硫族化合物半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體一方面與電接觸層或者與金屬基材導(dǎo)電相連，另一方面與至少部分透過(guò)紫外輻射的金屬層導(dǎo)電相連。

WO?2009/0112397A2描述了另一種由金屬硫族化合物半導(dǎo)體層(TiO₂)和金屬層構(gòu)成的光伏系統(tǒng)。所述發(fā)明的核心是表面納米結(jié)構(gòu)化的銀層，其中在可見(jiàn)光入射時(shí)誘導(dǎo)等離子體共振。但實(shí)際研究結(jié)果表明，該等離子體共振并不有助于分離載流子，因?yàn)樵撜T發(fā)振動(dòng)的延伸平行且不垂直于在銀層與TiO₂層之間的肖特基勢(shì)壘范圍。此外只有在精確調(diào)整入射光的入射角的情況下才實(shí)現(xiàn)等離子體共振。

發(fā)明內(nèi)容

由已知的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提供一種比較簡(jiǎn)單且成本低廉的、適用于太陽(yáng)能電池的薄膜光伏系統(tǒng)的生產(chǎn)方法。目的是可以盡可能高效且成本低廉的方式生產(chǎn)大面積光伏模塊。

前述目的是通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)薄膜光伏系統(tǒng)的方法以如下方式實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)將含有直徑為約3nm至約30nm的納米級(jí)顆粒的分散體施加到透明基材上而制成金屬硫族化合物半導(dǎo)體層，其中施加到基材上的金屬硫族化合物半導(dǎo)體層的層厚度為約150nm至約2000nm。

因此，本發(fā)明的特征在于，對(duì)由現(xiàn)有技術(shù)已知的層結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，并且將其適當(dāng)?shù)卣显谏a(chǎn)太陽(yáng)能模塊的已知技術(shù)方案中。

該方法比較容易實(shí)施，并且可以成本低廉地生產(chǎn)即使大面積的光伏模塊。通過(guò)選擇成本比較低廉的材料，如鈀(替代鉑)，還可進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。

下面依據(jù)附圖中所示的實(shí)施例更詳細(xì)地闡述本發(fā)明，但是并不限制本發(fā)明的一般思想。

附圖說(shuō)明

圖1所示為基于單電池的薄膜光伏系統(tǒng)的俯視圖，包括光敏區(qū)、TCO(transparent?conductive?oxide/透明導(dǎo)電氧化物)端子以及金屬肖特基接觸端子；

圖2所示為圖1所示的薄膜光伏系統(tǒng)的橫截面示意圖；

圖3所示為具有三個(gè)串聯(lián)的單電池的薄膜光伏多電池的橫截面示意圖；

圖4所示為串聯(lián)的薄膜光伏系統(tǒng)的俯視圖；

圖5所示為串聯(lián)和并聯(lián)的薄膜光伏系統(tǒng)的俯視圖；

圖6所示為具有旁路二極管的串聯(lián)和并聯(lián)的薄膜光伏系統(tǒng)的俯視圖；

圖7所示為薄膜光伏雙電池的橫截面示意圖；

圖8所示為在具有膠粘復(fù)合膜的層疊復(fù)合物的實(shí)施方案中的薄膜光伏排列方式的橫截面示意圖；

圖9所示為在具有背面玻璃板的隔絕玻璃復(fù)合物中的薄膜光伏排列方式的橫截面示意圖；

圖10所示為具有TCO涂層的玻璃基材(Pilkington的Tec-Glass)上典型為150nm的平面摻雜的TiO₂層以及層厚度為20nm的薄的鉑-肖特基電極的電流-電壓特性曲線。

具體實(shí)施方式

圖1所示為基于單電池的簡(jiǎn)單的薄膜光伏系統(tǒng)1的俯視圖，包括光敏區(qū)3和TCO(透明導(dǎo)電氧化物)端子4以及金屬肖特基觸點(diǎn)5。

若選擇具有薄的鉑-肖特基電極的n-摻雜的TiO₂作為半導(dǎo)體材料，則以此方式可以在端子4、5上實(shí)現(xiàn)約為0.4V的電壓。此類(lèi)單電池在典型效率為3至12％的情況下不適合于大面積尺寸規(guī)格，因?yàn)槌Ｒ?guī)的TCO層(ITO(銦錫氧化物)、ATO(銻錫氧化物)、FTO(氟摻雜的錫氧化物)、ZnO(氧化鋅)、由金組成的半透明金屬薄膜、基于單壁碳納米管的薄膜或者銀絲薄膜)具有比較高的表面電阻率，并且僅當(dāng)對(duì)日光的透射率同時(shí)更小時(shí)才達(dá)到低于10Ω/m²的值。