CN101496182B - 衍射箔 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了衍射箔、以及相关的光伏电池、系统、组件和方法。

Description

衍射箔
相关申请的交叉引用
本申请要求于2005年7月15日提交的美国临时申请序列号No.60/699,693的优先权，其内容在此引入作为参考。
技术领域
本申请涉及衍射箔、以及相关的光伏电池、系统、组件和方法。
背景技术
光伏电池通常用于将光形式的能量转化成电形式的能量。典型的光伏电池具有设置在两个电极之间的光活性材料。一般地，光穿过所述电极之一或两者与光活性材料反应，从而将光能转换为电能。
发明内容
一方面，本发明特征在于包括衍射箔的光伏电池。
另一方面，本发明特征在于包括衬底、配置在衬底上的光伏电池、以及配置在光伏电池上的衍射箔的制品。
再一方面，本发明特征在于包括光伏电池、与该光伏电池电连接的传感器、以及至少部分地覆盖该光伏电池的衍射箔的系统。
实施方式可以具有一个或多个下述的方面。
该衍射箔可包括金属，例如铝、铬、铜、银、金或其合金。
该衍射箔可包括聚合物。
该衍射箔构置为电极的至少一部分。
该衍射箔可构置以将入射光导向光活性层。
该制品可进一步包括两个衬底，在其之间配置衍射箔。
该制品中可包括覆盖在衍射箔上的导电层。
该光伏电池还包括光活性材料。在一些实施方式中，光活性材料可包括电子给体材料和电子受体材料。在一些实施方式中，该光活性材料可以包括光敏化的互连纳米粒子材料。在一些实施方式中，光活性材料包括非晶硅或CIGS。
电子受体材料可包括选自球碳、无机纳米粒子、
Figure 2006800258055_1
二唑、碟状液晶、碳纳米棒、无机纳米棒、含有CN基团的聚合物、含有CF3基团的聚合物及其组合的材料。
电子给体材料可包括选自包含碟状液晶、聚噻吩、聚亚苯基、聚苯基亚乙烯基、聚硅烷、聚噻吩基亚乙烯基、聚异硫茚(polyisothianaphthalenes)及其组合的材料。
光敏化的互连纳米粒子材料可包括选自包含硒化物、硫化物、碲化物、氧化钛、氧化钨、氧化锌、氧化锆及其组合的材料。
该制品可包括在表面上的图案(例如，标志、数字、字母、单词、图表或设计图案)。
该衍射箔可构置使得当光撞击到该衍射箔上，该衍射箔反射该图案。
该制品可包括安全卡、标识卡、贺卡、名片、广告板、海报或招牌。
该传感器可为视频传感器、音频传感器、运动检测传感器、温度传感器、或压力传感器。
该系统可构置以安装在墙上。
该系统可构置使得该光伏电池或该传感器对于肉眼是不可见的。
在使用过程中，该传感器可至少部分地由光伏电池供电。
其他特征和优点将可通过说明书，附图和权利要求明晰。
附图说明
图1是设置在光伏电池和衬底上的衍射箔的横截面图。
图2是有机光伏电池的横截面图；
图3是网状电极的实施方式的正视图；
图4是图3中的网状电极的横截面图；
图5是网状电极的一部分的横截面图；
图6是另一有机光伏电池的横截面图；
图7是包括多个串联电连接的光伏电池的系统的示意图；
图8是包括多个并联电连接的光伏电池的系统的示意图；
图9是染料敏化的太阳能电池的横截面图；
在不同的图中相同的附图标记表示相同的元件。
具体实施方式
总的来说，本发明涉及使用与光伏电池连接的衍射箔。
