ES2292846T3 - Sustrato transparente provisto de un electrodo. - Google Patents
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Abstract
Sustrato vítreo (1) dotado de un electrodo que comprende al menos una capa transparente conductora (3) a base de óxido(s) metálico(s), caracterizado porque dicha capa presenta una rugosidad RMS de al menos 3 nm, en particular de al menos 5 nm y/o un tamaño medio de los motivos de esta rugosidad de al menos 50 nm, estando dicha capa dispuesta directamente o no sobre una cara (A) de dicho sustrato, presentando dicha cara (A) de por sí una rugosidad R.M.S de al menos 100 nm, siendo la rugosidad de la cara A del sustrato vítreo (1) no uniforme/aleatoria de manera que se obtiene una superficie Lambertiana.
Description
Sustrato transparente provisto de un
electrodo.
La invención se refiere a un sustrato
transparente, en particular de vidrio, que está dotado de un
electrodo. Ese sustrato conductor está más particularmente
destinado a formar parte de células solares. Se trata en particular
de utilizarlo como ``cara anterior de célula solar, es decir, la que
se va a encontrar directamente expuesta a las radiaciones solares a
convertir en electricidad.
La invención se interesa en particular por
células solares del tipo Si o CiS. Se recuerda de ellas brevemente
la estructura:
Se comercializa generalmente ese tipo de
producto en forma de células solares montadas en serie y dispuestas
entre dos sustratos rígidos transparentes de tipo vítreo. Las
células se mantienen entre los sustratos por un material polímero
(o varios). Según un modo de realización de la invención que se
describe en la patente EP-739 042, las células
solares se pueden colocar entre los dos sustratos, después el
espacio cóncavo entre los sustratos se rellena con un polímero
colado apto para endurecer, muy particularmente a base de
poliuretano resultante de la reacción de un
pre-polímero de isocianato alifático y de un
poliéter-poliol. El endurecimiento del polímero se
puede realizar en caliente (30 a 50ºC) y eventualmente a
sobrepresión ligera, por ejemplo en un autoclave. Se pueden
utilizar otros polímeros, como acetato de etilenvinilo EVA, y son
posibles otros montajes (por ejemplo con un hojaldrado entre los
dos vidrios de las células con ayuda de una o varias láminas de
polímero termoplástico).
Es el conjunto de los sustratos, del polímero y
de las células solares lo que se designa y se vende con el nombre
de "módulo solar".
Por tanto la invención tiene también como
objetivo dichos módulos.
Aunque se sabe que los módulos solares no se
venden por metros cuadrados, sino por la potencia eléctrica liberada
(aproximadamente se puede calcular que un metro cuadrado de célula
solar puede suministrar alrededor de 130 Watt), cada tanto por
ciento de rendimiento suplementario aumenta el rendimiento óptimo
eléctrico, y por tanto el precio, de un módulo solar de dimensiones
dadas.
La invención tiene entonces como objetivo
investigar medios para mejorar el rendimiento de conversión
fotoeléctrica de esos módulos, medios que se refieren más
específicamente a los vidrios "anteriores" dotados de
electrodos mencionados anteriormente. Convenientemente se
investigarán los medios simples a utilizar a escala industrial, sin
perturbar las estructuras y configuraciones conocidas para ese tipo
de producto.
La invención tiene ciertamente como objetivo un
sustrato vítreo tal como se ha definido en la reivindicación 1,
dotado de un electrodo que comprende al menos una capa transparente
conductora a base de óxido(s) metálico(s), dicha capa
presenta una rugosidad RMS de al menos 3 nm. Preferentemente es de
al menos 5 nm, y en particular a lo sumo 30 nm. Una gama de
rugosidad preferida se sitúa en los alrededores de 5 a 15 nm.
Ese tipo de capa conductora se conoce con la
abreviatura inglesa T.C.O. por "Oxido Conductor Transparente".
Se utiliza mucho en el dominio de las células solares y de la
electrónica.
