MXPA06015018A

MXPA06015018A - Celda solar fotovoltaica y modulo solar.

Info

Publication number: MXPA06015018A
Application number: MXPA06015018A
Authority: MX
Inventors: Nils-Peter Harder; Paul Mogensen; Ulf Blieske
Original assignee: Saint Gobain
Priority date: 2004-07-07
Filing date: 2005-07-05
Publication date: 2007-03-12
Also published as: US7994420B2; US20070199591A1; EP1766690A1; JP2008506249A; WO2006005889A1; BRPI0512989A

Abstract

La invencion de relaciona con una celda (1) solar fotovoltaica que comprende un electrodo (3) superior, una capa (4) con propiedades dispersoras de luz o reflejantes de luz, un electrodo inferior, caracterizado porque la capa (4) se localiza entre el electrodo (3) superior y el electrodo (5) inferior.

Description

CELDA SOLAR FOTOVOLTAICA Y MODULO SOLAR DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con una celda solar 5 fotovoltaica que comprende un electrodo superior, una capa con propiedades de dispersión o reflexión de luz y un electrodo inferior, las celdas solares que utilizan este tipo de tapa con propiedades de dispersión o reflexión se integran en un módulo solar construido a partir de estas 1_ Q celdas. El término "módulo solar" se entiende aquí que significa en particular una distribución de varias celdas solares conectadas eléctricamente juntas en serie. Un problema conocido con las celdas solares ]_5 fotovoltaicas es el uso deficiente de la luz incidente. Más particularmente, en celdas solares modernas de película delgada (por ejemplo, en las cuales la placa absorbente está constituida de silicio cristalino o amorfo, o que contiene dicho material) , el espesor de las capas 20 funcionales que absorben la luz y la convierten en la energía eléctrica puede ser igual o incluso menor que las longitudes de onda de la luz incidente en el aire. En particular, el espesor de la tapa en parte es menor que la profundidad media de penetración de la luz incidente dentro 25 de las capas absorbentes funcionales respectivamente. Bajo estas condiciones límite, la energía contenida en la luz incidente en todos los casos aún es absorbida de manera solo insuficiente, bajo irradiación directa (perpendicular) . La eficiencia, o alternativamente, el uso de la luz en estas celdas solares en consecuencia es insuficiente, en ausencia de otras medidas, para satisfacer los requerimientos actuales y las demandas de la generación eficaz y económica de electricidad. De igual manera, las celdas solares convencionales, es decir, aquellas fabricadas a partir de obleas de silicio o alternativamente celdas solares aplicadas en silicio, por ejemplo, con un espesor de más de 1 a 2 micrómetros, se pueden mejorar utilizando la técnica de trampas de luz formadas, por ejemplo, por superficies estructuradas y soportes o caras inferiores de alta reflectividad de luz con el fin de optimizar el uso de la luz incidente para generar corriente. Los términos "obleas" se entiende que significan cortes delgadas de silicio cristalino que se pueden utilizar como sustratos de base para la fabricación de celdas solares. En general, las celdas solares de película delgada comprenden varias capas, específicamente un electrodo superior transparente, el cual debe permitir que pase a través del mismo luz incidente, una capa absorbente, la cual absorbe la luz y la convierte en energía eléctrica y un segundo electrodo inferior (habitualmente un electrodo metálico) , el cual no debe ser transparente y en consecuencia puede ser relativamente grueso - con una resistencia de superficie muy baja. Dentro del contexto de la invención, un electrodo se denomina un electrodo "superior" en oposición a otro denominado electrodo "inferior", cuando el electrodo "superior" está más cerca del sustrato a través del cual pasan primero los rayos de 10 luz- Respecto a las celdas solares de oblea de silicio, estas, por naturaleza, son autosustentables y están equipadas con una rejilla de electrodos (por ejemplo electrodos impresos) sobre la cara incidente de luz. No -j_5 obstante, también habitualmente se ensambla para el uso propuesto, con sustratos de área grande, por ejemplo, los electrodos se insertan entre dos placas de vidrio. De manera muy general para celdas solares de película delgada se construyen sobre sustratos regidos o 20 flexibles. Sus electrodos habitualmente son electrodos planos continuos. Cuando es apropiado, aún existe una cubierta mecánica en la parte trasera - algunas veces las celdas solares se colocan, por ejemplo, en montaje de vidriado aislante. 