CN101032033B - 光电太阳能电池和太阳能模块 - Google Patents
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Abstract
光电太阳能电池(1)包括一个上部电极(3)，一个具有光散射和/或光反射性质的层(4)，一个下部电极(5)，其特征在于上述的层(4)位于上部电极(3)和下部电极(5)之间。
Description
本发明涉及一种光电太阳能电池，它包括一个上部电极、一个具有光散射和/或光反射性质的层、一个下部电极。使用这种具有散射和/或反射性质的层的类型的太阳能电池被集成在一个基于这些电池而建立的太阳能模块里。
这里太阳能模块尤其指多个太阳能电池彼此电串联的一种组合。
光电太阳能电池的一个公知的问题就是入射光的利用率不高。尤其是在所述的薄膜的现代太阳能电池里，(例如在这些太阳能电池里，吸收层是由结晶硅或非结晶硅或含有硅的物质组成)，所述的吸光和把光转变成电能的功能层的厚度可以是等于甚至小于入射光在空气中的波长。在特别的情况下，层的厚度部分地小于入射光在吸收层里平均穿透深度，这些吸收层又分别地是功能层。在这些限制条件下在入射光里包含的能量在所有情况下也只不充分地被吸收，在直接照射下(垂直地)。这些太阳能电池的光的各自使用效率因此是不足的，在没有其它措施情况下，对回答一种有效和经济的电力生产的目前需要和要求来说。
同样，一些传统的太阳能电池，也就是说是用一些硅晶片制成的，分别地是一些硅制太阳能电池例如用大于1至2微米的厚度，这些太阳能电池可以用一种光陷阱技术被改善，如同例如用一些有一定结构的表面和一些能很好地反射光线的后部面或下部面，以便尽可能地利用入射光，来产生电流。
所谓晶片，是指一些用来做基片的结晶硅薄片以便制造太阳能电池。
通常，所述的太阳能电池(薄膜的)包括多个层也就是，一个透明的上部电极，它应该让入射光通过，一个吸收层，它吸光并把光转变成电能，和一个下部第二电极(最经常地是金属的)，它不应该是透明的，并且可能因此比较厚表面电阻很小。依据本发明的见解，一个电极被称作“上部的”与一个被称作“下部的”电极相对，当“上部”电极最接近首先被光线通过的基片时。
对于所述的硅晶片太阳能电池来说，它们本质上是自支承的，并且是装设置有栅极(例如印刷的)在光的入射面上。然而它们最经常地也被装配在一些大面积的基片上，对于所预料的使用来说例如被插在两个玻璃片之间。
以一种完全普通的方式，所述的薄膜太阳能电池被建造在一些坚硬的或柔软的基片上面。它们的电极最经常地是一些平板电极。如果有必要在后面还有一个机械覆盖层；有时太阳能电池被容纳在例如一些绝缘玻璃里。
基片被称作“上层”当安装成太阳能模块的状况下它转向太阳和当它因此处于太阳和所述的吸收层之间时。一个上层因此应该是透明的，而沉积层系列一般在一个上层的情况下是(i)上部电极，(ii)半导体(吸收光的)，(iii)下部电极。一个“真正的”基片可能与上层相反是不透明的，而沉积层系列一般从基片出发是(i)下部电极，(ii)半导体(吸收光的)，(iii)上部电极。
关于所述的平板电极，可能是由多个层组成的。因此，下部电极可以包括一个TCO三明治(已掺杂的)(“透明导电氧化物”例如ZnO:Al，ITO，SnO2)和一种金属如银或铝的三明治；上部电极可能包括一个安置在一些电绝缘抗反射层之间的金属层和/或也由TCO(透明导电氧化物)组成。
为了改进光在太阳能电池里的使用的解决方法在于一方面减小光在外表面上的反射。为此，一方面要在光的入射面上对表面进行抗反射处理，为此处理工作可以沉积一些抗反射覆盖层和/或在表面上形成一些微结构。上述所述的微结构同样可以折射光线，并以平角，或甚至以漫射的方式引导这个光线到吸收层里。另一个有名的措施在于生产太阳能的透明的上部电极(在这些电极上直接接连着所述的吸收层)故意地带有一个粗糙的表面，以便光线被散射，当它通过在吸收层里的电极层的时候。
通过这些措施，力图提高每条光线穿过吸收层的内部所走的路程。
最后，光的使用率也可以通过穿过了吸收层的光的量的后向反射而被改进。(由于它的厚度不大而部分地透明)。为此目的可以使用所述的金属电极(并且是不透明的)，一般地把它安放在位于入射光对面的太阳能电池的面上。
尽管所有这些措施，由薄膜太阳能电池产生的电流仍然还比用相对比较厚的硅晶片太阳能电池产生的电流弱。虽然应该考虑下列事实，即这些硅晶片太阳能电池总是产生比所述的薄膜太阳能电池更多的电流，但是由所述的薄膜太阳能电池(比例便宜)提供的特别弱的电流能够得出结论是还存在一种改进的潜力。然而，在太阳能电池里粗糙表面的出现总是在对于光的光学最佳化和太阳能电池的纯电学特性的最佳化之间构成一种妥协。可以用实验验证在所述的电极和吸收层之间的所述的分界面里粗糙的表面倾向于改善所述的光学特性(例如在照明时用短路电流测量)，然而一般地当粗糙度提高时，所述电学特性(例如在照明时用开路电压测量)降低。
没有粗糙的表面而获得光的散射可能分散太阳能电池的电学行为的光陷阱效应。可以以这样的方式取得一个增加的光效率而没有电学功能的损害的不便，并同时取得一个从光能换成电能的更好的效率。
文献WO 01/90 787 A1描述了一个散射光的薄覆盖层，它很适合均匀地分散由一个光源发射的光。正如使用的情况，特别提到平板幕后照明，一些平板灯等。覆盖层主要由与一种矿物的或有机的粘结剂联系的颗粒组成，其直径在0.3和2μm之间，此粘结剂占覆盖层体积的从10％到40％。覆盖层有一个大于40％的反差度衰减。它可以有一个大于45％甚至60％的光的透射率，特别是当所述的颗粒本身由一些半透明的材料(矿物)组成时。颗粒的光折射率最好是大于粘结剂的折射率。
