CN101849290B - 具有干涉掩模的光伏装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种干涉掩模300，其覆盖光伏装置900的前电极910、911。此种干涉掩模300可减小入射光从所述电极910、911的反射。在各种实施例中，所述掩模减小反射，以使得前电极910、911图案在色彩上看起来类似于可见光伏活性材料的邻近区。

Description

具有干涉掩模的光伏装置
技术领域
本发明一般来说涉及将光能转换成电能的光电换能器领域，例如光伏电池。
背景技术
一个多世纪以来，在美国，例如煤碳、石油及天然气等化石燃料提供主要能源。对替代能源的需要日益增加。化石燃料是正迅速耗尽的非可再生能源。例如印度及中国等发展中国家的大规模工业化已对可用化石燃料造成相当大的负担。另外，地理政治问题可快速地影响此种燃料的供应。全球变暖近年来也具有较大关注。若干个因素被认为对全球变暖产生影响；然而，对化石燃料的广泛使用被视为全球变暖的主要原因。因此，迫切需要寻找一种也是环境安全的可再生及经济可行能源。太阳能是一种环境安全可再生能源，其可转换成其它形式的能量，例如热量及电。
光伏(PV)电池将光能转换成电能且因此可用于将太阳能转换成电力。可将光伏太阳能电池制作为非常薄及模块式。PV电池的大小范围可从几毫米到数十厘米。来自一个PV电池的个别电输出的范围可从几毫瓦到几瓦特。若干个PV电池可电连接并封装成阵列以产生足够的电量。PV电池可用于各种各样的应用，例如为卫星及其它太空飞行器提供功率、为住宅及商业资产提供电力、对汽车蓄电池充电等。
虽然PV装置可能减少对烃燃料的依赖，但对PV装置的广泛使用一直以来受效率低下及审美问题阻碍。因此，这些方面中的任一方面的改善可增加PV装置的使用。
发明内容
本发明的某些实施例包括光伏电池或装置，其与干涉掩模集成在一起以使电池或装置的全部或部分变暗从而在观看者看起来为黑暗或黑色。此类干涉遮蔽的光伏装置可具有更均匀的色彩，从而使其在审美上更悦目且因此更适用于建筑或建筑学应用。在各种实施例中，一个或一个以上光学共振腔及/或光学共振层包括在所述光伏装置中，且特定来说包括在光伏材料的光入射侧或前侧上，以遮蔽可位于光伏装置的前表面上的反射电极。所述光学共振腔及/或层可包含例如电介质等透明非导电材料、透明导电材料、气隙及其组合。也可存在其它实施例。
在一个实施例中，描述一种光伏装置，其界定光入射其上的前侧及与所述前侧相对的背侧。所述光伏装置包括光伏活性层及位于所述光伏活性层的前侧上的导体。干涉掩模经图案化以覆盖所述导体的前侧。
在另一实施例中，一种光伏装置包括光伏材料及位于所述光伏材料前面的导体。所述光伏装置进一步包括位于所述光伏材料及所述导体前面的光学干涉腔。所述腔包括位于所述光伏材料前面的反射表面、位于所述反射表面前面的光学共振腔及位于所述光学共振腔前面的吸收器。跨越所述光伏装置的前侧(包括所述光伏材料及所述金属导体的若干部分)的可见色彩大致均匀。
在另一实施例中，一种光伏装置包括：用于产生电流的装置，所述电流是从所述装置的入射侧上的入射光所产生；用于传导所述所产生的电流的装置；用于从所述光伏装置的所述入射侧干涉遮蔽所述传导装置的装置。
在另一实施例中，提供一种用于制造光伏装置的方法。所述方法包括提供具有光伏活性层、经图案化前侧导体及背侧导体的光伏发电机。多个层形成于所述光伏发电机上方。所述多个层中的一者或一者以上经图案化以界定覆盖所述经图案化前侧导体的干涉调制器。
附图说明
本文中所揭示的实例性实施例图解说明于仅用于图解说明目的的示意性附图中。
图1示意性地图解说明理论光学干涉腔。
图2示意性地图解说明形成光学干涉调制器的一个实施方案的多个层。
图3A是类似于图2的光学干涉调制器的干涉调制器(“IMOD”)堆叠的框图，其包含吸收器层、光学共振腔及反射器。
图3B示意性地图解说明IMOD，其中所述光学腔包括由位于吸收器与反射器层之间的支柱或立柱形成的气隙。
图3C图解说明IMOD的实施例，其中所述光学共振腔可在“打开”状态下以机电方式调整。
图3D图解说明IMOD，其中所述光学共振腔可在“闭合”状态下以机电方式调整。
图4显示干涉光调制器的全反射对波长，所述干涉光调制器具有经配置以反射法向入射光及所反射光的黄色的光学腔。
图5显示在经配置以使对法向入射光及所反射光的可见反射最小化的光学腔的情况下的全反射对波长。
图6显示在入射角或视角与发向成大约30度时如图5的干涉光调制器的干涉光调制器的全反射对波长。
图7示意性地图解说明包含p-n结的光伏电池。
图8是示意性地图解说明包含沉积而成的薄膜光伏活性材料的光电池的框图。
图9A及9B是描绘具有位于前侧上的可见反射电极的例示性太阳能光伏装置的示意性平面及等轴截面图。
图10A到10G是图解说明在制造与光伏装置集成在一起的干涉调制器(IMOD)掩模的实施例的过程中的各步骤的示意性截面图，其中所述IMOD掩模与光伏装置前电极一起图案化。
图10H是在所述IMOD掩模上形成保护膜之后图10G的光伏装置的示意性截面图。
图11A到11D是图解说明根据另一实施例在光伏装置上方添加IMOD掩模的各步骤的示意性截面图，其中界定所述IMOD掩模的光学共振腔的层保持不图案化。
图12是根据另一实施例具有覆盖电极的IMOD掩模的光伏装置的示意性截面图，其中所述IMOD掩模包含图案化成略宽于所述光伏装置前电极的层。
图13A到13E是图解说明在透明衬底上制造具有集成式IMOD掩模的薄膜光伏装置的过程中的各步骤的示意性截面图。
图13F是与透明衬底上的薄膜光伏装置集成在一起的IMOD掩模的另一实施例的示意性截面图，其中界定所述IMOD掩模的光学共振腔的层保持不图案化。
图13G是集成于透明衬底的与所述衬底的具有作用光伏材料的侧相对的前侧上的IMOD掩模的另一实施例的示意性截面图。
图14A及14B是形成具有单晶半导体光伏装置、具有及不具有形成于所述前电极上方的IMOD掩模的光伏装置的示意性截面图。
图15是具有集成式IMOD掩模的干涉增强型光伏装置的实施例的示意性截面图。
具体实施方式
一个阻碍在可用表面上广泛采用光伏(PV)装置以将光能转换成电能或电流的问题是PV装置上的前导体或电极的不期望审美外观。常见前电极材料的高反射率与作用PV材料本身的较暗外观形成对照，而且阻碍PV装置与周围材料的融合。下文所述实施例采用经设计以使电极变暗、隐藏或融合的干涉调制器(IMOD)构造，从而在PV装置的导体上方提供IMOD掩模。入射在IMOD掩模上的光因光学干涉的原理而在电极的区中产生极少或不产生可见反射。干涉遮蔽效应受组成IMOD掩模的材料的尺寸及基本光学性质支配。因此，遮蔽效应并不像常见染料或涂料那样易于随着时间而褪色。