在一些实施方式中，衍射箔可设置于光伏电池的外部。图1示出了物体100，其包含固定在光伏电池120顶部的衍射箔130，该光伏电池120又固定到衬底110。衍射箔130可由合适的材料例如金属或聚合物制成。可用于制备衍射箔的金属的例子包括铝、铬、铜、银、金或其合金。光伏电池120可为有机光伏电池、染料敏化的太阳能电池(DSSC)、非晶硅光伏电池、硒化铜铟镓(CIGS)光伏电池、硒化镉光伏电池、碲化镉光伏电池、硫化铜铟光伏电池、或串联式光伏电池。衬底110可由合适的材料例如金属或聚合物制成。物体100可以是，例如，安全卡、标识卡、贺卡、名片、广告板、海报或招牌。在一些实施方式中，物体100可呈现标准物体的外观。例如，物体100可以安装在墙上(如，呈现艺术品的形式，例如油画或照片，或功利物体的形式，例如广告)。作为另一例子，物体100可存在于表面上(如，钢笔、铅笔、纸夹、计算机部件等)。
在一些实施方式中，衍射箔130可在一些点处固定到光伏电池120上，和在其它点处固定到衬底110上。固定点可根据例如衍射箔的形状变化。在一些实施方式中，衍射箔130覆盖在光伏电池120上。
在一些实施方式中，衍射箔130可构置以伪装光伏电池120。例如，衍射箔130可构置使得光伏电池120对于肉眼是不可见的。
在一些实施方式中，物体100可包括与光伏电池120电连接的传感器(图1中未示出)，使得撞击到光伏电池120上的光为该传感器供电。在使用过程中，该传感器可至少部分地由光伏电池120供电。该传感器的例子包括视频传感器、音频传感器、运动检测传感器、温度传感器、和压力传感器。在某些实施方式中，衍射箔130可构置使得该传感器对于肉眼是不可见的(例如，以形成如上面所讨论的物体)。因此，例如，传感器可以设置于在上面讨论的位置处(如，安装在墙上，置于表面上，嵌入物体内)存在的物体内，使得该传感器可以感知房间中的变化(如，压力、温度、运动、声音、图像)。
在一些实施方式中，物体100可包括在表面上的图案。示例性的图案包括标志、数字、字母、单词、图表和设计图案。在一些实施方式中，衍射箔130构置湿度当光撞击到其上时，该衍射箔反射该图案。
在一些实施方式中，衍射箔可以置于光伏电池中。例如，该衍射箔可构置以将入射光导向光伏电池中的光敏层。
在一些实施方式中，衍射箔可以用作光伏电池中的电极。例如，当衍射箔由金属制成时，该衍射箔本身可以用作电极。作为另一例子，当衍射箔由聚合物制成时，它可覆盖有导电涂层(例如，金属层)从而形成电极。在这些实施方式中，该衍射箔可以设置在光伏电池中任意适于电极的位置中。
在一些实施方式中，上述光伏电池可为有机光伏电池。图2中显示有机光伏电池200的横截面图，有机光伏电池200包括透明衬底210、网状阴极220、空穴载流子层230、光活性层(包括电子受体材料和电子给体材料)240、空穴阻挡层250、阳极260和衬底270。
图3和4分别示出了网状电极的正视图和横截面图。如图3和4所示，网状阴极220包括实心区域(solid region)222和开口区域(open region)224。通常，区域222由导电材料形成使得网状阴极220可容许光经由区域224通过并经由区域222传导电子。
网状阴极220被开口区域224占据的面积(网状阴极220的开口面积)可以根据需要选择。通常，网状阴极220的开口面积是网状阴极220总面积的至少约10％(例如，至少约20％，至少约30％，至少约40％，至少约50％，至少约60％，至少约70％，至少约80％)和/或至多约99％(例如，至多约95％，至多约90％，至多约85％)。