光的散射层厚度最好在1到20μm之间并以一种适当的方法被沉积在基片的表面上，例如用丝网漏印术，浸渍，表面浸蚀、溅射等方法。从本质上它不是电导体，或不良导体(高欧姆电阻的)。不过，它仍以一种均匀的方式散射入射光以至于对每个观测角来说被散射的光的强度跟投射表面成正比。用一些具有散射效果的掺杂，可以在一些限度之内保持颗粒附聚，这些掺杂可能导致光的透射率在这层里的不受欢迎的干扰。
专利文献EP 688 818 B1描述一些从颗粒和粘结剂出发的制备，它们同样适合光的散射使用，例如在一些发光二极管里。
文献WO 2004/005 978 A1描述上述类型的光的散射层的一种应用，它们与绝缘层或电磁辐射的衰减层组合，它的表面电阻每单位面积相对地高出100Ω这个层可以重新包含TCO(一种透明导电氧化物)或由TCO组成，光的散射层首先被沉积在一个基片上，然后在这个散射层上沉积电磁绝缘层。一种这样结合的现场是在液晶屏幕里光的散射层的应用，这种液晶屏幕由后部被照射，在这些屏幕里，电磁绝缘应该抵制位于在液晶基板后面的光源的干扰影响。
本发明所基于的技术问题在于：在一些光电太阳能电池里或一些光电太阳能模块里改善光的散射而与表面粗糙度无关。
根据本发明，这个问题通过具有光的散射或反射性质的至少一层的使用被解决，特别是一个由反射光的颗粒组成的层，这些颗粒与一种矿物的或有机的粘结剂联系，此层连接着在入射光线行程里的至少一个电极。
从属权利要求的特点表现了本发明的一些优选的实施方式。
光的利用的一项重要改进在光电太阳能电池和模块中获得当把上面提起的类型的光的散射层和/或反射层与太阳能电池的层表面之一结合时，这个层表面被光穿过或被击中。以本描述的看法，作为吸收层，不仅关注所述的结晶硅或非晶硅而且还有一些硅晶片吸收层，以及另外具有光电作用的一些薄膜，例如CIS，CdTe和一些可比较的材料。
更通常地(在以硅晶片为基础的一个太阳能电池的情况下如同在本文中再后面将出现的)光散射层和/或反射层是与位于光的入射面的对面上的后部或下部的反射电极结合的。用光散射层在这里的意思是一个除了它的散射效应之外，同样能反射光的层。
可以安置光散射层在基片和上部电极之间，在上部电极和吸收层之间也或者在上部电极的前面，也或者在上部电极的至少两个层之间，当它有一个高的光的透射率时，当这个上部电极由多个透明的部分层组成的时候(例如由电介质，金属层，电介质)，在所述的层的不同物质彼此可兼容和一个良好的粘连可以得到保证时的情况下。
尤其是根据本发明更喜欢把位于光的入射面对面的下部电极与光的这个散射层相结合。这将总是有用的，如果入射光至少部分地穿过吸收层。用晶片吸收层也是这种情况而这对所述的更薄的晶片来说。简单地说，光穿过吸收层(部分地)，当垂直于光的入射方向这个吸收层的物质自身的厚度，小于光的吸收长度时，对于位于形成这个吸收层的或包含在这个吸收层里的半导体的能带边缘的上面的一个波长来说。
根据一个优选的实施方式，光散射层被安置在一个与吸收层相连接的下部电极的透明层(TCO)和最终金属电极层之间。在这种情况之下，然而应该保证它继续在那里有一个良好的电接触借助于在那两个电极层之间的光散射层(具有高欧姆电阻)。
也可以想像在吸收层的两边有一个和光的一些散射层一起的太阳能电池的“双”加固。
光散射层以自身连续的方式包含一些颗粒和一些粘结剂。优选是，这些颗粒是透明的或半透明的，为了保持在光散射层里光的穿透率尽可能高。这些颗粒可能尤其是一些矿物颗粒例如：一些氧化物，一些氮化物或一些碳化物。
以更为人所喜欢的方式，为了制造一些颗粒使用一些金属氧化物，例如硅，铝，锆，钛和铈。如有必要，所述的颗粒可以同样由至少这些氧化物中两种的混合物组成。
这样的一些颗粒可以通过内行人所熟知的所有制造方法被取得。颗粒都有一种优选的粒度分布，根据这个粒度分布，至少有50％的颗粒不离开平均颗粒粗度的50％以上并且它们因此是相对均质的。
在充足温度下粘结剂应该具有稳定性，以便能够无损害地抗拒高温当在很强的太阳辐射情况下高温持续在所述的太阳能电池里时。在这一点上一种矿物粘结剂可能是有好处的，例如硅酸钾，硅酸钠或硅酸锂类型的或磷酸铝类型的。
另一方面，在本应用情况下，光的散色层没有被暴露在外界影响下(极坏的天气，磨损或海蚀)以便它的机械稳定性只由一个优势标准所构成就是材料的选择。于是也可以使用一种在温度下足够稳定的有机粘结剂，例如乙烯基多元醇聚合物，热固性树脂，丙烯酸酯等类型。
适合于这里所考虑的应用的光散射层的其它一些重要性质可以在引言里提及的文献WO 01/90 787 A1里被找到，其透露内容已经在引言里部分地被重现了，至于所述的层的性质这里以明确的方式被包括在内了。
在一个太阳能电池的一个后向反射器里描述的光散射层的使用的情况下，光量(它还能够穿过光散射层)被位于其后的金属层反射并重新经受一次光的散射。
由于光的折射层的天然多孔度，在光散射层上安放的金属和位于光散射层下面的TCO(透明导电氧化物)层之间的一个足够良好的电接触经过具有高欧姆电阻的光散射层得到了保证。已能实验地验证在所述的电极层之间的有效过渡电阻是可忽略的。
鉴于可以相反地使所述的硬的基片的或所述的表面电极的表面粗糙度减弱或甚至消失而不严重的减小光的散射效率，这就本质上已经导致太阳能电池的电性质的一个明显的改进，这使更多地补偿了下部电极的所述的层之间过渡电阻的偶然轻微地提高。
这单独分开，当然可以把基片装在一个结构的光的入射面上或一个散射光的表面覆盖层的光的入射面上和/或减弱入射光的反射的一个表面覆盖层或一个结构的光的入射面上。为了太阳能应用一些合适的玻璃已经被安置者制造出来多个年了，并在市场上是备用的，以《ALBARINO
》为商业品牌。