25 El sustrato se denomina un "superestrato" cuando, en posición, se ensambla como un módulo solar y se orienta hacia el sol, y en consecuencia está entre el sol y las capas absorbentes. Un superestrato, en consecuencia puede ser transparente y la sucesión de capas depositadas, en general, en el caso de un superestrato son: (i) un electrodo superior; (ii) un semiconductor (capa absorbente) ; (iii) un electrodo inferior. Un sustrato "verdadero", a diferencia de un superestrato, puede ser opaco y la sucesión de capas depositadas en general, comenzando desde el sustrato, son: (i) un electrodo inferior; (ii) un semiconductor (capa absorbente) ; (iii) un electrodo superior. Respecto a los electrodos de plano, estos pueden estar constituidos de varias capas. Por lo tanto, el electrodo inferior puede estar constituido de una interposición de TCO con impurezas (óxido conductor transparente), por ejemplo ZnO:Al, ITO, Sn02 y el otro metal tal como plata o aluminio. El electrodo superior puede comprender una capa metálica colocada entre las capas antirreflejantes dieléctricas o también se pueden elaborar de TCO. Las soluciones para mejorar la utilización de luz en celdas solares consiste, en primer lugar, en reducir la reflexión de la luz fuera de la superficie exterior. Para este propósito, por una parte se sabe de la aplicación de un tratamiento antirreflejante a las superficies sobre la cara donde incide la luz, tratamiento en el cual los recubrimientos antirreflejantes se pueden depositar, o se pueden formar microestructuras sobre la superficie. Las microestructuras mencionadas antes también pueden refractar la luz e introducirla en ángulos planos o incluso de una manera difusa, en capas absorbentes. Otra medida conocida consiste en producir los electrodos superiores transparentes de celdas solares (las capas absorbentes vienen directamente después de los electrodos) de manera que intencionalmente tienen una superficie rugosa de manera tal que la luz se dispersa conforme pasa a través de la capa de electrodo dentro de la capa absorbente. Por este medio, se intenta aumentar la longitud de trayectoria de cada rayo de luz que atraviesa dentro de la capa absorbente. Finalmente, el grado de utilización de luz también puede mejorarse por retrorreflexión de la cantidad de luz que ha pasado a través de la capa absorbente (la cual es parcialmente transparente debido a su bajo espesor) . Para este propósito, se pueden utilizar electrodos metálicos (que no son transparentes) y estos habitualmente se colocan sobre aquella cara de las celdas solares la cual se localiza en el lado opuesto de la luz incidente.

Pese a todas estas medidas, la corriente generada por las celdas solares de película delgada aún permanece mucho menor en comparación con la generada con las celdas solares elaboradas de oblea de silicio relativamente gruesas. Aunque debe aceptarse que estas últimas siempre generan más corriente que las celdas solares de película delgada, las corrientes particularmente bajas proporcionadas por las celdas solares de película delgada (menos costosa) sugiere que aún existe potencial de mejora. No obstante, la presencia de superficies rugosas en las celdas solares siempre constituye un equilibrio entre la optimización óptica, respecto a la luz y la optimización de propiedades puramente eléctricas de la celda solar. Se puede demostrar por ensayos que las superficies rugosas en los límites entre los electrodos y la capa absorbente tienden a mejorar las propiedades ópticas (por ejemplo aquellas medidas por una corriente en corto circuito bajo iluminación) , mientras que en general las propiedades eléctricas (por ejemplo aquellas medidas por el voltaje a través de las terminales abiertas bajo iluminación) se deterioran cuando aumenta la rugosidad. Para obtener dispersión de luz sin tener superficies rugosas que separen el efecto de captación de luz del comportamiento eléctrico de las celdas solares. Se puede obtener de esta manera una eficiencia luminosa mayor sin el inconveniente de que se degrade la función eléctrica y por lo tanto al mismo tiempo se obtiene una mayor eficiencia en convertir la luz en energía eléctrica. El documento WO 01/90787 Al describe un recubrimiento de dispersión de luz delgado que es