La rugosidad R.M.S significa rugosidad "Media
Cuadrática". Se trata de una medida consistente en medir el
valor de la desviación cuadrática media de la rugosidad. Esta
rugosidad R.M.S, concretamente, cuantifica por tanto en promedio la
altura de los picos y huecos de rugosidad con relación a la altura
media. Así, una rugosidad R.M.S de 3 nm significa una amplitud de
pico doble.
Se puede medir de diferentes maneras: por
ejemplo, por microscopía de fuerza atómica, por un sistema mecánico
de punta (utilizando por ejemplo los instrumentos de medida
comercializados por la sociedad VEECO bajo la denominación DEKTAK),
por interferometría óptica. La medida se hace generalmente sobre un
micrómetro cuadrado por microscopía de fuerza atómica, y sobre una
superficie más importante, del orden de 50 micrómetros a 2
milímetros, para los sistemas mecánicos de punta.
Rugosidades RMS de al menos 3 o 5 nm
corresponden a valores relativamente elevados. La capa conductora de
acuerdo con la invención tiene una naturaleza química conocida, es
de tipo óxido metálico dopado. Por el contrario, tiene la
especificidad de ser muy rugosa. Preferentemente esta rugosidad es
aleatoria, en el sentido de que no presenta motivos de una
geometría precisa. Además, está dispersa, según el tamaño de la
superficie medida.
Alternativamente o acumuladamente, la rugosidad
de esta capa conductora se puede elegir también de manera que el
tamaño medio de los motivos de esta rugosidad sea de al menos 50 nm,
medida hecha en la dimensión paralela a la superficie del sustrato.
Convenientemente se elige de al menos 100 nm, y preferentemente de a
lo sumo 500 nm. Se da preferencia a un tamaño medio de motivos
comprendidos entre 200 y 400 nm. Este tamaño medio se puede
evaluar, en particular, por microscopía electrónica de barrido.
Cuando la rugosidad de la capa se presenta en forma de picos (de
forma irregular), que es el caso de las capas cristalizadas que
presentan un crecimiento en columna, este tamaño medio corresponde
por tanto al tamaño (la dimensión mayor) de la base de esos
picos.
Esta rugosidad particular (rugosidad R.M.S y/o
tamaño de motivos) se presenta muy eficaz. Permite en realidad, en
las interfases entre la capa y los materiales que la enmarcan, una
difusión mayor de la luz incidente, que "obliga" a ésta a
tener una trayectoria mucho más larga a través de la célula
solar.
Alargando así el trayecto óptico se multiplican
las posibilidades de absorción de la luz por los elementos activos
de la célula, y al final se aumenta el porcentaje de conversión
fotoeléctrica de la célula solar. Así se atrapa mejor la luz.
La rugosidad definida anteriormente se puede
obtener de modo viable a escala industrial por varios medios
alternativos o acumulativos.
Por supuesto se puede depositar la capa,
grabarla después por ejemplo por grabado químico o por enarenado.
También se puede depositarla directamente de manera rugosa, lo que
es más conveniente bajo el punto de vista industrial porque ello
evita una etapa de tratamiento suplementario, discontinuo, en medio
de una sucesión de etapas de depósito de las diferentes capas
constitutivas de la célula solar.
Se puede, en los dos casos de figura, depositar
la capa por diferentes técnicas. Se puede depositarla por ejemplo
por una técnica de pirolisis, en particular en fase gaseosa (técnica
frecuentemente designada por la abreviatura inglesa de C.V.D, por
"Depósito Químico en fase de Vapor"). Esta técnica es
interesante para la invención porque regulaciones apropiadas de los
parámetros de depósito permiten obtener una cierta rugosidad.
También se puede depositar la capa por una
técnica de depósito a vacío, en particular por pulverización
catódica asistida por campo magnético. La pulverización puede ser
reactiva (partiendo de blancos metálicos o suboxidados, en
atmósfera oxidante) o no reactiva (partiendo de blancos cerámicos,
en atmósfera inerte).