当从根据本发明装配的太阳能电池出发象平常一样造一个或多个太阳能模块，它由彼此串联地电连接而成的太阳能电池组成而层结构可以首先用在模块的整个表面上光的折射层被产生，以便用常用的方法然后再分成个体太阳能电池。
根据本发明的另一方面，本发明追求硅晶片太阳能电池的使用，为此，在一般情况下放弃在后部或下部电极上使用一层TCO(透明导电氧化物)。在这种情况下，在基片(它可以起到吸收剂的作用)和金属层之间的接触被直接建立起来。在半导体和金属之间的接触表面然而具有一个很高的复合的活性，也就是说为了产生电流通过光的入射在硅里产生的电子-空穴对的少数载流子以一个很大的几率消失在金属-半导体界面上(表面复合)。当硅晶片分别地作为吸收剂或基片越薄的时候，这种效应就越明显。由此导致太阳能电池的无载电压(开路电压)以一种不受欢迎的方式下降，另一方面也降低由光产生的电流(短路的)。
随着朝晶片吸收器厚度的越来越薄的趋势分别地保证太阳能电池的后面的良好的电子质量，和用一种适当的加工方法使后表面钝化因此越来越重要，这样处理之后由光产生的电子-空穴对不再能够复合得过于快。这是有效的不管晶片被添加p还是n这样的事实。
在一些高效太阳能电池里在吸收器和金属层之间的接触因此被减到最小，对于电流的传导是必要的(例如在所述的被称作点接触太阳能电池，所述的被称作PERL结构，PERC结构，P01kadot等结构的太阳能电池)。
太阳能电池效率被改善通过在晶片和金属电极层之间沉积一被称作钝化层(通常是二氧化硅覆盖层或硅的氮化物覆盖层)，这个钝化层在为了与金属有一个希望的接触的所述的地方或点上被中断。这个可以通过在层的沉积之前局部的掩模技术来取得，或也可以通过首先是完全层面的以后的局部除去技术来取得(光刻结构化或激光去除法)。
可以不进行钝化层的上述的中断实施在后部或下部电极的沉放之前(可能带来费用减少)。
也可以在后部的或下部的电极的整个表面上沉积之后，或许在一次钝化上，在晶片整个表面上的一个钝化层上在后部或下部电极和晶片之间通过激光束处理或“轰炸”产生一些点接触这样的接触穿过一个已存的钝化。
取消一层结构化的另一种可能性在于使用一些金属，特别是铝作为后部或下部电极的金属层的元素，它们穿过钝化层(二氧化硅)以一种针的形式唯一地在几个地点通过前面方法的一种适合的管道(例如热处理)。半导体(硅)只在这些地方被接触。
后部或下部电极的金属本身可以通过简单的电接触在半导体里产生一种激活物，根据金属情况这种激活物是n类型的或p类型的。
后来，评议铝的性能具有掺杂p，而一些类似的条件适合所述的具有掺杂n的金属。如果铝倚靠在p类型的一种材料上当穿过钝化层时(让我们假设只在表面上)，因此可能局部地出现由于铝的一种p类型的掺杂和因此(一个)局部地“后面表面场”(背面表面场-BSF)可以被产生在半导体与铝的接触的界面上。
如果铝倚靠在一个n类型材料上当穿过钝化层时(假设仅在表面上)，n型掺杂可以在这里被局部地过度补偿。这导致两种主要的可能性。
一方面，可能形成一些局部的p-n跃迁朝着一个n型半导体，或者形成具有p型掺杂的材料一个局部有限的管道，它穿过一个n型掺杂的表面在铝和具有p型掺杂的半导体物体之间带来一个p型直接联系。
不用分离的钝化层也可以在“x”型掺杂的半导体上用一个“y”型掺杂的表面形成一个表面钝化，它因此可以被一个“x”型掺杂金属穿过用上面描述过的所述的效应。在这里x和y分别地代替p或n。
通过直接接触的或在金属和半导体之间建立直接接触的描述的严格局部的限制，那种不受欢迎的快速复合相对于一个整个表面接触被大大地减小。
文献WO 01/86 732 A1描述一种方法以便制造一个电极在一个半导体表面上的接触。首先氧化一个结晶硅表面，以便然后在氧化层(不导电的)上沉积一层铝作为后部或下部电极。然后，在铝层上沉积一非晶硅层。通过把这个结构加热到一些温度低于铝的和硅的共晶温度，氧化层被局部地缩减在所述的其质量或密度更小的地方。
由此导致避免在与铝层的界面上硅半导体的过大的复合借助于中间的氧化层，(而仅仅部分地被穿过)(因此，电池的开路电压升高)但同时，保证一个充分的电接触为了在晶片与后部或下部电极之间电流提取通过一些几乎是点的空穴或一些穿过氧化物的隧道。
光在太阳能电池里的使用的改进的解决办法的接近在于一方面减小光在外部表面上的反射。为此，一方面通过在表面上沉积一些抗反射覆盖层和/或通过形成一些微结构使所述的表面变得抗反射的在光的入射面上这是人所共知的。上述的所述的微结构也能够折射光并引导光以平角或甚至是弥漫地到所述的吸收剂层里。通过这些措施，试图提高每条光线在基片层的内部经过的路程长度。
用表面这个术语意思是说上述既是一个晶片的表面又是在这个表面上沉积的透明覆盖层的表面。
最后，为了同平均的穿透深度相比在一个薄的太阳能电池里有一个光的良好使用率穿过吸收器的光也应该在后部面上被反射。象平面镜那样，可以使用所述的金属电极，通常把它们安放在太阳能电池的平面上，此平面位于光的入射的对面。
经常紧靠在所述的常规的太阳能电池里的整个表面上并且在高温下通常由漫射形成的铝的后部接触，然而只有一个弱的反射效应。
在具有硅晶片的一些光电太阳能电池里光的使用的一项重要改进通过在吸收器和后部或下部电极之间安放一个上面讨论过的类型的光的散射和/或反射层而取得的。换句话说，光散射层与位于光的入射面的对面的反射的后部电极一起被组合。用“光散射层”这个术语这里应该意思是一个层除了它的散射效应以外它同时也反射光。
在太阳能电池的一个后部反射器里面或上面这样描述的光散射层的使用的情况下，在穿过吸收器之后还到达光散射层上的光量，或者被这个散射层直接地反射或者被位于它后面的金属层反射并在重新回到吸收器里之前，在这种情况下每一次都受到一次漫射的散射。