muy adecuado para dispersar uniformemente la luz emitida por una fuente de luz. Como ejemplos de esta aplicación se puede hacer mención en particular de la iluminación trasera de pantallas planas, lámparas planas, etc. El recubrimiento esencialmente está constituido de partículas unidas con un aglutinante mineral u orgánico con un diámetro de entre 0.3 y 2 µm, el aglutinante representa una fracción de volumen de 10 a 40% del recubrimiento. El recubrimiento tiene una atenuación de contraste mayor de 40%. Puede tener una transmisión de luz mayor de 45% o incluso 60%, en particular, cuando las partículas mismas están constituidas de materiales semitransparentes (minerales) . El índice de refracción de luz de las partículas preferiblemente es mayor que el del aglutinante. La capa de dispersión de luz preferiblemente se deposita con un espesor de entre 1 y 20 µm utilizando un procedimiento adecuado sobre la superficie del sustrato, por ejemplo, serigrafía, inmersión, salpicado o aspersión. No es por naturaleza eléctricamente conductor, o de otra manera es un conductor pobre (una elevada resistencia óhmica) . No obstante, dispersa la luz incidente uniformemente de manera tal que la intensidad de la luz dispersada en cada ángulo de visión es proporcional al área de proyección. Utilizando aditivos que tienen un efecto dispersante, es posible mantenerse dentro de los límites las aglomeraciones de partículas que pueden resultar en perturbaciones de transmisión indeseables dentro de la capa. La patente EP 688 818 Bl describe preparaciones basadas en particular y aglutinantes las cuales también son adecuadas para aplicaciones de dispersión de luz, por ejemplo en diodos emisores de luz. El documento WO 2004/005978 Al describe una aplicación de capas de dispersión de luz del tipo mencionado antes en combinación con una capa de aislamiento o atenuación de radiación electromagnética que tiene una resistencia de superficies relativamente alta mayor de 100 O/unidades cuadradas. Esta capa puede nuevamente contener una TCO o puede estar constituida de la misma, la capa de dispersión de luz en primer lugar se deposita sobre un sustrato y es seguida, posteriormente, por la capa de aislamiento electromagnético. El contexto de dicha combinación es la aplicación de una capa de dispersión de luz en pantallas de cristal líquido de luz trasera en las cuales el aislamiento electromagnético debe contrarrestar la influencia perturbadora de la fuente de luz que se localiza detrás del sustrato de los cristales líquidos. El problema en la base de la invención consiste en mejorar la dispersión de luz en celdas fotovoltaicas o módulos solares independientemente de la rugosidad de la superficie. De acuerdo con la invención, este problema se resuelve mediante el uso de por lo menos una capa con propiedades de dispersión o reflexión de luz, en particular, una capa constituida de partículas reflejantes de luz unidas con un aglutinante mineral u orgánico, seguido después de por lo menos uno de los electrodos en la trayectoria de los rayos de luz incidente. Las características de las reivindicaciones dependientes proporciona modalidades ventajosas de esta invención. Se obtiene una mejoría sustancial en la utilización de luz en celdas fotovoltaicas en módulos solares cuando la capa de dispersión o reflexión de luz del tipo mencionado antes se combina con una de las superficies de la capa de la celda solar, lo cual se alcanza por la luz o a través de la cual pasa la luz. Dentro del contexto de la presente descripción, se entiende que "capas absorbentes" significan no sólo aquellas que están constituidas de silicio cristalino o amorfo, sino también materiales absorbentes o capas absorbentes elaboradas de obleas de silicio y también películas delgadas que proporcionan una acción fotovoltaica, tales como CIS, CdTe y materiales similares. De manera aún más general (en el caso de una celda solar basada en una oblea de silicio, como se volverá evidente posteriormente en el texto) , la capa de dispersión o reflexión de luz se combina con la parte trasera reflejante o el electrodo inferior que se localiza en el lado opuesto de la cara incidente de luz. Debe entenderse aquí que el término "capa de dispersión de luz" significa también una capa que refleja la luz además de su efecto dispersante. La capa de dispersión de luz, cuando tiene una transmisión de luz elevada, se