Además, modificaciones en los parámetros de
depósitos pueden permitir obtener una cierta porosidad y/o
rugosidad. Se puede ajustar también de manera apropiada la presión
dominante en la cámara de depósito: una presión relativamente
elevada permite generalmente obtener capas bastante porosas y
rugosas en superficie. Una posibilidad consiste en modular ese
parámetro durante el depósito para que eventualmente la capa sea
relativamente densa sobre un cierto espesor, y además más
porosa/rugosa en superficie.
De acuerdo con la invención, y se volverá a ello
con detalle posteriormente, se deposita la capa conductora sobre
una superficie de por sí rugosa, en particular sobre un vidrio que
presenta de por sí una cierta rugosidad, lo que puede provocar o
amplificar su rugosidad.
La capa conductora presenta preferentemente un
espesor de como máximo 1000 ó 700 ó 650 nm. Su espesor es
particularmente al menos 400 nm, y por ejemplo comprendido entre 400
y 800 nm.
La capa conductora se puede elegir
convenientemente de los materiales siguientes: óxido de estaño
dopado, particularmente de flúor o de antimonio (los precursores
utilizables en caso de depósito por CVD pueden ser organometálicos
o haluros de estaño asociados con un precursor de flúor del tipo
ácido fluorhídrico o ácido trifluoroacético), óxido de cinc dopado,
particularmente de aluminio (los precursores utilizables, en caso
de depósito por CVD, pueden ser organometálicos o haluros de cinc y
de aluminio), o también óxido de indio dopado, particularmente de
estaño (los precursores utilizables en caso de depósito por CVD
pueden ser organometálicos o haluros de estaño y de indio).
De acuerdo con una variante, se puede utilizar
como barrera a las especies susceptibles de difundirse del vidrio,
en particular los alcalinos, muy particularmente en caso de
tratamiento térmico simultáneo o posterior al depósito de la capa
conductora. Su papel puede también ser óptico: disminuyendo el nivel
de reflexión luminosa del sustrato permite aumentar la transmisión
luminosa a través de la capa.
Puede tratarse de una capa a base de óxido, de
oxicarburo, de oxinitruro o de nitruro de silicio. Se puede
depositarla por el mismo tipo de técnica que la capa conductora, por
ejemplo por pirolisis (CVD) o por pulverización catódica, de manera
conocida.
Se puede también depositarla de manera que
presente también una cierta rugosidad.
Convenientemente la capa conductora presenta una
resistencia por cuadrado de a lo sumo 30 ohmios/cuadrado,
particularmente a lo sumo 20 ohmios/cuadrado, preferentemente a lo
sumo 10 ó 15 ohmios/cuadrado. Está comprendida generalmente entre 5
y 12 ohmios/cuadrado.
Como se ha mencionado anteriormente, de acuerdo
con la invención la cara A del sustrato vítreo sobre la que se ha
dispuesto directa o indirectamente (por mediación de otra(s)
capa(s) como las capas barrera
pre-mencionadas) la capa conductora presenta de por
sí una rugosidad particular.
La rugosidad R.M.S de esta cara A puede variar
de 100 nm a 5000 nm y es convenientemente de 100 a 2000 nm y de una
manera preferible de al menos 500 ó 1000 nm, para obtener una
superficie llamada Lambertiana en la literatura. Esta rugosidad
R.M.S tiene el mismo significado y se puede medir de la misma manera
que la de la capa conductora descrita anteriormente. Alternativa o
acumuladamente, la rugosidad de esta cara A es tal que el tamaño
medio de los motivos, medido según una dimensión paralela a la
superficie del sustrato, sea de al menos 5 micrómetros.
Convenientemente está comprendido entre 5 y 100 micrómetros, en
particular entre 10 y 50 micrómetros.
Esta rugosidad no es uniforme, es aleatoria. No
hay motivos regulares en la superficie del vidrio, sino tamaños
variables de protuberancia y/o de hueco en la superficie del vidrio,
repartido(s) al azar sobre la totalidad de dicha superficie.