这将总是有用的，当入射光至少部分地穿过吸收器时，越来越多的情况是用更薄的晶片的情况。简单地说，光穿过吸收器(部分地)，当这个吸收器的材料厚度，垂直于光的入射方向，小于光的吸收长度对于形成吸收器的或包含在吸收器里的半导体的能带边缘之上的一个波长来说，或者至少不再长于吸收长度在光的一个主要部分还仍然穿过吸收器，并达到电池的后部面的范围内。
在这种情况下，然而应该保证一个电接触，此电接触通过在吸收器和后部或下部电极之间的光散射层(或许具有高的欧姆电阻)保证存在电流的传导。这可以例如通过上面已被讨论的，关于穿过一个钝化层建立点接触的措施而被取得。
借助于一些过程参数在进行沉积时可以在一些宽的范围里调节光散射层的多孔度。可以用实验的方法验证经过光的散射中介层的从一个金属层到另一个材料的有效过渡电阻是可以忽略不计的。因此，已能得到金属和吸收层透过光散射层的一个足够良好的电接触，此电接触当后部或下部金属电极安放在光散射层上面时就已经被安置(并与一定的多孔度一起产生的)。
磷扩散是为了分别地在光的入射面上，和在晶片式太阳能电池前的电极上制造发射器的多个可能的程序阶段之一。例如，光散射层，和在这个散射层上的金属层，特别是一个铝层被根据本发明安置在一个硅晶片的后部面上，此硅晶片上用磷为n型掺杂，或许在周围或在它的后部表面上。当金属层已被安放时(例如一个铝层)，金属在几个地方局部地穿过部分地有孔的光散射层，并因此创建与半导体的点接触。用一种适合的热处理技术，铝扩散到硅晶片的表面里，并因此取得上面所描述的接触效应(这里包括可能出现穿过钝化层的情况除了光散射层之外)。
由此导致在吸收器和光散射层之间的界面里有一个可以用沉积参数调节的点接触。相反，考虑到大表面在吸收器和后部或下部金属电极之间表面的绝缘或钝化被光散射层保存。一些特别的措施(光刻，激光，掩模技术)因此可以同样被取消当根据本发明应用光的散射和/或反射层时。
因此，通过散射层与钝化层(例如二氧化硅SiO2)的结合，为了中断钝化层可以省去分离的程序阶段，因为由于使用一种热处理技术，金属多处穿过钝化层并跟硅层接触经过用铝添加的所述的点区。
除了由于光线的散射和反射比例增多光的效率增加的优点之外，从光散射层的沉积参数的变化中产生以适合的方式分别地调节它的多孔度、频率在金属层和吸收器之间的点接触的分布，以及影响和改善太阳能电池的后部面的电性能的补充的可能性。相反，根据文献WO01/86 732 A1已经引证的，接触点的密度应该按照钝化氧化物的性质被控制。然而根据本发明，由于在金属层和硅晶片之间光散射层的可调节的多孔度，存在控制接触表面(接触点的数目)的可能性而与氧化物的性质无关的。氧化物的性质因此只能在表面的钝化的性质的选择里被最佳化。
如同其它的决定性优点那样，本发明利用金属和硅晶片之间的部分地多孔层的光散射性质，入射光的吸收和因此所产生的电量都被光路长度的延长和光陷阱效应所激励。
因此同样可以在光的入射面上沉积一个光散射层，如果它具有光的高穿透率。因此可以把它安放在前面电极的上方或在前面电极和吸收器之间。
为了制造上面讨论过的类型的太阳能电池(即硅晶片的)可以执行以下的程序：
作为原料，使用P型硅晶片。用磷扩散技术，在晶片的前面上(至少)产生一个n型表面(作为施至)。磷扩散通常作用在晶片的两个面上因为背面没有被掩盖上。
在这个背面上，因此安放一个光散射层并在此散射层上安置一个铝层，此铝层起到后部或下部金属电极的职能。在程序的这个阶段里，铝局部地在某些地方已经穿过光的部分地多孔的散射层并在所述的地方接触到硅晶片。中间产品被加热。由于铝的渗透穿过二氧化硅和铝在晶片里的扩散这些众所周知的现象，可能出现在晶片的后表面上的磷的n型掺杂在这里被部分铝过渡补偿，也就是说背面重新是具有p型掺杂(如同磷扩散之前)局部地和点状地在表面上。
用这样的方式，因此在后部接触的沉积之前有“不多于”一个n型表面，因此可以使用这个表面象在上面描述过的那样，以便与光散射层结合取得一个具有点接触的被很好钝化的后部面，另一方面光散射和反射光线。
如果没有这种后部面的n型表面掺杂，可以同样地使用一种钝化层，例如用SiOx，被铝以点的方式独特地穿过。这同样是有效的对于紧紧贴靠在整个表面上的一种p型表面掺杂来说，本质上它肯定已经通过已经提及的“后部表面场”的形成产生一个确定的钝化层，但它在质量上是明显更好的，当与金属的接触被限制在一些小的表面上时。
本发明的一个自然的扩展方式是本发明同样可应用在一些更昂贵的太阳能电池结构上，这种结构在后部面上既有p型区域又有n型区域，并且这些区域各有例如彼此齿合的梳形接触。
本发明主题的其它细节和优点通过多个的实现例子的图以及下边的它们的细节描述显示出来。
在这些图里是一些没有特别的比例尺的简化的表示。
图1表现一个太阳能电池的一个剖面示意图，在此图中，一个光散射层被安置在下部电极的两层之间；
图2表明太阳能电池的第一实现形式，其细节被放大了；
图3表明类似图2的一个第二实现形式，然而在这里平板电极的表面粗糙度被减弱了。
图4是一个硅晶片太阳能电池的部分剖面示意图，在此，一个光散射层被安置在表面上具有n型掺杂的吸收器和后部或下部电极之间；
图5是一个硅晶片太阳能电池的部分剖面示意图，在此，一个光散射层被安置在一个钝化层和后部或下部电极之间；
图6表现类似图5的一个被放大细节的图，在此，指出了在后部电极和吸收器之间一条光线的折射；
图7和图8是在本发明的所述的实现方式里被使用的吸收层在扫描电子显微镜(MEB)下拍摄下来的照片。
