[發明專利]用于制造透明的電極的方法，用于制造光伏電池的方法以及裝置

無效

• 申請號: 201180037662.0
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN103190001A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 安坤浩
• 申請（專利權）人: 旭格門窗有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0224;H01L31/042
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;田軍鋒

技術領域

本發明涉及一種用于在襯底上制造尤其用于光伏電池的透明的電極的方法。此外，本發明涉及用于制造光伏電池的方法。本發明還涉及一種用于光伏電池的裝置以及帶有光伏電池的裝置。

背景技術

此外，為了利用包含在陽光中的能量，使用其他的光伏模塊，所述光伏模塊也稱作太陽能模塊。光伏模塊通常包括多個彼此電耦合的光伏電池，所述光伏電池在工作時通過光電效應將包含在光中的輻射能至少部分地轉化成電能。

光伏電池具有一個或多個pn結。所述pn結分別由p型層和n型層構成。在p層和n層之間能夠設置有i層，也就是沒有被摻雜或者與p層和n層相比僅被非常少量地摻雜的基本上本征的層。p層是正摻雜的層，n層是負摻雜的層。

光伏電池例如包括微晶硅層、無定形硅層、多晶硅層和/或其他半導體。為了將半導體層電接觸，在光伏電池中使用透明的能導電的層（TCO，透明的能導電的氧化物）。

由于所述接觸層的結構化的和粗糙的表面，入射的陽光能夠散射在該層上，并且因此輻射能的較大部分轉化成電能。因此，提升了光伏電池的效率。

發明內容

期望的是，提出一種用于在透明襯底上制造透明電極的方法，所述透明電極能夠實現光伏電池的良好的效率。此外期望的是，提出用于制造光伏電池的方法，通過所述方法能夠實現具有良好的效率的光伏電池。此外期望的是，提出一種用于光伏電池的裝置，所述裝置可實現光伏電池的良好的效率。此外，期望的是，提出具有良好的效率的帶有光伏電池的裝置。

根據本發明的一個實施形式，用于在襯底上制造透明的電極的方法包括提供襯底。將第一透明的能導電的層沉積到襯底上。將金屬氧化物層沉積到能導電的層的背離襯底的表面上。通過熱分解將金屬氧化物層分裂成多個金屬顆粒。將第二透明的能導電的層沉積到金屬顆粒上。

這種帶有具有金屬顆粒的透明的電極的襯底尤其作為具有前電極的載體襯底用于薄層光伏電池或薄膜光伏電池。那么，隨后將光伏電池的光敏層堆疊的p層、i層和n層沉積到第二能導電的層上。根據多個方面，襯底是透明的，例如由玻璃制成。根據其他方面，襯底是不透明的，例如由金屬片制成。

尤其地，用于在襯底上制造透明電極的方法能夠用在大于1.4m²、尤其大于5.5m²、例如為5.72m²的大面積的襯底中，使得能夠實現金屬顆粒在襯底的整個面積上的均勻分布。此外，通過所述方法，可在襯底的整個面積上制造大小幾乎相等的金屬顆粒。金屬顆粒的平均大小僅具有輕微波動。此外，通過所述方法可制造相對小的金屬顆粒，尤其地，多個金屬顆粒具有小于150nm的平均直徑，尤其具有小于100nm、例如小于70nm的平均直徑。

根據其他方面，通過濺射來沉積金屬氧化物層。因此，通過陰極濺射（濺射沉積）來沉積金屬氧化物層，其中將金屬用作靶，使得金屬氧化物層例如包含銀、金和/或鉑。

根據其他方面，在用于將金屬氧化物層分裂成多個金屬顆粒的熱分解期間的溫度為小于或等于500℃。尤其地，用于熱分解的溫度大于200℃，尤其大于250℃。根據其他實施形式，用于熱分解的溫度大于300℃并且小于或等于400℃。根據其他方面，用于熱分解的溫度小于或等于450℃，例如小于或等于380℃，尤其小于或等于350℃。

根據其他方面，在沉積金屬氧化物層期間輸入氧氣。通過氧氣的關于金屬的比例來控制金屬氧化物層的密度。根據多個方面，通過氧氣關于金屬的比例能夠控制金屬顆粒的大小。因此，能夠制造平均直徑小于或等于100nm的金屬顆粒。金屬顆粒的大小尤其與氧氣與金屬的比例相關。此外，金屬顆粒的大小與熱分解中的溫度相關，由此金屬氧化物層離解成金屬顆粒。

根據其他方面，在熱分解之后，在沉積第二透明的能導電的層之前進行退火工藝（英語：退火（annealing）），通過所述退火工藝能夠繼續對金屬顆粒的大小進行調節。金屬顆粒被加溫，并且被維持在恒定的溫度中，隨后被冷卻。因此，實現金屬顆粒的限定的預設特性。改變金屬氧化物層的材料特性，使得金屬顆粒具有不同于最初的金屬氧化物層的材料特性。

由于在電極中的金屬顆粒，在工作時在電極中吸收落到襯底上并且通過襯底到達電極的光。尤其地，所述吸收發生在金屬顆粒上。通過吸收，在光擊中金屬顆粒時形成等離子體振子。到達的光激發金屬顆粒上的等離子體振子。

半導體、金屬和絕緣體中載流子的量化的密度起伏被稱作等離子體振子。等離子體振子也能夠被看作是相對于正離子振蕩的電子。電子例如以等離子體頻率振蕩。等離子體振子是該固有頻率的量化。