Convenientemente esta rugosidad va a permitir una difusión
importante de la luz transmitida por el sustrato y mayoritariamente
"hacia adelante", es decir, de manera que se haga difundir la
luz, pero mayoritariamente hacia el interior de la célula
solar.
El objetivo es además "atrapar" del mejor
modo los rayos solares incidentes, y ello de diferentes maneras.
Se crea una interfase difusa entre el vidrio y
el material que le es contiguo, y esta rugosidad, al menos en
parte, va a repercutir sobre las capas que van a depositarse
sucesivamente sobre esta superficie rugosa: la capa tiende a
adaptarse a la rugosidad del sustrato sobre el cual está
depositada.
En un modo de realización preferido de la
invención, la rugosidad del sustrato es muy superior a la que puede
tener la capa misma: la capa, depositada sobre una superficie
rugosa, presenta así una rugosidad de dos órdenes.
Creando una superficie rugosa se puede crear
así, en cascada, otras interfases difusoras sucesivas, cada una de
las capas siguientes se adaptan más o menos a esta rugosidad.
Combinar un sustrato vítreo rugoso esmerilado con una capa
conductora que puede, ella también, tener una rugosidad intrínseca o
provocada, permite aumentar muy significativamente la parte de
difusión en la luz transmitida al interior de la célula. Se tiene
entonces una ganancia de rendimiento de conversión netamente
mejorado, viniendo a añadirse las rugosidades de los diferentes
materiales, a combinarse de manera muy interesante.
El "atrapamiento" de la luz se puede
mejorar así porque la estructura irregular en superficie de la capa
conductora crea esta difusión hacia adelante (en asociación con la
diferencia de índice de refracción que existe entre la capa
conductora y la capa siguiente a base de silicio), y/o porque la
superficie irregular eventual del vidrio crea también una difusión
hacia adelante (en asociación con la diferencia de índice de
refracción que existe también entre el vidrio y la capa
conductora).
La rugosidad de la cara A del sustrato vítreo se
puede obtener por diferentes tipos de grabado, por ejemplo por
enarenado o por grabado químico. En este último caso puede por
ejemplo tratarse de una operación de esmerilado con ayuda de una
disolución que comprende sosa y ácido fluorhídrico, o ácido
fluorhídrico solo. Generalmente se obtiene un aspecto de superficie
que recuerda una sucesión de "cráteres" ensamblados o no, con
ese tipo de esmerilado con ácido. Ese esmerilado se puede hacer en
varias etapas, poniendo en contactos sucesivos la cara a tratar por
disoluciones diferentes. Para un esmerilado poco acentuado se puede
utilizar una disolución de ácido fluorhídrico solo. La
concentración de los elementos activos de la disolución y/o el
tiempo de inmersión del y/o el número de etapas durante el grabado
permiten regular el tamaño y la profundidad de los "agujeros"
creados en la superficie del vidrio. Convenientemente el sustrato
vítreo "rugoso" al menos sobre esta cara presenta una
transmisión luminosa global de al menos 70 ó 75%, en particular de
alrededor de 80% de acuerdo con l'Illuminant D65. La parte de
transmisión difusa puede ser de al menos 40 a 45%, en particular
alrededor de 50%.
Convenientemente aun, la capa conductora está
mayoritariamente cristalizada, particularmente con un tamaño medio
de cristalitos comprendido entre 5 y 200 nm, principalmente entre 50
y 150 nm.
Según una variante, acumulativa o alternativa
con la precedente, se puede elegir la cara B del sustrato vítreo
(la que es opuesta a la cara A citada anteriormente) de manera que
presente una cierta rugosidad también. Esta rugosidad puede ser
aleatoria, no uniforme, similar a la rugosidad de la cara A descrita
anteriormente. Pero también se puede elegirla regular, puede
presentar motivos de tipo regular: se está entonces en presencia de
una superficie llamada texturada. Se comprende por texturación una
pluralidad de motivos geométricos en relieve, cóncavos o convexos
con relación al plano general de la cara texturada del sustrato.