puede colocar entre el sustrato y el electrodo superior, entre el electrodo superior y la capa absorbente o también frente al electrodo superior o también entre por lo menos dos capas del electrodo superior, cuando esta última está constituida de varias capas parciales transparentes (por ejemplo, una capa dielétrica, una capa de metal y una capa dieléctrica) proporcionadas de manera tal que los diversos materiales de las capas son mutuamente compatibles y que la adhesión entre las mismas se puede garantizar. De acuerdo con la invención, se prefiere en particular combinar el electrodo inferior que se localiza en el lado opuesto desde la cara incidente de luz con esta capa de dispersión de luz. Esto siempre será útil si la luz incidente pasa por lo menos parcialmente a través de la capa absorbente. Este también es el caso con sustancias absorbentes en forma de obleas, y esto se vuelve muy importante en el caso de obleas más delgadas. Establecido de manera sencilla, la luz pasa (parcialmente) a través de la capa absorbente cuando el espesor del material de la capa es perpendicular a la incidencia de la luz es menor que la longitud de absorción de la luz para una longitud de onda que se encuentra por encima del borde de la banda de absorción del semiconductor que forma la capa absorbente o está contenida en la misma. De acuerdo con otra modalidad ventajosa, la capa de dispersión de luz se coloca entre una capa transparente (TCO) del electrodo inferior que se conecta a la capa absorbente y la capa de electrodo de metal final. En este caso, no obstante, es necesario asegurar que continúe existiendo un buen contacto eléctrico entre las dos capas de electrodo vía la capa de dispersión de luz (o una elevada resistencia óhmica) . También es concebible tener un revestimiento "doble" de la celda solar con capas de dispersión de luz en cada lado de la capa absorbente.

La capa de dispersión de luz contiene, de una manera conocida por sí misma, partículas y aglutinantes. Preferiblemente, las partículas son transparentes o semitransparentes con el fin de mantener una transmisión de luz tan alta como sea posible en la capa de dispersión de luz. En particular pueden ser partículas minerales, tales como óxidos, nitruros o carburos. Para la fabricación de las partículas, es más preferible utilizar óxidos de metal, tal como óxido de silicio, de aluminio, de zirconío, de titanio o de cerio. Cuando sea apropiado, las partículas también pueden estar constituidas de mezclas de por lo menos dos de estos óxidos . Dichas partículas se pueden obtener por cualquier procedimiento de fabricación conocido por aquellos expertos en la técnica. Preferiblemente tienen una distribución de tamaño de partícula en el cual por lo menos 50% de las partículas difieren en no más de 50% del tamaño de partícula medio, y por lo tanto son relativamente uniformes. El aglutinante debe mostrar suficiente estabilidad de temperatura para ser capaz de resistir, sin que se dañe, cuando se generan temperaturas muy altas dentro de las células solares cuando son expuestas a radiación solar fuerte. A este respecto, un aglutinante mineral puede ser ventajoso, por ejemplo, uno del tipo que consiste de silicato de potasio, silicato de sodio, silicato de litio o fosfato de aluminio. Además, en el presente caso de solicitud, la capa de dispersión de luz no se expone a influencias externas (medio ambiente, abrasión) de manera que su estabilidad mecánica no constituye un criterio principal en la selección del material. También es posible utilizar un aglutinante orgánico suficientemente estable a la temperatura, por ejemplo uno del tipo que consiste de polímeros de alcohol polivinílico, resinas termoendurecibles y acrilatos. Otras propiedades importantes de una capa de dispersión de luz adecuadas para la aplicación que se considera aquí se puede encontrar en el documento WO 01/90787 Al mencionado en la introducción, cuya descripción ya ha sido reproducida parcialmente en la introducción y se incluye aquí de manera explícita respecto a las propiedades de las capas. Cuando la capa de dispersión de luz descrita se utiliza en un reflector de la parte trasera de una celda solar, la cantidad de luz que aún pasa a través de la capa de dispersión de luz es reflejada por la capa metálica que se encuentra detrás de la capa de dispersión de luz y nuevamente se somete a dispersión de luz.