根据图1，太阳能电池(1)在原理结构中包括一个基片(2)(玻璃的或塑料的)，一个上部电极或透明平板(3)它被安置在基片上，用一种导电氧化物或用另一种材料或适合的层系统(为了简化而被表示成一个唯一的均质层)制成，一个吸收层(4)，它是由具有光电活性的一种材料制成的，例如非晶硅或多晶硅，如果有必要也可由例如CIS或CdTe的一个薄膜制成，还包括一个用透明的TCO层(5.1)和一个金属层(5.2)制成的下部电极(5)。在(5.1)和(5.2)两层之间安置一个光散射层(5.3)。分别转向吸收层的TCO(3)层和(5.1)的面都是优选相对粗糙的以便它们散射穿过它们的光(请看图2)。
紧接在金属层(5.2)背面的是一个中介层(6)和一个背面的覆盖层(7)。中介层(6)用来把太阳能电池(1)的表面与它的基片一起粘合组装到它在覆盖层(7)上。用一种涂层树脂或用热塑性塑料薄板实现这些中介层是众所周知的。这些中介层自然地应该是与太阳能电池的所述的层在物理上和化学上每次都是兼容的。在太阳能电池的外部边缘上，中介层(6)用一个边缘配件(8)被紧密地封闭起来。边缘配件紧贴在两个坚硬的玻璃片(2)(基片)和(7)(覆盖层)上。
这两片可以是玻璃制成的，或许是预应力玻璃，或是塑料的，例如用聚碳酸酯制的；如有必要可以使用一个玻璃片，优选地，透明基片(2)用玻璃而另一个用塑料。
这里个体玻璃片的厚度不能被规模地复制。但是中介层(6)明显有规律地比所述的电极的分别的功能层(3至5)要更厚。这就是为什么用一个混合双线指出中介层(6)的厚度的一部分被省略了。如指出的那样下部电极(5)的金属层(5.2)可以重新是比所述的其它功能层更厚的。
图2的细节表明太阳能电池(1)的层布局的工作原理。一些跟图1的零件相同的零件用跟在图1里同样的数字标记来指出。又一次看见基片(2)与在它上面沉积的上部电极(3)在一起，为了简化电极(3)被表示成一个均质层。位于基片的对面并转向吸收层的这个均质层的表面是故意地被做得相对粗糙的。(这可以通过沉积参数的一种适合的调节充分地被调整，例如当这样的层的喷雾，紧随清洗的喷雾或气相沉积时(CVD，化学蒸发镀膜)例如通过减小工作气体的压强或在喷雾情况下通过增加喷雾能量。)。
这是当然的，在显微镜下观察，甚至基片(2)(玻璃的)本身具有一定的粗糙度，而在这里被忽略了。但是有可能以适合的方式使用一个玻璃的表面结构以便光的有效散射。
TCO电极层(5.1)跟在吸收层(4)的背面，它是同样地用一定表面粗糙度实现的，然后，光散射层(5.3)和最后金属层(5.2)。为了表明在金属层(5.2)和TCO层(5.1)之间的直接电接触，在这里划了金属层(5.2)的几个“山峰”，它们穿过光散射层(5.3)。
当在相对多孔的层(5.3)上沉积金属层(5.2)时这些峰几乎是自动形成的。换句话说，当金属层(5.2)在光散射层(5.3)上沉积时，金属的一些原子团渗透到层(5.3)的所述的孔里那样地远以致于它们分别地保证实现与TCO层(5.1)的一个直接的电镀接触。这个过程同样可以被层(5.3)的多孔度的一个适合的调节以及被为了金属层(5.2)沉积参数的一个适当的调节来加强(工作气体的更低的压强，喷雾高能量)。
现在将借助于以图解的观点被大大简化的一个例子更详细地解释光散射层的工作方式和在太阳能电池(1)里入射光的相伴的最好的使用。注意到下面的事是恰当的。建立在描述基础上的几何光学在光的波长和表面结构的尺寸之间这里讨论的关系中纯粹是典型的不再单独适合一个正确的物理描述。对于一个精确的描述，考虑到干涉的缺点和附近的场合是恰当的。但是，几何光学很适合于一种直观的描述以便理解被本发明利用的效应的原理。
竖直地朝下穿过基片(2)和透明的上部电极(3)落到太阳能电池(1)里的一条光线L首先在上部电极(3)和吸收层(4)之间的界面(不均匀的)上被折射(分离的)并因此已经在这个吸收层里被散射了。光的未被吸收的部分落在层(5.1)的粗糙表面上，在那里同样部分地被散射并根据入射角的不同也部分地被反射。那样穿过的部分然后达到光散射层(5.3)里，并在那里还被折射和散射和被金属层(5.2)反射到层(5.3)里并重新被这层折射和散射。
总之，唯一的入射光线L就这样被分成多个的光程，它们都扩展在一个或大或小的长度上穿过吸收层(4)并因此以有意义的方式提高光的使用率。还应恰当地强调光线的描绘本身只作为光散射层的作用说明，并且只很有限的再现折射和反射的有效现象。
当图2出自太阳能电池一个类型时或出自以相当约定的方式用电极的一些粗糙表面实现的一个层结构时，为了表现本发明，图3的同样的细节表示一种变型。看到上部电极(3)还有下部电极的TCO层(5.1)现在都有一些光滑的表面(至少从宏观角度看)。因此，它们不折射光线L，或者无论如何，比图2中它们的等效物折射得弱一些。
这只是在光散射层(5.3)里进入时，光线L才显著地被折射和散射，在金属层(5.2)上反射之后还在传播。在这里同样地由此导致主要地在吸收层(4)里光的较好的利用，这还伴随在吸收层(4)和所述的电极之间的过渡区域(界面)里电性质的改善。
根据图4，一个太阳能电池(10)在原理结构中包括一个硅晶片形式的吸收器(20)，其表面用适合的处理技术接受了一种n型表面掺杂，例如，用磷扩散方法。这种从表面朝吸收器的晶片的内部减少的掺杂用两条线(30)以非常简化的方式被表示，这两条线是用点线沿着吸收器(20)的外部棱边被划的。与所描绘的相反掺杂不应该也出现在侧表面上。
位于图中高处的吸收器(20)的面朝向入射光。为了简化，没有表示在P型硅晶片上的通常具有n型掺杂的一个晶片表面，此表面具有一个电极分别地在一个“发射器”之前。
直接地在吸收器(20)的背面上，位于光的入射面的对面，安置了一个光散射层(40)，在此层上，重新安置了一个金属的后部或下部电极(50)以一个层的形式。这个后部或下部电极优选是由铝构成的，或包含这种金属，这种电极由于它的掺杂与硅的良好特性和它的穿过一个表面钝化层的能力，例如二氧化硅的，表面钝化层，在目前的使用情况尤其著名。