网状阴极220可以多种方式制备。在一些实施方式中，网状电极可以如上所述冲压到层(例如，衬底)上。在一些实施方式中，网状阴极220可以是通过编织形成实心区域222的材料的线形成的编织网。例如可以使用平织、荷兰式编织、斜织、荷兰式斜织或其组合来编织线。在某些实施方式中，网状阴极220由焊接金属丝网形成。在一些实施方式中，网状阴极220是成形的多孔网。多孔金属网可例如通过如下制备：从材料(例如，导电材料，如金属)片中去除区域224(例如，通过激光去除，通过化学蚀刻，通过穿孔)，随后拉伸该片(例如，在二维上拉伸该片)。在某些实施方式中，网状阴极220是通过如下形成的金属片：去除区域224(例如，通过激光去除，通过化学蚀刻，通过穿孔)，而没有随后拉伸该片。
在某些实施方式中，实心区域222全部由导电材料形成(例如，区域222由基本均质的导电材料形成)。可用于区域222的导电材料的例子包括导电金属、导电合金和导电聚合物。示例性的导电金属包括金、银、铜、铝、镍、钯、铂和钛。示例性的导电合金包括不锈钢(例如，332不锈钢，316不锈钢)、金合金、银合金、铜合金、铝合金、镍合金、钯合金、铂合金和钛合金。示例性的导电聚合物包括聚噻吩(例如，聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)(PEDOT)、聚苯胺(例如，掺杂的聚苯胺)、聚吡咯(例如，掺杂的吡咯)。在一些实施方式中，使用多种导电材料的组合。在一些实施方式中，实心区域222可具有小于约3欧姆/平方的电阻率。
如图5所示，在一些实施方式中，实心区域222由在覆盖有不同材料304(例如，采用金属化，采用气相淀积)的材料302形成。通常，材料302可由任何需要的材料构成(例如，电绝缘材料、导电材料、或半导体材料)，材料304是导电材料。可形成材料302的电绝缘材料的例子包括织物(textile)、光纤材料、聚合物材料(例如，尼龙)和天然材料(例如，亚麻、棉、毛、丝)。可形成材料302的导电材料的例子包括上面公开的各种导电材料。可形成材料302的半导体材料的例子包括氧化铟锡、氟化的氧化锡、氧化锡和氧化锌。在一些实施方式中，材料302是纤维的形式，材料304是覆盖在材料302上的导电材料。在某些实施方式中，材料302是网状的形式(见上面的描述)，其在形成为网后用材料304覆盖。作为例子，材料302可以是多孔金属网，材料304可以是覆盖于该多孔金属网上的PEDOT。
通常，网状阴极220的最大厚度(即，在基本上垂直于与网状阴极220接触的衬底210表面的方向上网状阴极220的最大厚度)应小于空穴载流子层230的总厚度。典型地，网状阴极220的最大厚度为至少0.1微米(例如，至少约0.2微米，至少约0.3微米，至少约0.4微米，至少约0.5微米，至少约0.6微米，至少约0.7微米，至少约0.8微米，至少约0.9微米，至少约1微米)和/或至多约10微米(例如，至多约9微米，至多约8微米，至多约7微米，至多约6微米，至多约5微米，至多约4微米，至多约3微米，至多约2微米)。
虽然如图3显示具有矩形形状，但开口区域224一般可以具有任何所需的形状(例如，方形、圆形、半圆、三角形、菱形、椭圆形、梯形、不规则形状)。在一些实施方式中，网状阴极220中不同的开口区域224可具有不同的形状。
虽然如图4显示具有方形的横截面形状，但实心区域222一般可以具有任何所需的形状(例如，矩形、圆形、半圆、三角形、菱形、椭圆形、梯形、不规则形状)。在一些实施方式中，网状阴极220中不同的实心区域222可具有不同的形状。在其中实心区域222具有圆形横截面的实施方式中，该横截面可具有约5微米到约200微米的直径。在其中实心区域222具有梯形横截面的实施方式中，该横截面可以具有约0.1微米到约5微米的高度和约5微米到约200微米的宽度。