Se puede definir de la manera siguiente un tipo
de texturación interesante: el sustrato está texturado sobre al
menos una de sus caras por una pluralidad de motivos geométricos en
relieve con relación al plano general de dicha cara, estando la
cara texturada colocada en el lado de recepción de la luz,
comprendiendo la superficie de cada uno de dichos motivos al menos
dos puntos tales que existen dos planos secantes entre ellos que
contienen, cada uno, uno de los dos puntos referidos y reuniendo
las dos condiciones siguientes:
- -
- esos planos son todos perpendiculares al plano general de la cara texturada de la placa, y
- -
- esos planos contienen cada uno una de las dos rectas perpendiculares a dicha superficie y que pasan por uno de los dos puntos mencionados.
Convenientemente los puntos están cada uno sobre
una superficie plana diferente, y los motivos son pirámides que
tienen un semi-ángulo en el vértice.
\newpage
La base de las pirámides puede ser cuadrada. Los
motivos pueden ser también conos que tienen un semi-ángulo en el
vértice, por ejemplo inferior a 70º o a 60º, en particular
comprendido entre 25 y 50º.
Convenientemente, el círculo más pequeño que
puede contener la base de los motivos se inscribe en un círculo de
diámetro comprendido entre 0,001 mm y 5 mm.
El punto del motivo más alejado del plano
general de la cara texturada del sustrato está convenientemente
distante de dicho plano a una distancia que varía de 0,25 D a D,
representando D el diámetro del círculo más pequeño contenido en el
plano general de la cara texturada del sustrato y que puede contener
la base de dicho motivo.
La cara texturada puede comprender motivos
ensamblados.
De acuerdo con un modo de realización, la cara
texturada comprende, por tanto, motivos ensamblados que terminan en
punta.
Convenientemente, el sustrato vítreo puede ser
de tipo extra-claro, es decir, muy pobre en óxidos
colorantes como los óxidos de hierro. Un ejemplo es el vidrio
comercializado con el nombre de DIAMANT por la sociedad
Saint-Gobain Glass. El interés de tal vidrio es que
presenta una transmisión luminosa muy alta, lo que va en el sentido
de una transmisión tan importante como posible de los rayos solares
en el seno de la célula solar.
La invención tiene también por objetivo la
utilización del sustrato descrito anteriormente en una célula solar,
así como la célula solar misma, y el módulo solar del que ella
puede formar parte.
La invención se detallará más adelante con ayuda
de ejemplos no limitantes y de las figuras siguientes:
- figuras 1a, 1b, 1c y 1d: clichés obtenidos por
MEB (microscopía electrónica de barrido) de muestras de acuerdo con
la invención.
- figuras 2a y 2b: esquemas simplificados de una
parte de célula solar de acuerdo con la invención, vista en
sección, según dos variantes.
Las figuras 2a y 2b muestran muy
esquemáticamente, y sin respeto de las escalas para facilitar la
lectura de ello, en sección, una célula solar en donde el vidrio
"delantero" es rugoso (figura 2a) o liso (figura 2b) sobre su
cara interna. Se llama "cara interna" la cara en donde se
encuentran, unas sobre otras, todas las capas de la célula.
En los dos casos se tiene sucesivamente:
- -
- un vidrio 1, de vidrio claro, 1-3 mm de espesor.
- -
- una capa conductora 3, a base de óxido de estaño dopado con flúor, obtenida por pirolisis a partir de los precursores (el depósito de la capa se ha efectuado de manera conocida, por CVD de repetición, sobre un vidrio calentado hacia 600ºC
- -
- un revestimiento 4 a base de silicio y germanio, que es una superposición de capas: p.a Si / i.a.Si / n.a Si / p.a SiGe / i.aSiGe / n.a SiGe
- -
- una capa de plata 5
El vidrio 1 es un vidrio estándar
silico-sódico-cálcico,
comercializado por Saint- Gobain Glass France bajo la denominación
Planilux, sin tratamiento particular alguno. La capa 3 de
SnO_{2}:F tiene un espesor de 500 nm. Presenta una rugosidad
R.M.S de alrededor de 5 +/- 2 nm.