通过示意图，又指出了在后部或下部电极(50)的下面一个有粘性的或中介的层(60)和一个支承板(70)。这个支承板由于自身而著名的方式被使用，为了安装一个由多个太阳能电池(10)构成的一个太阳能模块，这些太阳能电池(10)是用并联和/或串联被电连接的。粘结层可以用一种涂层树脂或用一些热塑性塑料胶片制备而成，这种树脂或这些热塑性塑料胶片自然地应该是与太阳能电池的邻近的所述的成分物理和化学方面兼容的。必要时，也将自然地在太阳能电池的光的入射面上，预备一个覆盖层，其光的透射应该是尽可能高的。
光散射层(40)在这里起到作为平板绝缘体的作用在吸收器(20)和后部或下部电极(50)之间。这个后部或下部电极因此应该因本身而著名的方式与吸收器(20)保持导电连接，至少是点状地连接。用“点状地”术语，在这里说的是一个扩展到电极和晶片的整个表面上的接触是由多个小的个体表面形成的。
“点状”术语的这个定义也包括所述的结构，它们好象点状的，只是在横截面上，象例如一些线性接触区域。这些区域用后部或下部电极层(50)的凸出部分(5C)(或“峰”)的集合表示它们扩展通过光的折射层(40)并显示出一种想要的多孔度直到吸收器(20)的体内。这些区域在某些情况下也穿过晶片的存在n型表面掺杂的一些区域。用非常简化的描述，不能自然地得出结论对于分别地在这些凸起部分的横截面上的实际结构来说和对于它们的化学组成成分来说。
在图5上表示的变型包括一个钝化层(80)它以一个可透光的隐蔽层的形式存在于吸收器(20)和光散射层(40)之间，钝化层(80)可以与根据图4晶片的一个n型或P型(线(30))表面掺杂相结合，或者替换这个掺杂。钝化层(80)优选是用SiOx(硅的氧化物)或SiNx(硅的氮化物)制成的，或者包含这些硅的化合物。
各种不同层的厚度不能在这里的范围内被重现。
根据图5的例子不管怎样，以对应于图4的方式分别地在后部或下部电极(50)和在吸收器(20)上的晶片之间重新有一个如同上面定义的点状接触。这些显然地不仅扩展穿过光散射层(40)，而且也穿过钝化层(80)。
图6的细节还说明根据本发明的太阳能电池(10)的层结构的工作原理。跟图4的成分相同的一些成分带有同样的数字标记。重新看到晶片(20)与沉积在背面上的所述的层(80)，(40)和(50)。
借助于一个非常简化的图示的例子，详细解释光散射层的工作方式和入射光渗透到太阳能电池(10)里被改善的使用。在这种情况下将注意到对于在波长和表面结构的大小之间这里讨论过的关系来说建立在这个自愿典型的描述基础上的几何光学不再适合它本身了为了一个正确的物理描述。为了正确描述一些干涉效应和一些近场效应应该被考虑。然而，几何光学对于一个直观描述来说是合适的以便在原则上理解被本发明使用的所述的效应。
在一条光线L由上方竖直地落下还穿过吸收器(20)的范围内，这条光线可能首先在吸收器(20)和钝化层(80)之间的界面(非平面的)上被折射(被分散，被散射)和部分地被反射并且因此已经重新在这个钝化层(为了简化这里未被表示出来)里被散射。
在光线的上述界面上的还没有被吸收和被反射的部分落在光散射层(40)的表面上并在那里也被部分地散射和部分地被反射，根据入射角和微观位置的不同。但为了简化起见没有表示出在散射层(40)上反射的光量。
已经穿过的部分遭受多个的反射和因此不是在硅晶片中受到后向散射，就是然后还到达朝向金属层(50)的界面里，这个金属层把这部分重新反射到光散射层(40)里。由于光散射层(40)不吸收或只吸收很少的光，光的这些部分被重新反射到太阳能电池(10)的吸收器(20)里。
总之，个别光线L被分成多个的光程，它们都在一个或大或小的长度上伸展到吸收器(20)里，并因此明显地提高光的使用率。又一次注意下面情况是适合的：光线的描绘本身只用来解释光散射层的效应并且它只有限地再现折射和反射的实际现象。
如同这出现在图7和图8上那样，看来具有光散射性质和/或反射性质的层(4，40)由于它的有利于光的散射和反射的性质而被使用，另外它还是多孔的。
由于这种开放的多孔度，发明人已经能够展示出在多孔网的内部的空隙使得能在这个层的内部建立电接触，尽管构成这层的材料本质上是不导电的，并没有受过后处理(激光辐射处理，腐蚀...)。在一些更好的获取这样层的条件下，(结构粒度选择，粘合剂的选择，颗粒的选择)因此多孔网在建立与邻近的层(一些导电层和/或掺掺杂的基片)的电接触上具有一些最理想的特点。
根据本发明的另一方面，它追求的是在一种粘合剂里被凝聚的颗粒构成的光的散射和/或反射层的使用，所述的颗粒的平均直径为0.3到2微米，至于粘合剂的比例按体积计算在10％到40％之间，所述的颗粒形成一些聚合体，其大小在0.5到20微米之间、而优选是小于5微米，该层使反差减弱40％以上，对于一些光电太阳能电池来说，这种层具有一定的多孔度，并被安置在一个电极层和吸收层之间，或在电极的两个局部层之间，而在光散射层的两侧的所述的导电层之间的电接触是通过这个散射层的多孔度实现的。
Claims (30)
1.光电太阳能电池(1，10)，包括：一个上部电极(3，30)、一个具有光散射和/或反射性质的吸收层(4，20)、一个下部电极(5，50)
其特征在于，
至少一个具有光散射性质的第二层(5.3，40)，包括与一种矿物或有机粘合剂接合的反射光的颗粒，所述第二层位于入射光光程里所述电极(3，30，5，50)至少之一的后面。
2.根据权利要求1的太阳能电池，带有一个透明的基片(2)，其中所述第二层(5.3)具有不小于60％的高的光透射率，所述第二层(5.3)被安置在上部电极(3)和所述吸收层(4)之间。
3.根据权利要求1的太阳能电池，
其特征在于，
所述第二层(5.3)被沉积在下部电极(5)上。