尽管本文中论述某些优选实施例及实例，但应理解，本发明标的物除具体揭示的实施例以外延伸至本发明的其它替代实施例及/或使用以及本发明的显而易见的修改及等效形式。旨在本文中所揭示的本发明的范围不应受限于特定揭示的实施例。因此，举例来说，在本文中所揭示的任一方法或过程中，组成所述方法/过程的动作或操作可以任一合适的顺序执行而未必仅限于任一特定所揭示顺序。已在适当之处描述了所述实施例的各种方面及优点。应理解，未必所有此类方面或优点可根据任一特定实施例实现。因此，举例来说，应认识到，各种实施例可以实现或优化本文中所教示的一个优点或一组优点而未必实现本文中可能教示或提到的其它方面或优点的方式实施。下文详细说明针对本发明的某些具体实施例。然而，本发明可以许多不同方式体现。本文中所述的实施例可实施于包括光伏装置的各种各样装置中以收集光能。
在此说明中，参照其中相同的部件自始至终以相同的编号标示的图式。如由下文说明将易知，所述实施例可实施于包含光伏活性材料的各种装置中。
图1图解说明光学共振腔。此种光学共振腔的实例是可产生所反射色彩的光谱的皂膜。图1中所示的光学共振腔包含两个表面101及102。所述两个表面101及102可以是同一层上的相对表面。举例来说，所述两个表面101及102可包含玻璃或塑料板或薄片或玻璃或塑料薄膜或任何其它透明材料上的表面。空气或其它介质可环绕所述板、薄片或薄膜。在所图解说明的实例中，光在界面101、102中的每一者处部分地反射并部分地透射。
入射在光学共振腔的前表面101上的光线103如由光路径104所指示被部分地反射且沿光路径105部分地透射过前表面101。所透射光可沿光路径107部分地反射且沿光路径106透射出共振腔。所透射及反射的光量可取决于形成光学共振腔的材料及周围介质的折射率。如所属领域的技术人员将了解，所述实例因省略多个内反射而被简化。
为了本文中所提供的论述的目的，从光学共振腔反射的光的总强度是所述两个所反射光线104及107的相干叠加。在此相干叠加的情况下，所述两个所反射光束的振幅及相位两者对集合强度产生影响。此相干叠加称作干涉。所述两个所反射光线104及107可彼此相对具有相位差。在一些实施例中，所述两个波之间的相位差可以是180度且相互抵消。如果所述两个光线104及107的相位及振幅经配置以减小强度，那么所述两个光束称作以相消方式干涉。如果反之所述两个光束104及107的相位及振幅经配置以增加强度，那么所述两个光线称作以相长方式干涉。相位差取决于所述两个路径的光学路径差，而所述两个路径的光学路径差既取决于光学共振腔的厚度、所述两个表面101与102之间的材料的折射率，又取决于周围材料的折射率是否高于或低于形成光学共振腔的材料。相位差因入射光束103中的不同波长而也不同。因此，在一些实施例中，光学共振腔可反射入射光103的特定组波长而透射入射光103的其它波长。因此，一些波长可以相长方式干涉且一些波长可以相消方式干涉。通常，由光学共振腔所反射及透射的色彩及总强度因而取决于形成光学共振腔及周围介质的厚度及材料。所反射及透射的波长也取决于视角、以不同角度反射及透射的不同波长。
在图2中，光学共振腔界定于两个层之间。特定来说，吸收器层201界定光学共振腔的顶部或前表面101而底部反射器层202界定光学共振腔的底部或后表面102。吸收器及反射器层的厚度可彼此实质不同。举例来说，吸收器层201通常将比底部反射器层202薄且设计为部分地透射。吸收器及反射器层可包含金属。如图2中所示，入射在光学干涉腔的吸收器层201上的光线203沿路径204及207中的每一者部分地反射出光学干涉腔。由位于前侧或入射侧的观察者所观看到的照明场是所述两个所反射光线204与207的叠加。可通过改变反射器层的厚度及组成来显著增加或减少装置实质吸收或经由底部反射器202透射出装置的光量，而外观反射色彩在很大程度上取决于受光学共振腔101的大小或厚度及吸收器层201的材料性质支配的干涉效应。
在一些实施例中，前表面与后表面101、102之间的光学腔由一层(例如光学透明电介质层)或多个层界定。在其它实施例中，前表面与后表面101、102之间的光学共振腔由气隙或光学透明层与气隙的组合界定。光学干涉腔的大小可经调谐以使入射光的一个或一个以上特定色彩的反射最大化或最小化。可通过改变腔的厚度来改变光学干涉腔所反射的一或多个色彩。因此，光学干涉腔所反射的一或多个色彩可取决于腔的厚度。当腔高度使得特定波长因光学干涉而最大化或最小化时，所述结构在本文中称作干涉调制器(IMOD)。
在某些实施例中，可例如通过微机电系统(MEMS)来有效地改变顶部吸收器与底部反射器之间的光学共振腔高度。MEMS包括微机电元件、致动器及电子器件。微机电元件可使用沉积、蚀刻及/或蚀刻掉或移除衬底的部分及/或所沉积材料层或添加层以形成电及机电装置的其它微机械加工过程来形成。此类MEMS装置包括具有可以机电方式调整的光学共振腔的IMOD。IMOD选择性地使用光学干涉的原理吸收及/或反射光。在某些实施例中，干涉调制器可包含一对导电板，其中一者是部分反射的及部分透射的且其中另一者是部分或完全反射的。所述导电板能够在施加适当电信号时相对运动。在特定实施例中，一个板可包含沉积于衬底上的固定层且另一板可包含通过气隙与所述固定层分离的金属膜。如本文中更详细描述，一个板相对于另一板的位置可改变入射于干涉调制器上的光的光学干涉。以此方式，可改变干涉调制器所输出的光的色彩。
使用此种MEMS可调整光学干涉腔或IMOD，可提供至少两种状态。第一状态包含具有某一尺寸的光学干涉腔，由此具有选定色彩(基于腔的大小)的光以相长方式干涉并反射出所述腔。第二状态包含因光的相长及/或相消干涉而产生以便实质吸收可见波长的可见黑色状态。或者，所述两种状态可以是彩色的及广谱(白色)反射的。
图3A是IMOD堆叠300的一简化示意图。如所图解说明，IMOD堆叠300包含吸收器层301、反射器303及形成于吸收器层301与反射器303之间的光学共振腔302。反射器303可(例如)包含金属层(例如铝)且通常厚到足以不透明(例如300nm)。光学共振腔302可包含气隙及/或一种或一种以上光学透明材料。如果光学共振腔302由位于反射器303与吸收器层301之间的单层界定，那么可使用透明导体或透明电介质。在一些实施例中，光学共振腔302可包含复合结构，所述复合结构包含可包括气隙、透明导电材料及透明电介质层中的两者或两者以上的多种材料。多个层及/或气隙的可能优点在于所述堆叠的选定层可提供除其在IMOD堆叠300中的光学角色以外的多个功能，例如装置钝化或耐擦伤性。在一些实施例中，所述光学共振腔可包含一种或一种以上部分透明材料，无论导电或电介质的。用于光学干涉腔302的实例性透明材料可包含透明导电氧化物(TCO)氧化铟锡(ITO)及/或电介质二氧化硅(SiO2)。
在此实施例中，光首先通过传递到吸收器层301中而穿过IMOD堆叠300。一些光穿过部分透射吸收器层301，穿过光学干涉腔302，并重新经由光学共振腔302且经由吸收器层301反射离开反射器303。