在一些实施方式中，网状阴极220是柔性的(例如，足够柔软以采用连续的、卷装进出(roll-to-roll)的制造工艺引入光伏电池200中)。在某些实施方式中，网状阴极200是半刚性或不可弯曲的。在一些实施方式中，网状阴极220的不同部分可以是柔性的、半刚性的或不可弯曲的(例如，一个或多个区域柔性和一个或多个不同的区域半刚性，一个或多个区域柔性和一个或多个不同的区域不可弯曲)。
通常，网状电极220可设置在衬底210上。在一些实施方式中，网状电极220可以部分地嵌入衬底210中。
衬底210通常由透明材料组成。本文中所提及的透明材料是在用于光伏电池200中的厚度下可传输在光伏电池运转过程中使用波长或波长范围下的入射光的至少约60％(例如，至少约70％，至少约75％，至少约80％，至少约85％，至少约90％，至少约95％)的材料。可形成衬底210的示例性材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚合烃、纤维素聚合物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚醚、聚醚酮、及其组合。在某些实施方式中，该聚合物可以是氟化的聚合物。在一些实施方式中，使用聚合物材料的组合。在某些实施方式中，衬底210的不同区域可由不同的材料形成。
通常，衬底210可以是柔性、半刚性或刚性的(例如，玻璃)。在一些实施方式中，衬底210具有小于约5000兆帕(例如，小于约2500兆帕或小于约1000兆帕)的挠曲模量。在某些实施方式中，衬底210的不同区域可以是柔性、半刚性或不可弯曲的(例如，一个或多个区域柔性和一个或多个不同的区域半刚性，一个或多个区域柔性和一个或多个不同的区域不可弯曲)。
典型地，衬底210为至少约1微米(例如，至少约5微米，至少约10微米)厚和/或至多约1000微米(例如，至多约500微米厚，至多约300微米厚，至多约200微米厚，至多约100微米，至多约50微米)厚。
通常，衬底210可以是着色的或非着色的。在一些实施方式中，衬底210的一个或多个部分是着色的，而其一个或多个不同的部分是非着色的。
衬底210可以具有一个平坦表面(例如，光撞击其上的表面)、两个平坦表面(例如，光撞击其上的表面和相反面)、或没有平坦表面。衬底210的不平坦表面可以是例如弯曲的或阶梯状的。在一些实施方式中，衬底210的不平坦表面图案化(例如，具有图案化的阶梯来形成菲涅耳透镜、双凸透镜或双凸棱镜)。
空穴载流子层230通常由在用于光伏电池200中的厚度下可传送空穴到网状阴极220并基本上阻止电子传送到网状阴极220的材料形成。可形成层230的材料的例子包括聚噻吩(如PEDOT)、聚苯胺、聚乙烯基咔唑、聚亚苯基，聚苯基亚乙烯基、聚硅烷、聚亚噻吩基亚乙烯基、和/或聚异硫茚(polyisothianaphthanenes)。在一些实施方式中，空穴载流子层230可以包括空穴载流子材料的组合。
通常，空穴载流子层230的上表面(即，空穴载流层子230与活性层240接触的表面)和衬底210的上表面(即，衬底210与网状电极220接触的表面)之间的距离可以根据需要改变。典型地，空穴载流子层230的上表面和网状阴极220的上表面之间的距离是至少0.01微米(例如，至少约0.05微米，至少约0.1微米，至少约0.2微米，至少约0.3微米，至少约0.5微米)和/或至多约5微米(例如，至多约3微米，至多约2微米，至多约1微米)。在一些实施方式中，空穴载流子层230的上表面和网状阴极220的上表面之间的距离为约0.01微米到约0.5微米。
活性层240通常包括电子受体材料和电子给体材料。