Como un resultado de la porosidad natural de la capa de refracción de luz, se garantiza suficiente contacto eléctrico bueno entre el metal depositado sobre la capa de dispersión de luz y la capa de TCO que se encuentra debajo de la capa de dispersión de luz, a través de la capa de dispersión de luz de elevada resistencia óhmica. Se ha demostrado experimentalmente que la resistencia de transición eficaz entre las capas de electrodos puede ignorar. Dado que es posible, por el contrario, reducir la rugosidad de superficie de los sustratos rígidos o de los electrodos de superficie o incluso eliminar dicha rugosidad sin que se reduzca apreciablemente el efecto de dispersión de luz, esto naturalmente resulta de antemano en una mejora apreciable en las propiedades eléctricas de la celda solar, las cuales compensan en mucho cualquier incremento ligero en la resistencia de transición entre las capas del electrodo inferior. Además de esto, el sustrato por supuesto se puede proporcionar en la cara en donde incide la luz con una estructura de superficie o un recubrimiento que disperse la luz o con un recubrimiento o una estructura de superficie que reduzca la reflexión de la luz incidente. Se han fabricado vidrios adecuados durante muchos años por el solicitante para aplicaciones solares y se encuentran disponibles comercialmente bajo la marca comercial ALBARINOMR. Como es habitual, cuando uno o más de los módulos solares se construyen a partir de celdas solares equipadas de acuerdo con la invención las cuales están constituidas de celdas solares conectadas eléctricamente juntas en serie, entonces la estructura de la capa se puede producir con la capa de refracción de luz en primer lugar sobre toda la superficie del módulo con el fin, de la manera habitual para esto de subdividirla subsecuentemente en celdas solares individuales. Otro aspecto de la invención se relaciona con el uso de celdas solares de oblea de silicio para las cuales es una práctica general suministrarlas con una capa de TCO en la parte trasera o en el electrodo inferior. En este caso, el contacto entre el sustrato (el cual puede actuar como una sustancia absorbente) y la capa metálica se obtiene directamente. La superficie de contacto entre el semiconductor y el metal, no obstante, tiene una actividad de recombinación elevada, es decir, la minoría de carga transportada por los pares de electrones-huecos producida en el silicio como resultado de la incidencia de luz para la generación de corriente "desaparece" en el límite de metal-semiconductor con una alta probabilidad ("recombinación de superficie") . Este efecto en general es más pronunciado conforme más delgada sea la oblea de silicio, o de manera alternativa, cuando más grueso sea el absorbedor o el sustrato. Se infiere que un voltaje sin carga (un voltaje de circuito abierto) de la celda solar desciende de manera indeseable como también la corriente de corto circuito generada por la luz. Con la tendencia hacia una sustancia absorbente más delgada, o alternativamente, una oblea, los espesores en consecuencia son cada vez de mayor importancia para asegurar una buena calidad electrónica de la cara en la parte trasera de la celda solar, o alternativamente, para pasivar la superficie en la parte trasera con un tratamiento apropiado, después de lo cual los pares de electrón-hueco producidos por la luz ya no se pueden recombinar de una manera extremadamente rápida. Esto es válido independientemente de si la oblea se encuentra con impurezas en p o impurezas en n. En celdas solares de alta eficiencia, el contacto entre la sustancia absorbente y la capa metálica se reduce consecuentemente al mínimo necesario para la conducción de la corriente (por ejemplo en lo que se denominan celdas solares de contacto de punto con una estructura PERL, con una estructura PERC, con una estructura de punto polka, etc. ) . La eficiencia de las celdas solares mejora al depositar lo que se denomina una capa de "pasivación" (habitualmente un recubrimiento de óxido de silicio o nitruro de silicio) entre la oblea y la capa de electrodo de metal, capa la cual es interrumpida en lugares o puntos para el contacto deseado con el metal. Esto se puede llevar a cabo por enmascaramiento local antes de que se deposite la capa o además por remoción local subsecuente (estructurado por fotolitografía o extracción láser) de la capa completa inicialmente. La operación mencionada antes de producir interrupciones en la capa de pasivación no se puede llevar a cabo antes de la deposición del electrodo de la parte trasera o inferior (probablemente con una reducción en