参照图3B，在其它实施例中，光学共振腔302的厚度可包含由例如导轨、支柱或立柱等间隔件311支承的气隙302。在IMOD 300内，光学共振或干涉腔302可以是处于静态的气隙，或处于动态的气隙，也就是说，可变使用(例如)MEMS技术。
例如图3A或3B中所示的干涉调制器(IMOD)结构选择性地使用光学干涉来产生所期望反射输出。可通过选择光学共振腔302的厚度及光学性质以及吸收器301及反射器303的厚度及光学性质来“调制”此所反射输出。也可使用MEMS装置以改变光学共振腔302的大小来动态改变所述所反射输出。观察吸收器301的表面的观察者所观察到的色彩将对应于实质反射出所述IMOD但不是由所述IMOD的各层实质吸收或以相消方式干涉的那些频率。可通过选择光学共振腔302的厚度来改变干涉但不被实质吸收的频率。
图3C及3D显示IMOD的实施例，其中光学共振腔(图3B中的302)包括气隙且可使用MEMS技术来以机电方式加以改变。图3C图解说明配置成处于“打开”状态下的IMOD且图3D图解说明配置成处于“闭合”或“塌陷”状态下的IMOD。图3C及3D中所图解说明的IMOD包含衬底320、薄膜堆叠330及反射膜303。薄膜堆叠330可包含吸收器(对应于图3A及3B中的303)以及其它层及材料，例如分离的透明电极与电介质层。在一些实施例中，薄膜堆叠330可附接到衬底320。在“打开”状态下，薄膜堆叠330通过间隙340与反射膜303分离。在一些实施例中，举例来说，如图3C中所图解说明，间隙340可以是由例如导轨、立柱或支柱等间隔件311支承的气隙。在“打开”状态下，在一些实施例中，间隙340的厚度可(例如)在120nm与400nm之间变化(例如，大约260nm)。因此，在“打开”状态下，图3A及3B的光学共振腔包含所述气隙连同位于薄膜堆叠330内的吸收器上方的任何透明层。
在某些实施例中，可如图3D中所图解说明通过在薄膜堆叠330与反射膜303之间施加电压差来将所述IMOD从“打开”状态切换到“闭合”状态。在“闭合”状态下，位于薄膜堆叠330与反射膜303之间的吸收器上方的光学腔由(例如)上覆薄膜堆叠330中的吸收器的电介质层界定，且通常经配置以反射“黑色”或最小可见反射。在一些实施例中，气隙的厚度通常可在大约0nm与大约2000nm之间(例如，在“打开”与“闭合”状态之间)变化。
在“打开”状态下，入射光的一个或一个以上频率在衬底320的表面之上以相长方式干涉。因此，入射光的一些频率并非在所述IMOD内被实质吸收而是从所述IMOD反射。反射出所述IMOD的频率在所述IMOD外部以相长方式干涉。由观察衬底320的表面的观察者所观察到的显示色彩将对应于实质反射出所述IMOD但不是所述IMOD的各层实质吸收的那些频率。可通过改变光学腔(其包括间隙340)的厚度从而改变光学共振腔的厚度来改变以相长方式干涉但不被实质吸收的频率。
图4图解说明如从法向于或垂直于所述IMOD的前表面的方向所见的IMOD(例如，图3A或3B的IMOD 300)的全反射对波长的曲线图。所述全反射曲线图显示位于大约550nm(黄色)处的反射峰值。观察所述IMOD的观察者将观察到所述IMOD为黄色。如先前所提及，可通过改变光学共振腔302的厚度或材料或通过改变所述堆叠中的一个或一个以上层的材料及厚度来对所述全反射曲线的峰值的位置进行移位。
图5图解说明在具有经选择以使可见范围内的反射最小化的光学腔厚度的IMOD的情况下遍及大约400nm到800nm的波长范围的IMOD的全反射对波长曲线图。观察到所述全反射在所述整个波长范围内一律低。因此，非常少的光被反射出所述干涉调制器。在一些实施例中，由垂直看所述IMOD的前表面的观察者所观察到的色彩通常可以是黑色、红黑色或紫色。
通常，IMOD堆叠可具有视角相依性。然而，当光学共振腔经选择以使可见范围内的IMOD反射最小化时，角度相依性往往相当低。图6图解说明当入射角或视角为30度时在具有经优化以使可见反射最小化的光学共振腔的IMOD的情况下的全反射对波长。观察到所述全反射在所述整个可见波长范围内一律低。因此，非常少的可见光被反射出所述干涉调制器。图5与6的比较显示具有经选择或调制以使可见反射最小化的腔302的IMOD的光谱响应在法向入射情况下与在入射角或视角为30度时大致相同。换句话说，具有经选择以使可见反射最小化的腔的“黑色”IMOD的光谱响应不展现对入射角或视角的强相依性。
图7显示典型的光伏(PV)电池700。典型的光伏电池可将光能转换成电能或电流。PV电池是具有小碳占地面积且对环境具有较小影响的可再生能源的实例。使用PV电池可降低发电成本并提供可能的成本效益。PV电池可具有许多不同大小及形状，例如，从小于邮票到几英寸宽。若干PV电池通常可连接在一起以形成可达几英尺长及几英尺宽的PV电池模块。模块又可经组合并连接以形成具有不同大小及电力输出的PV阵列。
阵列的大小可取决于若干因素，例如特定位置中可供使用的日光量及消费者的需要。阵列的模块可包括电连接、安装硬件、功率调节设备及存储太阳能以供在太阳不照耀时使用的蓄电池。PV装置可以是具有其附带电连接及外围装置的单个电池，或PV模块或PV阵列。PV装置也可包括在功能上不相干的电组件，例如，由所述一或多个PV电池供电的组件。
典型的PV电池包含安置于两个电极之间的PV活性区。在一些实施例中，所述PV电池包含其上形成层堆叠的衬底。PV电池的PV活性层可包含例如硅等半导体材料。在一些实施例中，所述活性区可包含通过接触n型半导体材料703及p型半导体材料704而形成的p-n结，如图7中所示。此种p-n结可具有类似二极管的性质且因此页可称作光电二极管结构。
所述一或多个PV活性层703、704夹持于提供电流路径的两个电极之间。后电极705可由铝、银、或钼或某一其它导电材料形成。所述后电极可以是粗糙及未经抛光的。前电极701经设计以覆盖p-n结的前表面的大部分从而降低接触电阻并提高收集效率。在其中前电极701由不透明材料形成的实施例中，前电极701经配置以在所述PV活性层的正面上方留下开口以允许照明能够照射到所述PV活性层上。在一些实施例中，所述前电极可包括透明导体，例如，如氧化锡(SnO2)或氧化铟锡(ITO)等透明导电氧化物(TCO)。所述TCO可提供良好的电接触及导电性且同时对传入光来说是透明的。在一些实施例中，所述PV电池页可包含沉积于前电极701上方的抗反射(AR)涂层702。AR涂层702可减少从一或多个PV活性层703、704的前表面反射的光量。
当照射作用PV材料的前表面时，光子将能量传送到所述活性区中的电子。如果光子所传送的能量大于所述半导电材料的能带隙，那么所述电子可具有足够的能量以进入导电带。内部电场随所述p-n结的形成而形成。所述内部电场对赋能电子施加影响以致使这些电子移动从而在外部电路707中产生电流流动。可使用所得电流流动来为例如图7中所示的电灯泡706等各种电装置供电。