电子受体材料的例子包括球碳、
Figure 2006800258055_2
二唑、碳纳米棒、碟状液晶、无机纳米粒子(如，由氧化锌、氧化钨、磷化铟、硒化镉和/或硫化铅形成的纳米粒子)、无机纳米棒(例如，由氧化锌、氧化钨、磷化铟、硒化镉和/或硫化铅形成的纳米棒)、或具有能接收电子或形成稳定阴离子的部分的聚合物(如，含有CN基团的聚合物，含有CF3基团的聚合物)。在一些实施方式中，电子受体材料是取代的球碳(例如，C61-苯基-丁酸甲脂；PCBM)。在一些实施方式中，活性层240可以包括电子受体材料的组合。
电子给体材料的例子包括碟状液晶、聚噻吩、聚亚苯基、聚苯基亚乙烯基、聚硅烷、聚噻吩基亚乙烯基、聚异硫茚(polysiothianaphthalenes)、及其组合。在一些实施方式中，电子给体材料是聚(3-己基噻吩)。在某些实施方式中，活性层240可以包括电子给体材料的组合。
通常，活性层240足够厚以相对有效地吸收撞击其上的光子形成相应的电子和空穴，且足够薄以相对有效地将空穴和电子分别传输到层230和250。在某些实施方式中，层240是至少0.05微米(例如，至少约0.1微米，至少约0.2微米，至少约0.3微米)厚和/或至多约1微米(例如，至多约0.5微米，至多约0.4微米)厚。在一些实施方式中，层240的厚度为约0.1微米到约0.2微米。
空穴阻挡层250通常由在用于光伏电池200中的厚度下传送电子到阳极260且基本上阻挡空穴传送到阳极260的材料形成。可形成层250的材料的例子包括LiF和金属氧化物(例如，氧化锌，氧化钛)。
典型地，空穴阻挡层250为至少0.02微米(例如，至少约0.03微米，至少约0.04微米，至少约0.05微米)厚和/或至多约0.5微米(例如，至多约0.4微米，至多约0.3微米，至多约0.2微米，至多约0.1微米)厚。
阳极260通常由导电材料形成，例如上面提及的一种或多种导电材料。在一些实施方式中，阳极260由导电材料的组合形成。
通常，衬底270可以与衬底210相同。在一些实施方式中，衬底270可以与衬底210不同(如，具有不同的形状或由不同的材料或不透明的材料形成)。
图6显示了在衬底210和空穴载流子层230之间包括粘合剂层410的光伏电池400的横截面图。
通常，任何能够将网状阴极220保持原位的材料都可以用于粘合剂层410。一般，粘合剂层410由在用于光伏电池400中的厚度下透明的材料形成。粘合剂的例子包括环氧树脂和聚氨酯。可用于粘合剂层410的可商购材料的例子包括BynelTM粘合剂(Dupont)和615粘合剂(3M)。在一些实施方式中，层410可包括氟化粘合剂。在某些实施方式中，层410包括导电粘合剂。导电粘合剂例如可由例如固有导电的聚合物，比如上述公开的导电聚合物(例如，PEDOT)形成。导电粘合剂还可由包括一种或多种导电材料(例如，导电微粒)的聚合物(例如，非固有导电的聚合物)形成。在一些实施方式中，层410包括含有一种或多种导电材料的固有导电聚合物。
某些实施方式中，层410的厚度(例如，层410在基本上垂直于衬底210的与层410接触的表面的方向上的厚度)小于网状阴极220的最大厚度。某些实施方式中，层410的厚度是网状阴极220最大厚度的至多90％(例如，至多约80％，至多约70％，至多约60％，至多约50％，至多约40％，至多约30％，至多约20％)。然而，特定实施方式中，层410的厚度约等于或大于网状阴极220的最大厚度。
通常，具有网状阴极的光伏电池可以按照需要进行制造。
