[發明專利]光伏器件

無效

• 申請號: 201110309663.8
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102446988A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: L·查卡拉科斯;A·M·斯里瓦斯塔瓦;B·A·科雷瓦爾;O·I·斯特恩岡薩雷斯;Y·A·奚
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01L31/0232
• 分類號: H01L31/0232;H01L31/042
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;朱海煜

關于聯邦資助研究＆開發的聲明

本發明用政府支持、根據由能源部授予的合同號DE-EE0000568做出。政府在本發明中具有某些權利。

技術領域

本發明大體上涉及通過光子的增強降頻轉換(down-conversion)具有提高的效率的光伏器件。更加特別地，本發明至少部分涉及用于改進光伏器件中的能量轉換的降頻轉換層。

背景技術

光伏器件的領域中的主要焦點中的一個是能量轉換效率(從電磁能到電能或反之亦然)的提高。這些器件常常由于光的損耗遭受降低的性能。因此，這些器件的光學設計中的研究包括光收集和俘獲、光譜匹配吸收和升頻/降頻光能轉換。

典型地，光伏器件由于熱化機制(其中高能光子產生的載流子在晶體中損耗為聲子)而遭受效率的損失。具有大于吸收閾值能量的能量的入射光子的吸收導致典型地每個吸收的光子僅有一個電子空穴對產生，而不管光子能量。高于閾值能量的入射光子的過剩能量在產生的電子空穴對的熱化期間被浪費。采用異質結窗口層的某些電池設計由于該窗口層中的寄生吸收而損耗高能光子。因此將這些高能光子(短波長)轉換成可以在吸收體光伏層中被有效吸收的較低能量光子(長波長)，并且轉換成可收集的電荷載流子，這是可取的。

克服光的損耗和相關損耗機制的一個眾所周知的方法牽涉高電磁能從較短波長到較長波長的“降頻轉換”。因為必須避免高能光子在光電子器件的不期望的區域/層中的吸收，降頻轉換層可設置在器件的表面上，暴露于電磁輻射。

因此，產生具有降頻轉換性質的改進的光伏器件以便滿足各種性能要求，這將是可取的。

發明內容

本發明的一個實施例是光伏器件。該器件包括具有第一表面和第二表面的玻璃板。該第一表面暴露于周圍輻射。透明導電層鄰近該玻璃板的該第二表面設置。該器件進一步包括鄰近該透明導電層設置的第一類型半導體層和鄰近該第一類型半導體層設置的第二類型半導體層。降頻轉換層插入該玻璃板的該第二表面和該透明導電層之間。該降頻轉換層展現具有該玻璃板和該透明導電層的相應折射率之間的值的有效折射率。

另一個實施例是具有多個如上文描述的光伏器件的光伏模塊。

附圖說明

當下列詳細說明參照附圖閱讀時，本發明的這些和其他特征、方面和優勢將變得更好理解，其中：

圖1是與本發明的一個實施例有關的材料的能級圖；

圖2是根據本發明的一個實施例的降頻轉換層的示意圖；

圖3是根據本發明的另一個實施例的降頻轉換層的示意圖；

圖4是根據本發明的再另一個實施例的降頻轉換層的示意圖；

圖5是根據本發明的再另一個實施例的降頻轉換層的示意圖；

圖6是根據本發明的再另一個實施例的降頻轉換層的示意圖；

圖7是根據本發明的示范性實施例的光伏器件的示意圖；

具體實施方式

如下文詳細論述的，本發明的實施例中的一些向光學表面提供層或涂層來改進能量轉換。這些實施例有利地減少由于寄生吸收和熱化機制引起的光的損耗。本發明的實施例描述具有提高的效率的光伏器件，其具有設置該光伏器件的表面上的這樣的層。

如在本文中在說明書和權利要求書中使用的近似語言可應用于修飾任何定量表示，其可以獲準地改變而不引起它與之有關的基本功能中的變化。因此，由例如“大約”等術語或多個術語修飾的值不限于規定的精確值。在一些實例中，該近似語言可對應于用于測量該值的儀器的精確度。

在下列說明書和權利要求書中，單數形式“一”和“該”包括復數個指代物，除非上下文清楚地另外指明。

如本文使用的，術語“可”和“可以是”指示：在一組情況內發生的可能性；具有規定的性質、特性或功能；和/或通過表達與修飾的動詞關聯的能力、性能或可能性中的一個或多個來修飾另一動詞。因此，“可”和“可以是”的使用指示所修飾的術語對于指示的能夠性、功能或使用是明顯適當的、有能力的或合適的，但考慮在一些情況下該修飾的術語可能有時不是適當的、有能力的或合適的。例如，在一些情況下，可以預期事件或容量，而在其他情況下該事件或容量不能發生，該區別由術語“可”和“可以是”正確表達。

如本文使用的術語“透明的”意思是材料的層允許入射太陽輻射的大部分的通過。該大部分可以是該入射太陽輻射的至少大約80％。