在一些实施例中，图7中所示的p-n结可由其中本征或未经掺杂的半导电层夹持于p型与n型半导体之间的p-i-n结来取代。p-i-n结可具有高于p-n结的效率。在一些其它实施例中，所述PV电池可包含多个结。
一或多个PV活性层可由各种吸光、光伏材料中的任何一种材料形成，例如晶体硅(c硅)、无定形硅(α硅)、碲化镉(CdTe)、铟铜硒化物(CIS)、铜铟镓硒化物(CIGS)、吸光染料及聚合物、散布有吸光纳米颗粒的聚合物、例如GaAs等III-V族半导体等等。也可使用其它材料。其中光子被吸收并将能量传送到电载体(空穴及电子)的一或多种吸光材料在本文中称作PV电池的PV活性层，且此术语意在涵盖多个作用子层。用于PV活性层的材料可依据PV电池的所期望性能及应用来加以选择。
在一些实施例中，所述PV电池可通过使用薄膜技术来形成。举例来说，在其中光学能量穿过透明衬底的实施例中，所述PV电池可通过在衬底上沉积第一或前TCO电极层来形成。在第一电极层上沉积PV活性材料。可在所述PV活性材料层上沉积第二电极层。所述层可使用例如物理气相沉积技术、化学气相沉积技术、电化学气相沉积技术等沉积技术来沉积。薄膜PV电池可包含无定形或多晶材料，例如薄膜硅、CIS、CdTe或CIGS。除了其它许多优点以外，薄膜PV电池的一些优点在于小装置占地面积及制造过程的可缩放性。
图8是示意性地图解说明典型的薄膜PV电池800的框图。典型的PV电池800包括光可穿过的玻璃衬底801。玻璃衬底801上沉积有第一电极层802、PV活性层803(其显示为包含无定形硅)及第二电极层805。第一电极层802可包含透明导电材料，例如ITO。如所图解说明，第一电极层802及第二电极层805将薄膜PV活性层803夹持于其之间。所图解说明的PV活性层803包含无定形硅层。如所属领域中已知，充当PV材料的无定形硅可包含一个或一个以上二极管结。此外，一或多个无定形硅PV层可包含其中本征硅层夹持于p掺杂层与n掺杂层之间的p-i-n结。
如图9A及9B中所图解说明，许多PV装置在装置的前侧或光入射侧上以及在PV装置900的背侧上采用镜面或反射导体910、911。位于前侧或光入射侧上的导体可包含总线电极910或栅格线电极911。当光学能量被PV活性材料903吸收时，产生电子空穴对。这些电子及空穴可通过移动到前电极910、911或后电极905中的一者或另一者而产生电流，如图9B中所示。前导体或电极910、911经图案化以既减小电子或空穴必须行进以到达电极的距离同时也允许足够的光能够穿过到达PV活性层903。然而，由这些电极所产生的明亮反射线通常视为不引人注意的，使得PV装置通常不用于可见位置中。
因此，下面一些实施例描述覆盖难看电极以使电极图案看起来为黑暗或黑色从而与暴露的PV活性区的外观更好地匹配的方法。此外，下文所描述的一些实施例提供外观上均匀以使其可与周围结构(例如，屋顶瓦片)更好地相融合的光伏装置。此可通过使具有经图案化电极的PV装置的正面的部分变暗，或通过使光伏装置的整个前表面变暗来实现。
一种使电极变暗或以其它方式遮蔽电极以抑制从导电层或电极的反射的方式是将干涉调制器(IMOD)用作掩模，同时调谐反射比以使电极变暗及/或使其与暴露的PV活性区的色彩外观相融合。在所述IMOD堆叠中，IMOD反射器(例如，图3A或3B的反射器303)的功能可由被遮蔽的导体(例如，图9A及9B的前总线电极910或栅格线电极911)提供。入射于IMOD掩模上的光因上述光学干涉原理而在电极的区中产生极少或不产生可见反射。有利地，干涉效应受吸收器及光学共振腔的厚度及材料支配。因此，遮蔽效应并不像常见染料或涂料那样易于随着时间而褪色。
图10A到10G图解说明用于制作在前电极上并入有IMOD掩模的PV装置的过程的一个实例。所述实例采用沉积的PV活性材料薄膜。在一个实施例中，此种光伏装置可形成于例如塑料、玻璃或其它合适的工作件的衬底1010上。如图10A中所图解说明，一种用于制造此种装置的方法可包含使用已知方法在衬底1010上形成后电极1020。金属层可经沉积以充当光伏装置的后电极1020，但也可使用非金属导电材料。
参照图10B，所述方法进一步包括形成光伏活性材料1030。在所图解说明的实施例中，光伏(PV)活性材料1030包含沉积的薄膜，但在其它布置中也可采用单晶、半导体衬底及/或其上的磊晶层的部分。沉积的PV活性材料可包含(例如)近来正得到普及的无定形硅薄膜。呈薄膜形式的无定形硅可通过物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、电化学气相沉积或等离子增强型化学气相沉积(PECVD)以及所属领域的技术人员已知的其它方法沉积于大区域上。如所属领域的技术人员已知，包含无定形硅层的PV活性材料可包括一个或一个以上具有n掺杂及/或p掺杂硅的结且可进一步包含p-i-n结。用于PV活性材料1030的其它适当材料包括锗(Ge)、Ge合金及如铜铟镓硒化物(CIGS)、碲化镉(CdTe)等合金以及III-V族半导体材料或串联多结光伏材料及薄膜。III-V族半导体材料包括例如砷化镓(GaAs)、氮化铟(InN)、氮化镓(GaN)、砷化硼(BAs)等材料。也可使用如铟镓氮化物等半导体合金。其它光伏材料及装置也是可行的。用于形成这些材料的方法为所属领域的技术人员所已知。作为说明性实例，如CIGS等合金可通过基于真空的过程来形成，其中铜、镓及铟共蒸镀或共溅镀随后通过硒化物蒸气退火以形成最终CIGS结构。基于非真空的替代过程也为所属领域的技术人员所已知。
在图10C中，透明导电氧化物(TCO)1040任选地沉积于PV活性材料1030上方。TCO层通常与光伏材料，尤其是薄膜光伏材料一起使用，以便改善与PV活性层1030的电极接触。在功能上，TCO 1040形成完成用于携载由PV活性材料1030所产生的电流的电路的前电极的一部分，但传统上上覆TCO 1040并将PV电池连接到较宽电路的更具导电性金属导体称作前电极。如所属领域的技术人员所已知，常见TCO是氧化铟锡(ITO)。用于形成或沉积ITO的方法在此项技术中为已知且包括电子束蒸发、物理气相沉积或溅镀沉积技术。也可使用其它TCO材料及制造过程。在其它实施例中，可省略所述TCO层。
在图10D中，在沉积TCO材料1040之后形成前导体层1050。前导体层1050可包含金属或高度导电材料以充当前电极并将PV电池连接到携载由PV电池所产生的电流的电路中。如上所述，这些导体往往是相当具反射性的且可损坏PV装置的外观并阻碍PV装置的广泛使用。用于前导体层1050的典型反射材料包括铝(Al)、钼(Mo)、锆(Zr)、钨(W)、铁(Fe)、银(Ag)及铬(Cr)。