在一些实施方式中，光伏电池可以如下制造。采用常规工艺在衬底270上形成电极260，在电极260上形成空穴阻挡层250(例如，使用真空淀积工艺或溶液涂敷工艺)。在空穴阻挡层250上形成活性层240(例如，采用溶液涂敷工艺，如狭缝涂敷、旋涂或凹版涂敷)。在活性层240上形成空穴载流子层230(例如，采用溶液涂敷工艺，如狭缝涂敷、旋涂或凹版涂敷)。网状阴极220部分设置于空穴载流子层230中(例如，通过上面所述的冲压方法)。采用常规方法在网状阴极220和空穴载流子层130上形成衬底210。
在某些实施方式中，光伏电池可以如下制造。采用常规工艺在衬底270上形成电极260，在电极260上形成空穴阻挡层250(例如，使用真空淀积工艺或溶液涂敷工艺)。在空穴阻挡层250上形成活性层240(例如，采用溶液涂敷工艺，如狭缝涂敷、旋涂或凹版涂敷)。在活性层240上形成空穴载流子层230(例如，采用溶液涂敷工艺，如狭缝涂敷、旋涂或凹版涂敷)。采用常规方法把粘合剂层410布置于空穴载流子层230上。网状阴极220部分设置于粘合剂层410和空穴载流子层230中(例如，通过在粘合剂层410的表面上设置网状阴极220，并压制网状阴极220)。采用常规方法在网状阴极220和粘合剂层410上形成衬底210。
虽然前述的工艺包括将网状阴极220部分设置于空穴载流子层230中，但是在一些实施方式中，网状阴极220是通过在空穴载流子层230或粘合剂层410的表面上印刷阴极材料以提供如图中所示的具有开口结构的电极而形成的。例如，网状阴极220可使用冲压、浸涂、挤出涂覆、喷涂、喷墨印刷、丝网印刷和凹版印刷来印刷。阴极材料可以置于在加热或辐射(例如，UV辐射，可见光辐射，IR辐射，电子束辐射)时固化的糊料中。该阴极材料可以例如通过丝网真空淀积成网状图案或在淀积后可通过光刻图案化。
多个光伏电池可电连接以形成光伏系统。例如，图7是具有包括多个光伏电池520的组件510的光伏系统500的示意图。电池520串联电连接，系统500电连接到负载。作为另一个例子，图8是具有包括多个光伏电池620的组件610的光伏系统600的示意图。电池620并联电连接，系统600电连接到负载。在一些实施方式中，光伏系统的一些(例如，全部)光伏电池可具有一个或多个公共衬底。在某些实施方式中，光伏系统中的一些光伏电池串联电连接，和光伏系统中的一些光伏电池并联电连接。
在一些实施方式中，包含多个光伏电池的光伏系统可以采用连续制造工艺例如卷装进出或丝网(web)工艺制造。在一些实施方式中，连续制造工艺包括：在第一前进衬底上形成一组光伏电池部分；在第一衬底上的至少两个电池部分之间设置电绝缘材料；在该第一衬底上至少两个电池部分之间的电绝缘材料中埋入导线；在第二前进衬底上形成一组光伏电池部分；合并该第一和第二衬底以及光伏电池部分以形成多个光伏电池，其中至少两个光伏电池通过导线串联电连接。在一些实施方式中，该第一和第二衬底可连续前进、周期性前进、或不规则地前进。
在一些实施方式中，上述冲压方法可用于在衬底上印刷电极供DSSC之用。图9是DSSC 700的横截面图，其包括衬底710、电极720、催化剂层730、电荷载流子层740、光活性层750、电极760、衬底770和外部负载780。DSSC的例子在2005年12月19日提交的美国专利申请序列号No.11/311805及2005年11月9日提交的美国专利申请序列号No.11/269956中讨论，其内容在此引入作为参考。