el costo) . También es posible, después de la deposición sobre toda la superficie de la parte trasera o del electrodo inferior, opcionalmente sobre una pasivación/capa de pasivación sobre toda la superficie de la oblea, producir contactos de punto entre la parte trasera o el electrodo inferior y la oblea por unas láser o por tratamiento con "bombardeo", contacto el cual pasa a través de una pasivación existente. Otra manera posible de eliminar el estructurado de la capa consiste en utilizar metales, en particular aluminio, como un elemento de la capa metálica del electrodo de la parte trasera o inferior, metal el cual pasa a través de la capa de pasivación (óxido de silicio) en forma únicamente de agujas en algunos lugares al llevar a cabo adecuadamente el procedimiento (por ejemplo tratamiento con calor), el semiconductor (silicio) está en contacto con el mismo únicamente en esos puntos. El metal del electrodo de la parte trasera o inferior en sí mismo puede generar impurezas en el semiconductor por simple contacto eléctrico - impurezas de tipo n o impurezas de tipo p, dependiendo del metal. El comportamiento del aluminio con impurezas p se discutirá en lo siguiente, aunque se aplican condiciones similares a metales con impurezas n. Si el aluminio hace contacto con un material tipo p al pasar a través de la capa de pasivación (y suponiendo únicamente en la superficie) , puede producirse entonces una impureza de tipo p local y por lo tanto se puede producir un BSF (campo de superficie de la parte trasera) localmente en el límite de semiconductor con el contacto de aluminio. Si el aluminio hace contacto sobre un material de tipo n al pasar a través de la capa de pasivación (y suponiendo únicamente sobre la superficie) , la impureza tipo n aquí puede ser sobrecompensada localmente, lo que resulta en dos posibilidades fundamentales. En primer lugar, las transiciones p-n locales hacia un semiconductor de tipo n pueden formar, o un canal limitado localmente de material de impureza tipo p se forma, lo que proporciona, a través de una superficie con impureza n, una conexión de tipo p directa entre el aluminio y el cuerpo semiconductor con impureza p. En vez de una capa de pasivación separada, también es posible formar, sobre un semiconductor con una impureza tipo X, una pasivación de superficie vía una superficie con impureza tipo Y, a través de la cual un metal de impureza tipo X después puede pasar con los efectos descritos antes. En este caso, X e Y sustituyen a p y n, respectivamente. Mediante una limitación local estricta descrita antes del contacto directo o el establecimiento de un contacto directo entre el metal y el semiconductor, una recombinación rápida indeseable se reduce en gran medida en comparación con el contacto sobre una superficie completa. El documento WO 01/86732 Al describe un procedimiento para fabricar un contacto, o alternativamente un electrodo, sobre una superficie semiconductora. En primer lugar, una superficie de silicio cristalino se oxida de manera que subsecuentemente se deposite una capa de aluminio como parte trasera o el electrodo inferior sobre la capa de óxido no conductora. Posteriormente se deposita una capa de silicio amorfo sobre la capa de aluminio. Al calentar esta estructura a temperaturas por debajo de la temperatura eutéctica de aluminio/silicio, la capa de óxido se reduce localmente en los puntos en donde tiene una calidad inferior o densidad inferior. Como un resultado, la recombinación excesiva del semiconductor de Si en el límite con la capa de Al se evita gracias a la capa de óxido intermedia (y sólo penetrada parcialmente) (en consecuencia, el voltaje de circuito abierto de las celdas se incrementa) pero al mismo tiempo esto garantiza un contacto eléctrico suficiente para que la corriente sea tomada entre la oblea y la parte trasera o electrodo inferior vía prácticamente orificios similares a puntos o túneles a través del óxido. Los enfoques para mejorar la utilización de luz en celdas solares consiste en primer lugar en reducir la reflexión de la luz fuera de la superficie externa. Para este propósito, en primer lugar se sabe que se pueden elaborar superficies antirreflejantes sobre la cara de luz incidente al depositar recubrimientos antirreflejantes o al formar microestructuras en la superficie. Las microestructuras mencionadas antes también pueden refractar la luz e introducirla en las capas absorbentes en ángulos planos o incluso ángulos difusos. Mediante estas medidas, se intenta incrementar la longitud de trayectoria que cada rayo de luz atraviesa dentro de la capa del sustrato.