如图10E中所示，光学共振腔1060形成于前导体1050上方。在所图解说明的实施例中，光学共振腔1060是沉积的透明层，然而，如上文参照图3A及3B所述，在其它布置中，所述腔可包含由例如支柱、立柱或导轨等间隔件界定的气隙(参见图3B)；单个透明导电层或电介质层；由多个导电或电介质透明层形成的复合物；或由一气隙与一个或一个以上透明层的组合形成的复合物。具有单个透明材料层的光学共振腔可简化制造并降低成本。具有多个层及/或气隙的复合结构可采用多个层来提供除其在所形成的IMOD掩模中的光学角色以外的多个功能，例如装置钝化或耐擦伤性。
气隙或复合光学共振腔也可提供多个功能，例如装置通风或提供采用MEMS来反射多个色彩(例如，彩色模式及黑色掩模模式)或用于形成可有效调谐的IMOD掩模的能力。在其中IMOD掩模的反射器303也充当PV装置的前电极的所图解说明实施例中，反射器303可用作固定电极以进行静电致动，例如，当PV装置不活动时。吸收器301可充当可移动电极。所属领域的技术人员将了解，用于操纵静电MEMS操作及从PV装置的电流收集的双重功能的互联及外部电路可与PV装置的活性IMOD掩模集成在一起。
一个实施例的光学共振腔1060由SiO2或其它透明电介质材料层形成。SiO2(或类似指标)光学共振腔1060的合适厚度在300
Figure GPA00001132904100101
(埃)与1000
Figure GPA00001132904100102
之间以产生干涉黑暗或黑色效应。用于沉积或形成SiO2的方法为此项技术中已知，包括CVD以及其它方法。用于形成光学共振腔1060的其它合适的透明材料包括ITO、Si3N4及Cr2O3。另一实施例的光学共振腔1060由SiO2或其它透明电介质材料的气隙层形成。气隙光学共振腔1060的合适的厚度在450
Figure GPA00001132904100111
与1600
Figure GPA00001132904100112
之间以产生干涉黑暗或黑色效应。
参照图10F，吸收器层1070形成于光学共振腔1060上方。在其中所构造的IMOD掩模设计成以干涉方式使自然反射前导体1050的外观变暗的所图解说明实施例中，吸收器层1070可包含(例如)半透明厚度的金属或半导体层。所述吸收器层也可包含具有非零n*k(也就是说，折射率(n)与消光系数(k)的非零乘积)的材料。特定来说，铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)、硅(Si)、钽(Ta)及钨(W)均形成合适的层。在一个实施例中，吸收器层1070的厚度在20
Figure GPA00001132904100113
与300
Figure GPA00001132904100114
之间。
参照图10G，图10F中所图解说明的堆叠随后使用(例如)光刻图案化及蚀刻或其它合适的技术来图案化以形成如图10G中所示的PV装置1000G。所得干涉调制器(IMOD)掩模300包含反射器303(其也充当所述PV装置的前导体或电极)、光学共振腔302(其在图案化之前由参考编号1060指代)及经图案化吸收器301。在图10G的实施例中，反射器303、光学共振腔302与吸收器301一起图案化且因此彼此对准。在其它布置中，IMOD掩模300的组件可具有在某一式样上不同于充当IMOD掩模反射器303的导体的图案的图案，如根据下文对图12的论述将更好地理解。IMOD掩模300因此覆盖前电极或反射器303。IMOD掩模300与充当PV装置的前电极的反射器303的对准的风险在于以锐角视角观看从反射器303的侧的一些反射最小。然而，图案化吸收器301的方式并不能阻止与反射器303相比的任何更多光到达PV活性层，所述反射器无论如何作为前电极存在(已经是这样的)。因此，吸收器301以避免PV效率的任何进一步降低的方式图案化。
吸收器301及光学共振腔302的材料及尺寸经选择以降低从下伏反射器303的反射率。反射率界定为沿法向于掩模300的上表面的方向[从IMOD掩模300反射的光强度]与[IMOD掩模300顶部上的入射光的强度]的比率。用于反射器303的常见PV装置前电极材料展现处于30％到90％的范围内的反射率。然而，IMOD掩模300经配置以将全反射率干涉地降低到小于10％。因此，可在IMOD掩模300之上观察到的反射率对于最常见反射器303材料小于10％(在此时刻反射往往看起来为“灰色”)且更通常小于5％。所属领域的技术人员将了解，鉴于本文中的揭示内容，可通过恰当选择吸收器301及光学共振腔302中的层的材料及尺寸来将反射率降低到仅仅1％到3％，因此真正看起来为“黑色”。
因此，观察者看到极少或无光从PV装置的前导体反射。因此，由覆盖电极的IMOD掩模300形成的图案可看起来为黑暗或黑色。或者，IMOD掩模300的结构经选择以反射大致匹配邻近前导体的光伏活性材料的可见区的色彩的色彩。对大多数PV装置来说，PV活性区域看起来相当黑暗，以使得通过IMOD掩模300减少可见反射有效地使导体与PV活性区域的外观相融合，从而使得很难凭眼力来区别PV装置的所述两个区。然而，由于PV活性材料的可见区因非常规PV材料或PV活性材料的窗口上的其它涂层而表现出除黑暗或黑色以外的色彩，IMOD掩模300可经构造以反射其它色彩，以便与PV活性区域的可见区匹配并产生PV装置的均匀色彩或外观。
在其中光学共振腔302包含由例如支柱、立柱或导轨等间隔件界定的气隙(参见图3B)的一个实例中，用于产生黑暗或黑色IMOD掩模300的气隙的合适高度在450
Figure GPA00001132904100121
与1600
Figure GPA00001132904100122
之间，此部分地视选择用于IMOD掩模300的其它材料而定。在其中光学共振腔302包含具有在1与3之间的折射率的电介质(例如，SiO2)的另一实例中，黑暗或黑色IMOD掩模300可产生具有在300
Figure GPA00001132904100123
与1000
Figure GPA00001132904100124
之间的电介质厚度。
参照图10H，PV装置1000H可在不损坏IMOD掩模的遮蔽功能的情况下包含例如上覆硬膜、抗反射涂层或钝化层等额外层。举例来说，上覆IMOD掩模300的电介质层1080可包含SiO2或氮化硅且可充当PV装置的顶部钝化层。此外，电介质层1080可按适于充当可进一步增强前电极区的黑色状态的抗反射(AR)层的厚度提供。由氧化硅或氮化硅构成的AR层的典型厚度在约300与1500之间。由于其它层定位于观察者与前电极反射器303之间，对各层的材料、光学性质及厚度的选择可需要调整以确保干涉掩模300产生所期望的反射率。
