[發明專利]光吸收層和包括光吸收層的光伏器件

有效

• 申請號: 201780046909.2
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN109496370B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 亨里克·林德斯特倫;喬瓦尼·菲利
• 申請（專利權）人: 埃塞格運營公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01G9/20
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1.一種光伏器件(10；30；50)，其包括第一導電層(16)和配置在所述第一導電層上的光吸收層(1a,1b)，所述光吸收層包含摻雜半導體材料的多個晶粒(2)和電荷導體(3)，所述電荷導體(3)由與所述晶粒物理接觸從而在所述晶粒與所述電荷導體之間形成多個結(4)的固體電荷導電材料制成，其特征在于，所述器件包括與所述第一導電層(16)電絕緣的第二導電層(18)，所述電荷導體(3)電耦接至所述第二導電層(18)并且與所述第一導電層(16)電絕緣，所述晶粒(2)的平均尺寸在1μm與300μm之間，所述電荷導體(3)配置在所述晶粒(2)上和在所述晶粒(2)之間形成的空間中，并且所述光吸收層配置在所述第一導電層(16)上使得各所述晶粒(2)的一部分與所述第一導電層電且物理接觸，并且各所述晶粒的剩余自由表面的主要部分覆蓋有所述電荷導體，

所述器件包括配置在所述第一導電層(16)與所述第二導電層(18)之間的絕緣層(20)。

2.根據權利要求1所述的光伏器件，其中所述電荷導體(3)以其形成從所述晶粒(2)的表面至所述第二導電層(18)的電荷導電材料的多個連續路徑(22)的方式沉積。

3.根據權利要求2所述的光伏器件，其中所述電荷導體(3)穿過所述第一導電層(16)和所述絕緣層(20)以形成所述路徑(22)。

4.根據權利要求2或3所述的光伏器件，其中所述第一導電層(16)和所述絕緣層(20)為多孔的，并且所述電荷導體(3)容納于所述第一導電層(16)的孔中和所述絕緣層的孔中，使得穿過所述第一導電層(16)和所述絕緣層(20)形成所述路徑(22)。

5.根據權利要求1所述的光伏器件，其中所述第一導電層(16)包含配置為使所述電荷導體(3)與所述第一導電層(16)電絕緣的絕緣氧化物。

6.根據權利要求1所述的光伏器件，其中所述第一導電層(16)包含與所述晶粒(2)電接觸的燒結金屬顆粒(24)。

7.根據權利要求1所述的光伏器件，其中所述晶粒(2)由摻雜硅制成，并且所述第一導電層(16)包含金屬或金屬合金，并且所述晶粒(2)與所述第一導電層(16)之間的物理接觸的區域由金屬硅化物或金屬-硅合金的層(26)構成。

8.根據權利要求1所述的光伏器件，其中所述電荷導體(3)設置在所述晶粒(2)上和在所述晶粒(2)之間形成的空間中使得大多數所述晶粒覆蓋有電荷導體的層(6)，所述層(6)覆蓋所述晶粒的表面的大部分。

9.根據權利要求1所述的光伏器件，其中所述晶粒(2)的平均尺寸在10μm與80μm之間。

10.根據權利要求1所述的光伏器件，其中所述晶粒(2)主要具有在所述晶粒的表面處暴露的{111}面。

11.根據權利要求8所述的光伏器件，其中所述電荷導體的層(6)覆蓋所述晶粒(2)的表面的至少70％。

12.根據權利要求11所述的光伏器件，其中所述電荷導體的層(6)的厚度在10nm與200nm之間。

13.根據權利要求1所述的光伏器件，其中所述電荷導體(3)包含導電聚合物，或無機材料，或者金屬-有機材料。

14.根據權利要求1所述的光伏器件，其中所述電荷導體(3)包含PEDOT:PSS。

15.根據權利要求1所述的光伏器件，其中所述晶粒(2)的平均尺寸在20μm與50μm之間。

16.根據權利要求11所述的光伏器件，其中所述電荷導體的層(6)覆蓋所述晶粒(2)的表面的至少80％。

17.根據權利要求11所述的光伏器件，其中所述電荷導體的層(6)的厚度在50nm與100nm之間。