在一些实施方式中，上述冲压方法可用于在衬底上印刷电极供串联式电池之用。串联式光伏电池的例子在美国专利申请序列号No.10/558878和美国临时申请序列号No.60/790606、60/792635、60/792485、60/793442、60/795103、60/797881、和60/798258中讨论，其内容在此引入作为参考。
虽然已经公开了某些实施方式，但其他的实施方式也是可能的。
作为一个例子，虽然已经描述了由网形成的阴极，但在一些实施方式中也可以使用网状阳极。例如，当使用通过阳极传输的光时，这可为所需要的。在某些实施方式中，使用网状阴极和网状阳极两者。例如，当使用通过阴极和阳极两者传输的光时，这可为所需要的。
作为另一例子，虽然已大体描述了其中使用经由电池的阴极侧传输的光的实施方式，但是在某些实施方式中，使用经由电池的阳极侧传输的光(例如，使用网状阳极时)。在一些实施方式中，使用经由电池的阴极和阳极两者传输的光(当使用网状阴极和网状阳极时)。
作为另一例子，虽然已经描述了由网形成的阴极，但是在一些实施方式可使用非网状阴极。在某些实施方式中，使用非网状阴极和非网状阳极两者。
作为再一例子，虽然已经描述了电极(例如，网状电极，非网状电极)由导电材料形成，但是在一些实施方式中，光伏电池可包括一个或多个由半导体材料形成的电极(例如，一个或多个网状电极，一个或多个非网状电极)。半导体材料的例子包括氧化铟锡、氟化的氧化锡、氧化锡、和氧化锌。
作为额外的例子，在一些实施方式中，一种或多种半导体材料可布置在网状电极的开口区域中(例如，在网状阴极的开口区域中，在网状阳极的开口区域中，在网状阴极的开口区域和网状阳极的开口区域中)。半导体材料的例子包括氧化锡、氟化的氧化锡、氧化锡、和氧化锌。其他的半导体材料，例如部分透明的半导体聚合物，也可以设置在网状电极的开口区域中。例如，部分透明的聚合物可为在用于光伏电池中的厚度下传输在光伏电池运转过程中所用波长或波长范围内入射光的至少约60％(例如，至少约70％，至少约75％，至少约80％，至少约85％，至少约90％，至少约95％)的聚合物。典型地，设置在网状电极开口区域中的半导体材料在用于光伏电池的厚度下是透明的。
作为另一实例，在某些实施方式中，保护层可施加到衬底之一或两者上。例如，保护层可用于保持光伏电池免受污染(例如，污物、水分、氧气、化学物质)和/或使电池耐用。在某些实施方式中，保护层可由聚合物(例如氟化聚合物)形成。
作为再一实例，虽然已经描述了具有一个或多个网状电极的某些类型的光伏电池，但是一个或多个网状电极(网状阴极、网状阳极、网状阴极和网状阳极)还可用在其它类型的光伏电池中。这些光伏电池的实例包括具有由非晶硅、硒化镉、碲化镉、硫化铟铜和砷化镓铟铜形成的活性材料的光伏电池。
作为额外的实例，虽然已经描述材料302和304由不同的材料形成，但是在一些实施方式中材料302和304由相同材料形成。
作为另一实例，虽然如图5所示实心区域222由涂覆有不同材料的一种材料形成，但是在一些实施方式中，实心区域222可由多于两种的涂覆材料(例如三种涂覆材料、四种涂覆材料、五种涂覆材料、六种涂覆材料)形成。
其它实施方式在权利要求中。

Claims (28)

1.一种光伏电池，包括：
第一衬底；
第二衬底；
第一电极；
第二电极，其包括衍射箔；和
光活性材料，
其中所述第一电极在所述第一衬底和所述光活性材料之间，所述衍射箔在所述第二衬底与所述光活性材料之间，所述光活性材料在所述第一和第二电极之间，所述衍射箔构置以将入射光导向该光活性材料，和所述光活性材料能够将所述入射光转换为电，
其中该衍射箔包括聚合物且所述光伏电池进一步包括覆盖在该衍射箔上的导电层；或者该衍射箔包括金属。
2.如权利要求1所述的光伏电池，其中该金属包括铝、铬、铜、银、金或其合金。