图11A到11D图解说明其中在图案化前电极之后形成IMOD黑色掩模的另一实施例。图11A图解说明在例如通过光刻及蚀刻图案化图10D的导体层1050之后图10D的PV装置结构。上文参照图10D描述了用于前导体层1050的合适材料。图案化界定也将充当待形成的IMOD掩模的反射器303的经图案化导体或前电极。所述结构可代表(例如)在封装之前的预制光伏(PV)装置。或者，在另一实施例中，所述PV装置可经封装且包括(例如)在进行图11B到11D的步骤之前位于图11A的结构上方的钝化层(未显示)。在此种布置中，对随后形成的光学共振腔及吸收器的材料及尺寸的选择应计及所述钝化层的光学效应。换句话说，所述钝化层(未显示)可视为所形成的复合光学共振腔的一部分。
图11B显示在形成选择用于界定IMOD掩模的光学共振腔层1060的毯覆层或复合结构之后图11A的结构。如在对图10E的论述中所述，光学共振腔层1060可以是由例如支柱、立柱或导轨等间隔件界定的气隙(参见图3B)；单个透明导电或电介质层；由多个导电或电介质透明层形成的复合物；或由一气隙与一个或一个以上透明层的组合形成的复合物。
图11C图解说明在沉积吸收器层1070之后图11B的结构。上文参照图10F论述了半透明吸收器层1070的合适材料及厚度。
图11D图解说明在图案化吸收器层1070以留下经图案化吸收器301之后图11C的结构。在所图解说明的实施例中，留下光学共振腔层1060作为毯覆层或未图案化层。因此，光学共振腔层1060毯覆于PV电池上方。吸收器301例如通过光刻遮蔽及蚀刻图案化，以大致覆盖导体及/电极303。
图11D的所得结构是包含干涉仪或IMOD掩模300的PV装置1100，其包括也充当所述PV装置的前导体或前电极的经图案化反射器303、毯覆式光学共振腔层1060及经图案化吸收器301。毯覆式光学共振腔层1060(其可代表单层或如上文所述的复合结构)也可提供跨越其中PV活性层1030可见或外露的区域的其它功能，例如PV活性层1030或任选介入TCO层1040的钝化或抗反射。位于图案化反射器303与吸收器301之间的光学共振腔层1060的区形成IMOD掩模300的光学共振腔302。在所图解说明的实施例中，吸收器301经图案化以与反射器303大致对准。
图12显示本发明的另一实施例，其中光学共振腔层1060与上覆如参照图11C所述的PV装置的各层的吸收器层1070一起图案化以覆盖反射器303从而产生如图12中所示的PV装置1200。在此实施例中，吸收器301及光学共振腔302两者均图案化以通过略微延伸于电极303以外来覆盖所述电极。在此种实施例中，经图案化吸收器301可在每一侧上横向延伸于所述电极的边缘以外少于所述电极的宽度的10％，且在一个实施例中少于所述电极宽度的5％。较宽的吸收器301更好地确保覆盖以遮蔽从前导体/反射器303的反射，并适应反射器303图案与吸收器301图案之间的合理掩模角误差等级。另一方面，通过使吸收器301宽于干涉遮蔽的反射器303的程度最小化，到达PV活性层1030的光量且因此总PV装置效率可仍为高。
在未显示的其它实施例中，吸收器层及光学共振腔结构可在所有所述PV装置上方延伸，但在此情况下，吸收器层应非常薄(大部分透射)以便使到达所述PV活性层的光的减少最小化。因此，当使毯覆式吸收器层变薄以使透射最大化时，在某种程度上牺牲黑暗或“黑色”效应的程度。在此情况下，也可需要在所述PV活性层上方采用具有相对高透射的额外半透明反射器，以便使所反射色彩与前电极区中IMOD的色彩更好地匹配。
如参照图10H所论述，图11D及12的干涉掩模300也可受形成或沉积于所述实施例的表面上方的其它一或多个层保护或钝化。
图13A到13E描绘用于制造本发明的另一实施例的过程，其中PV装置的层形成于光经由其透射到PV活性区中的透明衬底上方。图13A从例如玻璃、塑料等适当光学透明衬底1310或具有适用光学性质的其它适当衬底开始。吸收器层1320形成或沉积于衬底的与光入射侧或前侧相对的背侧上。因此，在图13A到13E中，光从下方入射。上文参照图10F的吸收器层1070论述了半透明吸收器层1320的合适材料及厚度。
图13B图解说明在吸收器层1320上方形成或沉积光学共振腔层1330之后图13A的结构。如在对图10E的论述中所述，光学共振腔层1330可以是由例如支柱、立柱或导轨等间隔件界定的气隙(参见图3B)；单个透明导电或电介质层；由多个导电或电介质透明层形成的复合物；或由一气隙与一个或多个透明层的组合形成的复合物。
图13C图解说明进一步在光学共振腔层1330上方形成或沉积导体层1340。上文参照图10D的导体层1050论述了用于导体层1340的合适材料。
参照图13D，图案化或蚀刻层1320、1330、1340形成大致类似于或覆盖反射器303图案的IMOD掩模300图案。图案化所述层堆叠界定也将充当IMOD掩模300的反射器303的经图案化导体或前电极。尽管形成于所述衬底的背侧上，但反射器303仍相对于尚待形成的PV活性层朝前(更靠近光入射侧)，且因此反射器303被说成界定所述PV装置的“前导体”。
图13E图解说明在干涉掩模300的后面或对面沉积薄膜光伏(PV)活性层1350，并随后沉积后导体层1360的结果。上文参照图10B论述了用于薄膜PV活性层的合适材料，且通常PV活性材料包括众多类型的光伏半导电材料，例如无定形硅。虽然未显示，但可在沉积PV活性层1350之前沉积例如ITO等透明导体层(TCO)，以便改善与前导体303的电接触及因此PV装置1300E的收集效率。后导体层1360可包含金属导电层，且通常形成达不透明的厚度。
在图13A到13E的实施例中，在形成或沉积PV活性材料1350之前在所述光学结构上形成PV装置的干涉掩模300。在此实施例中，所述光伏装置及干涉掩模300形成于所述光学衬底的与所述衬底的光入射侧或前侧相对的侧上。因此，层形成的顺序可与图10A到10G的顺序相反。额外层(未显示)可包括位于PV活性层1350与衬底1310之间的TCO及位于衬底1310的前侧上的AR涂层或硬膜。
图13F图解说明本发明的另一实施例。图13F显示在形成光学共振腔层1370之前图案化以留下经图案化吸收器301的图13A的吸收器层1320。然后，光学共振腔层1370沉积或形成于经图案化吸收器303上方。如在对图10E的论述中所述，光学共振腔层1370可以是由例如支柱、立柱或导轨等间隔件界定的气隙(参见图3B)；单个透明导电或电介质层；由多个导电或电介质透明层形成的复合物；或由气隙与一个或一个以上透明层的组合形成的复合物。导体材料层沉积于光学共振腔层1370上方。然后，所述导体层可经图案化以形成也充当IMOD掩模300的经图案化反射器303的PV装置1300F的前电极，同时使光学共振腔层1370在所述PV电池上不图案化。接着，在IMOD掩模300(其包括前电极)上方形成PV活性层1350并在PV活性层1350上方形成后电极1360。