4.根据权利要求1的太阳能电池，
其特征在于，
所述第二层(5.3)被包含在下部电极(5)的至少两层(5.1，5.2)之间，其中位于所述吸收层(4)和所述第二层(5.3)之间的层(5.1)是透明的。
5.根据权利要求4的太阳能电池，其下部电极(5)包括至少一个位于所述吸收层(4)后面的透明的TCO层(5.1)和一个金属层(5.2)，这个金属层反射入射到其上的入射光。
6.根据权利要求4或5的太阳能电池，
其特征在于，
通过所述第二层(5.3)形成在下部电极(5)的至少两局部层(5.1，5.2)之间的直接电连接。
7.根据权利要求1的太阳能电池，
其特征在于，
所述第二层(5.3)包含一些氧化物的，氮化物的或碳化物的半透明矿物颗粒。
8.根据权利要求1的太阳能电池，
其特征在于，
所述第二层(5.3)包含一种有机的或矿物的粘合剂，该粘合剂体积比为10％到40％。
9.根据权利要求7或8的太阳能电池，
其特征在于，
颗粒的光折射率大于粘合剂的折射率。
10.根据权利要求1的太阳能电池，
其特征在于，
所述第二层(5.3)，对于厚度为1到20微米的层来说其透光率大于45％。
11.根据权利要求1的太阳能电池，
其特征在于，
所述第二层(5.3)还包含一些阻止颗粒凝聚的散射成分。
12.根据权利要求1的太阳能电池，
其特征在于，
太阳能电池电极中的至少之一或其电极(3，5.1)中的一个局部层被安置到一系列层上，具有随着邻近一系列层而增加的表面粗糙度。
13.根据权利要求1的太阳能电池，
带有透明的基片，其特征在于，
所述透明基片(2)在光的入射面上设置有一个散射光的表面的结构或覆盖层和/或一个减少光反射的覆盖层。
14.根据权利要求1的太阳能电池，带有包含结晶硅或非晶硅的吸收层。
15.根据权利要求1的太阳能电池，带有包含薄膜系统的吸收层。
16.根据权利要求1的太阳能电池，带有含有硅晶片的吸收层。
17.根据权利要求1所述的光电太阳能电池(10)，其中所述吸收层是晶片(20)的部分，
其特征在于，
至少朝向下部电极(50)的晶片表面是被掺杂和/或被一个分离层钝化的，在晶片(20)和下部电极(50)之间至少设置有所述第二层(40)，在此层中在下部电极(50)和晶片(20)之间的至少一些局部的电接触(5C)穿过此层。
18.根据权利要求17的太阳能电池，
其特征在于，
所述的局部电接触经过一些呈现的孔或经过在所述第二层(40)中形成的通道扩展到该光散射层(40)里。
19.根据权利要求17或18的太阳能电池，
其特征在于，
向着金属下部电极(50)的，添加有n型或P型掺杂的硅组成的晶片(20)的至少表面分别被n型掺杂或者P型掺杂钝化以便使表面复合减到最小。
20.根据权利要求17或18的太阳能电池，
其特征在于，
向着金属下部电极(50)的，添加有n型或P型掺杂的硅组成的晶片(20)的至少表面分别被钝化层钝化以便使表面复合减到最小。
21.根据权利要求17的太阳能电池，所述第二层(40)包含一些与一种矿物的或有机的粘合剂接合的反射光的颗粒。
22.根据权利要求17的太阳能电池，
其特征在于，
所述第二层(40)包含一些氧化物、氮化物或碳化物颗粒。
23.根据权利要求22的太阳能电池，
其特征在于，
所述第二层(40)按照体积比为10％到40％包含一种有机的或矿物的粘合剂。
24.根据权利要求21到23中任何一项的太阳能电池，
其特征在于，
所述颗粒的折射率与粘合剂的折射率不同。
25.根据权利要求17的太阳能电池，
其特征在于，
在晶片(20)的光的入射面上设置有一个带有表面结构的覆盖层或一个光的散射覆盖层和/或带有减弱光的反射的覆盖层。
26.根据权利要求17的太阳能电池，
其特征在于，
另一个具有高的光透射率的光散射层被安置在晶片(20)的光的入射面上。
27.根据权利要求1的光电太阳能电池，其中所述第二层具有一定的多孔度并被安置在一个电极层和吸收层之间，或在所述下部电极的两个电极局部层之间，并且光散射层两边的导电层之间的电接触是经过这个散射层的多孔进行的。
28.具有根据权利要求1到26中任何一项的多个太阳能电池的彼此相互电连接的太阳能模块，其中，这些太阳能电池特别地被固定在一个公共支撑结构(7，70)上。
29.具有根据权利要求1到26中任何一项的多个太阳能电池的太阳能模块，这些电池相互电连接。
30.根据权利要求29的太阳能模块，其中，所述第二层形成了被所述的太阳能电池共同使用的一个电极层或者所述的太阳能电池被连接在一个这样的电极层上。
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| JP2012244119A (ja) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 光電変換素子 |
| JP2013030520A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池 |
| CN103779432B (zh) * | 2012-10-25 | 2016-08-03 | 茂迪股份有限公司 | 太阳能电池及其模组 |
| TWI488320B (zh) * | 2012-12-14 | 2015-06-11 | Univ Nat Cheng Kung | 表面鍍膜結構及其製造方法 |
| EP2922100A1 (en) * | 2014-03-21 | 2015-09-23 | Hemain, Christopher | Absorption enhancement structure |