3.如权利要求1所述的光伏电池，其中该光活性材料包括电子给体材料和电子受体材料。
4.如权利要求3所述的光伏电池，其中该电子受体材料包括选自球碳、无机纳米粒子、
Figure FDA00003332443500011
二唑、碟状液晶、无机纳米棒、含有CN基团的聚合物、含有CF3基团的聚合物、及其组合的材料。
5.如权利要求4所述的光伏电池，其中该电子给体材料包括选自碟状液晶、聚噻吩、聚亚苯基、聚苯基亚乙烯基、聚硅烷、聚噻吩基亚乙烯基和聚异硫茚的材料。
6.如权利要求1所述的光伏电池，其中该光活性材料包括光敏化的互连纳米粒子材料。
7.如权利要求6所述的光伏电池，其中该光敏化的互连纳米粒子材料包括选自硒化物、硫化物、碲化物、氧化钛、氧化钨、氧化锌、氧化锆、及其组合的材料。
8.如权利要求1所述的光伏电池，其中该光活性材料包括非晶硅或CIGS。
9.如权利要求1所述的光伏电池，其中该衍射箔构置使得在该光伏电池的使用过程中，光在与光活性材料相互作用之前通过该衍射箔。
10.如权利要求9所述的光伏电池，还包括第一和第二电极，其中光活性材料在该第一和第二电极之间。
11.如权利要求9所述的光伏电池，还包括两个衬底，其中该衍射箔在该两个衬底之间。
12.如权利要求1所述的光伏电池，其中该光伏电池包括两个电极，和该衍射箔为所述电极之一。
13.如权利要求12所述的光伏电池，还包括两个衬底，其中该衍射箔在该两个衬底之间。
14.如权利要求4所述的光伏电池，其中该电子受体材料为碳纳米棒。
15.一种光伏制品，包括：
衬底；
设置在该衬底上的光伏电池，所述光伏电池包括光活性材料；和
设置在该光伏电池上的衍射箔，
其中所述衍射箔构置以将入射光导向该光活性材料，和所述光活性材料能够将所述入射光转换为电，
其中该衍射箔包括聚合物且所述光伏电池进一步包括覆盖在该衍射箔上的导电层；或者该衍射箔包括金属。
16.如权利要求15所述的光伏制品，其中该制品包括在表面上的图案。
17.如权利要求16所述的光伏制品，其中该图案包括标志、数字、字母、单词、或图表。
18.如权利要求15所述的光伏制品，该制品包括安全卡、标识卡、贺卡、名片、广告板、海报或招牌。
19.如权利要求15所述的光伏制品，其中该制品构置以安装在墙上。
20.如权利要求15所述的光伏制品，其中该衍射箔构置使得该光伏电池对于肉眼是不可见的。
21.如权利要求15所述的光伏制品，其中该衍射箔伪装该光伏电池。
22.如权利要求17所述的光伏制品，其中该图案包括设计图案。
23.一种光伏电池系统，包括：
包括光活性材料的光伏电池；
与该光伏电池电连接的传感器；和
至少部分地覆盖该光伏电池的衍射箔，
其中所述衍射箔构置以将入射光导向该光活性材料，和所述光活性材料能够将所述入射光转换为电，
其中该衍射箔包括聚合物且所述光伏电池进一步包括覆盖在该衍射箔上的导电层；或者该衍射箔包括金属。
24.如权利要求23所述的光伏电池系统，其中该传感器是视频传感器、音频传感器、运动检测传感器、温度传感器、或压力传感器。
25.如权利要求23所述的光伏电池系统，其中该系统构置以安装在墙上。
26.如权利要求23所述的光伏电池系统，其中该系统构置使得该光伏电池对于肉眼是不可见的。
27.如权利要求23所述的光伏电池系统，该系统构置使得该传感器对于肉眼是不可见的。
28.如权利要求23所述的光伏电池系统，其中，在使用过程中，该传感器至少部分地由该光伏电池供电。
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