在其中光透射过衬底的实施例(如图13F中所示)中使用毯覆式光学共振腔层1370可具有几个优点。如上文所提及，通常使用透明导电氧化物(TCO)来改善电极与光伏材料之间的接触。在图13F的实施例中，所述光学共振腔结构可包括与由反射器303形成的前电极接触的TCO层或由与由反射器303形成的前电极接触的TCO层形成。
图13G图解说明其中干涉掩模300形成于透明衬底1310的光入射侧或前侧上，而前电极1390及光伏(PV)活性层1350形成于衬底1310的与所述光入射侧或前侧相对的背侧上的另一实施例。在此实施例中，因反射前电极1390与吸收器301之间的衬底1310的厚度，因此需要前侧IMOD掩模300包括位于衬底1310的前侧上的单独反射器303，所述单独反射器经图案化以覆盖位于衬底1310的另一侧上的反射前电极1390。在此情况下，PV装置1300G可具有位于衬底1310的背侧上的常规构造，所述常规构造包括依序形成于透明衬底1310的后表面上的经图案化前电极1390、TCO层1380、PV活性层1350及后电极1360。衬底1310的前侧包括由依序形成于光透射衬底1310的前侧上的单独反射器303、光学共振腔302及吸收器301构成的IMOD掩模300堆叠。如同所图解说明实施例一样，此IMOD堆叠将优选地经图案化以覆盖前导体1390图案。由于此IMOD掩模具有其自身的反射器303及吸收器301，因此其与PV活性层1350电隔离且因此可单独互连以形成静电MEMS IMOD。在此实施例中，IMOD掩模300将能够打开及闭合，如图3C及3D中所图解说明。在此情况下，光学共振腔302可包括可移动电极(图3C及3D中的303)可经过其移动的气隙(图3C中的340)。如所属领域的技术人员将了解，在此实施例中，电介质层及其它层以及用于将所述可移动电极/反射器与固定电极/吸收器间隔开的支柱可形成于衬底1310前面以在衬底1310的光入射侧上实施可移动IMOD掩模300。
图14A到14B图解说明将IMOD掩模与其中光伏材料为单晶半导体衬底及/或形成于此种单晶衬底上的磊晶层的一部分的PV装置1400A集成在一起的实施例。图14A描绘光伏(PV)装置1400B，其包含后电极1410、p型硅层1420、n型硅层1430、前导体或电极1440及抗反射涂层1450。如先前所提及，需要遮蔽前电极1440(其可以是(例如)PV阵列的总线或栅格线)，或使从其的反射减少或最少化。因此，干涉掩模300可形成于电极的光入射或前侧上，如图14B中所示。此可以类似于上文所述的那些方式的方式，使用类似的材料来实现。在一个实施例中，所述过程可从包含具有已经图案化的导体303的硅衬底或单晶硅材料开始(如在图14B中)，并在其上方形成IMOD掩模300。于另一实施例中，所述过程可从包含不具有前导体或电极图案的活性区的硅衬底或单晶硅材料开始，并使用类似于上文参照图10A到10G及11A到11D所论述的那些技术的技术使前导体连同光学共振腔302及吸收器301形成为反射器303。如先前所提到，吸收器301及光学共振腔302，或吸收器单独可经图案化以与前电极/反射器303大致对准从而覆盖反射器303，如图14B中所示。在另一实施例中，吸收器301及光学共振腔302，或吸收器单独可经图案化以遵循前电极/反射器303的图案但更宽以覆盖比反射器303更大的表面面积。如在图11D及13F中，可使所述光学共振腔层不图案化或毯覆于所述PV电池上方，而图案化前电极/反射器303及吸收器301。于再一实施例中，可丝网印刷吸收器301、光学共振腔302及/或前电极/反射器303，在此情况下，可同时进行形成及图案化。可以任一分组同时或单独地丝网印刷前电极/反射器、光学共振腔及吸收器的层。此外，可通过光刻及蚀刻来图案化一些层，而可丝网印刷其它层。
前述实施例教示可用于干涉遮蔽PV装置的前电极的IMOD掩模构造具有各种各样的构造。举例来说，除了上述所述的薄膜及晶体硅PV电池及透射衬底实施例以外，还可使用干涉仪或IMOD掩模来遮蔽从薄膜干涉增强型光伏电池或装置的前电极的反射。
图15图解说明PV装置1500的实施例，其中干涉掩模300遮蔽从可充当形成于合适衬底1510上的干涉增强型电池的前导体或电极的反射器303的反射。在所图解说明的实施例中，导体303经由TCO层1550与活性层1540电接触。在其它实施例中，导体303与活性层1540直接电接触，或经由未显示的其它层及材料电接触。干涉调谐的光伏电池的某些实施例包含反射器1520及安置于PV活性层1540的光入射侧后面或对面的光学共振腔1530。所述PV活性层可包含薄膜光伏材料，例如无定形硅、CIGS或其它薄半导体膜光伏材料。反射器1520及光学共振腔1530的光学性质(尺寸及材料性质)经选择以使从分层PV装置1500的界面的反射相干地相加以在其中将光学能量转换成电能的光伏电池的PV活性层1540中产生增加的场。此类干涉增强型光伏装置增强对干涉光伏电池的活性区中的光学能量的吸收且因此提高装置的效率。在此实施例的变化形式中，可采用多个光学共振腔来单独调谐光的不同波长并使PV活性层中的吸收最大化。所埋入光学共振腔及/或层可包含透明导电或电介质材料、气隙或其组合。
虽然前述详细说明揭示本发明的若干实施例，但应理解，此揭示内容仅为说明性而非对本发明的限制。应了解，所揭示的具体配置及操作可不同于上述配置及操作，且本文中所述的方法可用于除半导体装置制作以外的背景下。

Claims (48)

1.一种界定光入射于其上的前侧及与所述前侧相对的背侧的光伏装置，所述光伏装置包含：
光伏活性层；
位于所述光伏活性层的前侧上的金属导体；及
经图案化以覆盖所述导体的前侧的干涉掩模。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述干涉掩模经配置以使得从所述干涉掩模的前侧反射的光的色彩与在邻近所述导体的区中可见的所述光伏活性层的色彩匹配。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述干涉掩模经配置以使得极少或没有入射可见光从所述干涉掩模的前侧反射，以使得所述干涉掩模从法向视角看起来为黑色。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述干涉掩模经配置以使得所述干涉掩模的反射率小于10％。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述导体包含连接阵列中的多个光伏电池的电极的总线。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述导体包含与所述光伏活性层电接触的电极。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述干涉掩模包含位于所述导体上方的光学共振腔上方的吸收器。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述光学共振腔包含由将所述吸收器与所述导体分离的若干支柱形成的气隙。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述气隙的高度在