| CN108155384B (zh) * | 2017-12-22 | 2020-03-24 | 宁波富理电池材料科技有限公司 | 一种无机粘结剂锂离子电池 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5897331A (en) * | 1996-11-08 | 1999-04-27 | Midwest Research Institute | High efficiency low cost thin film silicon solar cell design and method for making |
| US6107563A (en) * | 1997-10-27 | 2000-08-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photoelectric converter having light diffusion layer |
| CN1325550A (zh) * | 1998-11-06 | 2001-12-05 | 太平太阳有限公司 | 玻璃的二氧化硅膜织构化 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6477973A (en) * | 1987-09-19 | 1989-03-23 | Mitsubishi Electric Corp | Photovoltaic device |
| JPH01106472A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池 |
| US5024953A (en) * | 1988-03-22 | 1991-06-18 | Hitachi, Ltd. | Method for producing opto-electric transducing element |
| JP2663414B2 (ja) * | 1988-12-30 | 1997-10-15 | 太陽誘電株式会社 | 非晶質半導体太陽電池 |
| JPH0677510A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-18 | Canon Inc | 光起電力素子 |
| DE4337694A1 (de) * | 1993-11-04 | 1995-05-11 | Siemens Solar Gmbh | Solarmodul mit verbesserter Lichtausnutzung |
| DE4422118A1 (de) * | 1994-06-24 | 1996-01-04 | Merck Patent Gmbh | Präparationen von monodispersen kugelförmigen Oxidpartikeln |
| US5569332A (en) * | 1995-08-07 | 1996-10-29 | United Solar Systems Corporation | Optically enhanced photovoltaic back reflector |
| US6077411A (en) * | 1997-01-16 | 2000-06-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus and process for forming zinc oxide film and process for producing photo-electricity generating device using the film |
| JP2001345460A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-12-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池装置 |
| FR2809496B1 (fr) * | 2000-05-23 | 2002-07-12 | Saint Gobain Vitrage | Couche diffusante |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5897331A (en) * | 1996-11-08 | 1999-04-27 | Midwest Research Institute | High efficiency low cost thin film silicon solar cell design and method for making |
| US6107563A (en) * | 1997-10-27 | 2000-08-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photoelectric converter having light diffusion layer |
| CN1325550A (zh) * | 1998-11-06 | 2001-12-05 | 太平太阳有限公司 | 玻璃的二氧化硅膜织构化 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
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| JP昭64-77973A 1989.03.23 |
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