[發明專利]新穎電極

有效

• 申請號: 201180017695.9
• 申請日: 2011-04-06
• 公開（公告）號: CN102986051A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 拉塞爾·高黛安娜;克萊爾·勒旁特;邁克爾·李;愛德華·林霍爾姆;迪克·埃斯蒂斯
• 申請（專利權）人: 康納卡科技公司
• 主分類號: H01L51/44
• 分類號: H01L51/44
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

相關申請的交叉引用

根據美國法典35U.S.C.§119(e)，本申請要求享有于2010年4月6日提交的美國臨時申請61/321,361的優先權，該申請的內容通過引用合并到本申請中。

技術領域

本公開涉及具有新穎電極的光伏電池，以及相關的系統、方法、模塊以及元件。

背景技術

光伏電池通常用于將光形式的能量轉換為電形式的能量。典型的光伏電池包括布置在兩個電極之間的光敏材料。通常，光穿過一個或兩個電極而與光敏材料相互作用，因此生成載流子（即電子和空穴）。結果，電子傳播光和運輸載流子的能力會限制光伏電池的整體效率。

發明內容

本公開基于意想不到的發現，即相比傳統的電極（例如銦錫氧化物(ITO)電極或ITO/金屬/ITO電極），此處公開的電極（例如底電極）能夠展示出改善的透光率和改善的電導率。結果，此處公開的電極可以用來制作具有改善的透明度和效率的光伏電池或模塊。

一方面，本公開披露了一種包括第一電極、第二電極以及布置在第一電極和第二電極之間的光敏材料的產品。第一電極包括第一層、第二層和第三層，其中第一層包括柵格和電絕緣材料，第二層處于第一層和第三層之間并且包括導電材料，而第三層處于第二層和光敏層之間并且包括空穴阻擋材料和導電金屬氧化物。該產品構造為光伏電池。

在另一方面，本公開披露了一種產品，包括包含第一層的第一電極，第二電極，以及布置在第一電極和第二電極之間的光敏材料。第一層包括柵格和電絕緣材料，并且具有最多大約20nm的均方根表面粗糙度。該產品構造為光伏電池。

在另外一個方面，本公開披露了一種方法，包括：在第一基板上布置柵格來形成產品，其中柵格與第一基板接觸；將產品與可固化材料和第二基板層壓在一起，使得柵格和可固化材料布置在第一基板和第二基板之間；固化所述可固化材料；并且移除第一基板以形成電極層。

實施方案可以包括一個或多個下述可選的特征。

在一些實施方案中，柵格可以包括金屬或合金。例如，柵格可以包括金、銀、銅、鋁、鎳、鈀、鉑、鈦或其合金。

在一些實施方案中，電絕緣材料可以包括丙烯酸酯聚合物、聚氨酯聚合物、環氧聚合物或其組合。

在一些實施方案中，導電材料可以包括金屬納米粒子或導電聚合物。金屬納米粒子可以具有球狀、管狀、桿狀，或針狀的形狀。導電聚合物可以包括聚噻吩（例如摻雜的聚噻吩）。

在一些實施方案中，空穴阻擋材料包括聚胺（例如聚乙烯亞胺）。在特定實施方案中，空穴阻擋材料的至少一些分子由交聯劑、例如含環氧樹脂復合物（例如甘油三縮水甘油基醚或甘油二縮水甘油基醚）交聯。

在一些實施方案中，導電金屬氧化物可包括銦錫氧化物。

在一些實施方案中，第一層可以具有最多大約20nm（例如最多大約5nm）的均方根表面粗糙度。

在一些實施方案中，第一層可以具有最多大約200nm的最大峰高。

在一些實施方案中，在使用該產品時，第一電極可以具有至少大約70%的透光率。

在一些實施方案中，第一電極可以具有最多大約10歐姆/平方的表面電阻。

在一些實施方案中，電絕緣材料具有與第二層接觸的表面，柵格具有與第二層接觸的表面，并且電絕緣材料的該表面與柵格的該表面基本上處于同一水平。

在一些實施方案中，在柵格布置到第一基板上之前，第一基板具有均方根表面粗糙度最多為大約20nm的表面。在特定的實施方案中，柵格布置在所述表面上。

在一些實施方案中，可固化材料可包括丙烯酸酯、尿烷、環氧化物或其組合。在特定的實施方案中，可固化材料可以通過紫外照射、加熱或其組合來固化。

在一些實施方案中，該方法可以進一步包括在電極層上布置導電材料。在特定的實施方案中，該方法可以進一步包括在導電材料上布置混合物，其中該混合物可包括空穴阻擋材料和導電金屬氧化物。在特定的實施方案中，該方法可以進一步包括在該混合物上布置光敏層和電極，以形成光伏電池。

實施方案可以包括一個或多個下述優勢。

不希望被理論所束縛，意外地發現了這樣的電極，其包括包含柵格和電絕緣材料的層、包含導電材料的層，以及包含空穴阻擋材料或導電金屬氧化物的層，相比傳統的電極（例如銦錫氧化物(ITO)電極或ITO/金屬/ITO電極），這種電極能夠展示出改善的透光率和改善的導電性。