Con relación al ejemplo 1, el vidrio 1 es un
vidrio que ha sido esmerilado, se ha hecho difusor por grabado
químico sobre su cara B. El grabado se ha hecho del siguiente modo:
se ataca la cara en cuestión por una disolución acuosa de NaOH/F (o
HF solo) a pH 2 durante 1 hora a 1 hora 30. Se obtiene un esmerilado
en forma de especies de cráteres más bien ensamblados, creando
aristas en la superficie del vidrio. Se mide una rugosidad R.M.S
del orden de 1,8 micrómetros y un tamaño de motivos del orden de 50
micrómetros.
Es idéntico al ejemplo 2, pero esta vez es la
cara A del vidrio la que se ha esmerilado/hecho difusora (como la
cara B del ejemplo precedente). En ese caso de figura se tiene por
tanto la capa Sn02: F que se deposita sobre el vidrio rugoso y que
"sigue", al menos en parte, esta rugosidad, aparte de su
rugosidad propia que se puede modular en particular por
modificación de sus parámetros de depósito.
Las figuras 1a y 1b representan la capa
SnO_{2}:F vista según su espesor (1a), y vista desde arriba (1b),
cuando se deposita sobre sustrato liso, de acuerdo con los ejemplos
1 y 2: se ve una capa bien cristalizada, con un crecimiento
esencialmente en columna, y una superficie rugosa con un tamaño de
motivo (medido según un plano paralelo al vidrio portador de la
capa) que es aproximadamente de alrededor de 200 a 300 nm en
promedio.
La figura 1c y la figura 1d muestran la cara
rugosa del vidrio recubierta por la capa de SnO_{2}:F de acuerdo
con el ejemplo 3, vista desde arriba (1c) y desde su espesor (1d):
se ve el perfil de cráter de la rugosidad del vidrio según motivos
en hueco, ensamblados, que es "seguido" por la capa, que
presenta de por sí una rugosidad, pero a una escala mucho menor: se
tiene, por tanto, una rugosidad de la capa que es de dos
órdenes.
La tabla 1 más adelante reagrupa para cada uno
de los tres ejemplos los datos siguientes: (de acuerdo con el
montaje, de manera conocida e idéntica para los tres ejemplos de la
célula).
- -
- Jsc: el valor en mA/Cm^{2} de densidad de corriente generado por el módulo solar, a cero voltios (es la densidad de corriente correspondiente a un cortocircuito).
- -
- FF (%): es la abreviatura inglesa para "Fill Factor", que se define como la potencia máxima de la célula dividida por el valor de Jsc y de Voc, que es la abreviatura inglesa para "open circuit voltage", es decir, la tensión en circuito abierto.
- -
- \eta (%): Es la eficacia solar de la célula, definida como la potencia máxima de la célula dividida por la potencia máxima luminosa de la célula a 1000 W/m^{2}, a 25ºC y según un espectro AM 1,5.
Se ve que utilizar un vidrio del que una al
menos de las caras es rugosa conduce a una ganancia de rendimiento
no despreciable. Los mejores resultados se obtienen cuando es sobre
esta cara rugosa en donde se deposita la capa conductora: sin haber
explicado completamente las razones de ello, parece en efecto que
entre la rugosidad del vidrio y la rugosidad intrínseca de la capa
se produce una sinergia muy favorable. Se difunde así un máximo de
luz transmitida por el vidrio 1, permitiendo a la luz atravesar
varias veces, según los ángulos de incidencia variables, los
materiales a base de silicio en donde se efectúa la conversión
fotoeléctrica.