Figure FSB00000854061000011
与
Figure FSB00000854061000012
之间。
10.根据权利要求7所述的装置，其中所述光学共振腔包含电介质材料层。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述电介质材料的厚度在
Figure FSB00000854061000013
与
Figure FSB00000854061000014
之间。
12.根据权利要求10所述的装置，其中所述电介质材料层具有在1与3之间的折射率。
13.根据权利要求10所述的装置，其中所述电介质材料层是跨越所述光伏装置延伸的毯覆层的一部分。
14.根据权利要求7所述的装置，其进一步包含位于所述吸收器上方的钝化层。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述钝化层包含二氧化硅。
16.根据权利要求1所述的装置，其中所述光伏活性层选自由以下各项组成的群组：单晶硅、无定形硅、锗、III-V族半导体、铜铟镓硒化物、碲化镉及串联多结光伏材料。
17.根据权利要求1所述的装置，其中所述光伏活性层包含薄膜光伏材料。
18.根据权利要求17所述的装置，其中所述薄膜包含无定形硅。
19.根据权利要求17所述的装置，其中所述薄膜形成于透明衬底的背侧上方、所述干涉掩模的背侧上方及所述导体的背侧上方。
20.根据权利要求19所述的装置，其中所述导体通过透明导电氧化物(TCO)与所述光伏材料电接触。
21.根据权利要求17所述的装置，其中所述薄膜形成于透明衬底的背侧上方及所述导体的背侧上方，且所述干涉掩模形成并图案化于所述透明衬底的前侧上方。
22.根据权利要求21所述的装置，其中所述干涉掩模包含在所述透明衬底的所述前侧上具有反射器的有源MEMS装置。
23.根据权利要求1所述的装置，其中所述光伏活性层包含干涉增强型光伏装置。
24.根据权利要求1所述的装置，其中所述干涉掩模包含有源MEMS装置。
25.一种界定光入射于其上的前侧及与所述前侧相对的背侧的光伏装置，所述光伏装置包含：
光伏材料；
位于所述光伏材料前面的金属导体；及
位于所述光伏材料及所述导体前面的光学干涉掩模，其中所述掩模包含位于所述光伏材料前面的反射表面；
位于所述反射表面前面的光学共振腔；及
位于所述光学共振腔前面的吸收器，
其中跨越包括所述光伏材料及所述金属导体的若干部分的所述光伏装置的所述前侧的可见色彩均匀，且其中所述光学干涉掩模经图案化以覆盖所述金属导体且暴露所述光伏材料的若干部分。
26.根据权利要求25所述的装置，其中所述光学共振腔包含以下两者或两者以上的复合物：气隙、透明导电层及透明电介质层。
27.根据权利要求25所述的装置，其中所述光学干涉掩模经配置以使得极少或没有入射可见光反射，以使得所述光伏装置看起来为黑色。
28.根据权利要求25所述的装置，其中所述光学干涉掩模及所述导体的一个或一个以上层是丝网印刷的。
29.根据权利要求25所述的装置，其中反射表面由所述导体界定。
30.一种光伏装置，其包含：
用于产生电流的装置，所述电流是从所述装置的入射侧上的入射光所产生；
用于传导所述所产生的电流的装置；及
用于从所述光伏装置的所述入射侧干涉遮蔽所述传导装置的装置，其中所述用于干涉遮蔽的装置经图案化。
31.根据权利要求30所述的装置，其中所述用于产生所述电流的装置包含半导体光伏活性材料。
32.根据权利要求30所述的装置，其中所述用于传导的装置包含与所述用于产生电流的装置电接触的反射性经图案化前电极。
33.根据权利要求30所述的装置，其中所述用于干涉遮蔽的装置包含堆叠，所述堆叠包括位于所述用于传导的装置上方的光学共振腔及吸收器，所述光学共振腔及吸收器配置成以干涉方式减小从所述用于传导的装置的反射率。
34.一种制造光伏装置的方法，其包含
给光伏发电机提供光伏活性层、经图案化前侧导体及背侧导体；
在所述光伏发电机的前侧上方形成多个层；及
图案化所述多个层中的一者或一者以上以界定覆盖所述经图案化前侧导体的干涉调制器。
35.根据权利要求34所述的方法，其中形成所述多个层包含形成吸收器及光学共振腔，所述吸收器及光学共振腔经配置以反射匹配由所述光伏活性层的若干经暴露部分所反射的可见光谱的可见光。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述干涉调制器经配置以从所述前侧看起来为黑色。
37.根据权利要求35所述的方法，其中形成所述光学共振腔包含形成电介质层。
38.根据权利要求37所述的方法，其中图案化包含图案化所述吸收器及所述电介质层。
39.根据权利要求37所述的方法，其中图案化包含图案化所述吸收器以遵循所述经图案化前侧导体的图案并留下所述电介质层作为毯覆层。
40.根据权利要求34所述的方法，其中图案化包含形成与所述前侧导体同延的所述干涉调制器。
41.根据权利要求40所述的方法，其中提供所述光伏装置包含与图案化所述多个层中的一者或一者以上同时图案化所述前侧导体。
42.根据权利要求34所述的方法，其中形成并图案化所述多个层包含以遵循所述经图案化前侧导体的图案来丝网印刷所述多个层。
43.根据权利要求35所述的方法，其中形成光学共振腔包含形成气隙及间隔件。
44.一种制造光伏装置的方法，所述光伏装置具有光入射于其上的前侧及与所述前侧相对的背侧，所述方法包含形成经配置以在所述光伏装置的所述前侧上方看起来为黑色的经图案化干涉调制器。
45.根据权利要求44所述的方法，其中所述光伏装置包含前侧反射导体，且形成所述干涉调制器包含形成吸收器、光学共振腔及所述反射导体，其中所述吸收器及所述光学共振腔经图案化以遵循所述反射导体的图案。
46.根据权利要求45所述的方法，其中形成所述经图案化吸收器及光学共振腔包含丝网印刷。
47.根据权利要求45所述的方法，其中在具有相对侧的透明衬底上形成所述光伏装置以使得所述前侧反射导体及所述干涉调制器形成于所述透明衬底的相对侧上。
48.根据权利要求44所述的方法，其中所述光伏装置包含前侧反射导体，且形成所述干涉调制器包含形成吸收器、光学共振腔及所述反射导体，其中所述吸收器经图案化以遵循所述反射导体的图案。
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