Ni que decir tiene que la invención se aplica de
la misma manera a las células solares utilizando otros
semiconductores aparte de los basados en silicio, como CiS, CdTe,
Ga As o Gal n P, Ge, GaSb, InP, Gax Iny As, o CuInSe_{2}.
La invención puede utilizar también como vidrio
1 vidrio extraclaro, para aumentar aún el porcentaje de luz
transmitida por el vidrio.
La invención se refiere por tanto a electrodos
en los que el vidrio 1 no es rugoso, y en los que es la capa
conductora 3 la que es rugosa, y recíprocamente. La realización
preferida de la invención consiste en combinar sus rugosidades,
como lo ilustran las figuras 1c y 1d.
Cuando, como en el ejemplo 3, se tiene una
superposición de dos rugosidades, entonces puede llegar a ser
difícil tener en cuenta la influencia, en la superficie de la capa
conductora, entre la rugosidad conferida por el sustrato y la que
la capa tendría si hubiera sido depositada en las mismas condiciones
pero sobre vidrio liso, sobre el rendimiento óptimo de la célula
solar: se tiene verdaderamente una combinación de efectos. Las capas
conductoras de ZnO dopado, en particular con aluminio son
alternativas muy interesantes a las capas de óxido de estaño dopado
con flúor utilizadas en los ejemplos.
La presente no se limita a los ejemplos de
realización anteriormente descritos, sino que engloba también las
variantes siguientes:
- -
- se dispone entre el sustrato vítreo 1 y la capa conductora 3 al menos una capa 2 con función de barrera a las especies susceptibles de difundirse del vidrio, en particular los alcalinos y/o con función óptica.
- -
- la cara A del sustrato vítreo 1 sobre la que se dispone directamente o no la capa conductora 3 presenta de por sí una rugosidad R.M.S de al menos 100 nm., a saber, comprendida entre 1000 y 5000 nm, en particular comprendida entre 1500 y 2000 nm.
Por otra parte, ese sustrato vítreo 1 dotado de
un electrodo que comprende al menos una capa transparente
conductora 3 a base de óxido(s) metálico(s) se
caracteriza porque la cara A del sustrato vítreo 1 sobre la que se
dispone directamente o no la capa conductora 3 presenta una
rugosidad R.M.S de al menos 1000 nm, en particular comprendida
entre 1000 y 5000 nm, y/o una rugosidad tal que el tamaño medio de
los motivos es de al menos 5 \mum, en particular comprendido
entre 5 y 100 \mum.
Se señala también que la rugosidad de la cara B
es una texturación regular, en particular con motivos que tienen la
forma de cono o de pirámide de base triangular o cuadrada, siendo
dichos motivos cóncavos o convexos.
Claims (23)
1. Sustrato vítreo (1) dotado de un electrodo
que comprende al menos una capa transparente conductora (3) a base
de óxido(s) metálico(s), caracterizado porque
dicha capa presenta una rugosidad RMS de al menos 3 nm, en
particular de al menos 5 nm y/o un tamaño medio de los motivos de
esta rugosidad de al menos 50 nm, estando dicha capa dispuesta
directamente o no sobre una cara (A) de dicho sustrato, presentando
dicha cara (A) de por sí una rugosidad R.M.S de al menos 100 nm,
siendo la rugosidad de la cara A del sustrato vítreo (1) no
uniforme/aleatoria de manera que se obtiene una superficie
Lambertiana.
2. Sustrato de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque la rugosidad R.M.S de la capa conductora
(3) está comprendida entre 3 nm y 30 nm, en particular entre 5 y 15
nm.
3. Sustrato de acuerdo con la reivindicación 1 o
la reivindicación 2, caracterizado porque los motivos de la
rugosidad de la capa conductora tienen un tamaño medio de al menos
100 nm, y en particular a lo sumo 500 nm.
4. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
motivos de la rugosidad de la capa conductora tienen un tamaño
medio comprendido entre 200 y 400 nm.
5. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa
conductora (3) está depositada por pirolisis, en particular en fase
gaseosa.
6. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la capa (3)
está depositada por pulverización catódica.
7. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa
conductora (3) está elegida entre el óxido de estaño dopado, en
particular con flúor o antimonio, óxido de cinc dopado, en
particular con aluminio, y óxido de indio dopado, en particular con
estaño.
8. Sustrato de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque entre el
sustrato vítreo (1) y la capa conductora (3) está dispuesta al
menos una capa (2) con función de barrera a las especies
susceptibles de difundirse del vidrio, en particular alcalinos, y/o
con función óptica.
9. Sustrato de acuerdo con la reivindicación 8,
caracterizado porque la capa barrera (2) es a base de óxido,
de oxicarburo, de oxinitruro o de nitruro de silicio, en particular
depositada por pirolisis o por pulverización catódica.
10. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
capa conductora (3) tiene una resistencia por cuadrado de a lo sumo
30 ó 20 \Omega/\Box, en particular de a lo sumo 15
\Omega/\Box.
11. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
capa conductora (3) tiene un espesor de al menos 1000 nm, y
preferentemente de al menos 400 nm.
12. Sustrato de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque la cara A del sustrato vítreo presenta
de por sí una rugosidad R.M.S comprendida entre 100 y 5000 nm, en
particular comprendida entre 1500 y 2000 nm.
13. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
cara A del sustrato vítreo (1) sobre la que se deposita
directamente o no la capa conductora (3) presenta de por sí una
rugosidad con un tamaño medio de motivos de al menos 5 \mum, en
particular de al menos 10 \mum.
14. Sustrato de acuerdo con la reivindicación
13, caracterizado porque la cara A del sustrato vítreo (1)
presenta una rugosidad con un tamaño medio de motivos comprendido
entre 5 y 100 \mum, en particular comprendido entre 10 y 50
\mum.
15. Sustrato vítreo (1) dotado de un electrodo
que comprende al menos una capa transparente conductora (3) a base
de óxido(s) metálico(s), caracterizado porque
la cara A del sustrato vítreo (1) sobre la que se dispone
directamente o no la capa conductora (3) presenta una rugosidad
R.M.S de al menos 100 nm, en particular comprendida entre 100 y
1000 nm, y/o una rugosidad tal que el tamaño medio de los motivos es
de al menos 5 \mum, en particular comprendido entre 5 y 100
\mum, siendo la rugosidad de la cara A del sustrato vítreo (1) no
uniforme/aleatoria de manera que se obtiene una superficie
Lambertiana.
16. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque la
rugosidad de la cara A del sustrato vítreo (1) se obtiene por
grabado químico o por abrasión mecánica de tipo enarenado.
17. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
cara B del sustrato vítreo (1) que es opuesta a la cara A sobre la
que se dispone directamente o no la capa conductora (3) presenta
una rugosidad aleatoria o no aleatoria.
\newpage
18. Sustrato de acuerdo con la reivindicación 17
y la reivindicación 1 o la reivindicación 15, caracterizado
porque la rugosidad de la cara B del sustrato vítreo (1) es
aleatoria, similar a la de la cara A de éste.
19. Sustrato de acuerdo con la reivindicación
17, caracterizado porque la rugosidad de la cara B es una
texturación regular, en particular con motivos que tienen la forma
de cono o de pirámide con base triangular o cuadrada, siendo dichos
motivos cóncavos o convexos.
20. Substrato de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque la cara A
del sustrato vítreo (1) presenta una rugosidad que provoca una
difusión de la luz transmitida hacia adelante, presentando el
sustrato particularmente una transmisión luminosa global de al menos
70 a 75%, y de la cual una transmisión luminosa difusa de al menos
40 a 50%.
21. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
capa conductora(s) es mayoritariamente, en particular
esencialmente, cristalizada.
22. Utilización del sustrato de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes en una célula
solar.
23. Célula solar caracterizada porque
comprende el sustrato de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 21.
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