El término "superficie" se entiende aquí que significa tanto la superficie de una oblea como la superficie de un recubrimiento transparente depositado en el mismo. Finalmente, para un alto grado de utilización de luz en una celda solar de película delgada en comparación con la profundidad media de penetración, la luz que ha pasado a través de la sustancia absorbente también debe reflejarse fuera de la cara trasera. Es posible utilizar, como espejo, los electrodos metálicos que habitualmente se colocan sobre la cara plana de las celdas solares las cuales se localizan en el lado opuesto desde la incidencia de luz. El contacto de aluminio en la parte • trasera con frecuencia se aplica sobre la totalidad de la superficie en celdas solares convencionales y se forman por difusión generalmente a alta temperatura, no obstante, tienen sólo un efecto de reflexión pequeño. Una mejora sustancial en la utilización de luz en celdas solares fotovoltaicas de oblea de silicio se obtiene al colocar una capa de dispersión o reflexión de luz del tipo expuesto en lo anterior entre la sustancia absorbente y la parte trasera se une de un electrodo inferior. En otras palabras, la capa de dispersión de luz se combina con el electrodo de la parte trasera reflejante que se localiza en el lado opuesto de la cara de incidencia de luz. El término "capa de dispersión de luz" debe entenderse aquí que significa también una capa que refleja la luz además de su efecto de dispersión. Cuando la capa de dispersión de luz así descrita se utiliza dentro o encima de un reflector en la parte trasera de celdas solares, la cantidad de luz que aún llega a la capa de dispersión de luz después de haber pasado a través de la sustancia absorbente se refleja, ya sea directamente por la capa de dispersión de luz o por la capa metálica que se localiza detrás de la misma, y en este caso, cada vez que experimenta dispersión de luz antes de entrar nuevamente en la sustancia absorbente. Esto aún será útil cuando la luz incidente pase por lo menos parcialmente a través de la sustancia absorbente, lo cual cada vez es más el caso con obleas más delgadas. En términos sencillos, la luz pasa (parcialmente) a través de la sustancia absorbente cuando el espesor del material de este último, perpendicular a la incidencia de Ia luz, es menor que la longitud de absorción de luz para la longitud de onda por encima del borde de la banda de absorción del semiconductor que forma la sustancia absorbente o que está contenida en la misma, o por lo menos no es tan grande que la longitud de absorción únicamente en la medida en que una fracción apreciable de la luz, no obstante, pasa a través de la sustancia absorbente y llega a la cara de la parte trasera de la celda. No obstante, en este caso, es necesario asegurar que permanece el contacto eléctrico que garantiza la conducción de corriente, vía la capa de dispersión de luz (posiblemente de alta resistencia óhmica) entre la sustancia absorbente y la parte trasera del electrodo inferior. Esto se puede obtener, por ejemplo, por las medidas como se exponen en lo anterior y respecto a poner en contacto en puntos discretos a través de la capa de pasivación. El grado de porosidad de la capa de dispersión de luz se puede ajustar dentro de límites amplios por medio de parámetros de procedimiento durante la deposición. Se ha confirmado experimentalmente que la resistencia eléctrica eficaz para transición desde una capa metálica a otro material vía esta capa de dispersión de luz intermedia es despreciable. En consecuencia, ya es posible obtener un contacto eléctrico suficientemente bueno del material depositado con la sustancia absorbente a través de la capa de dispersión de luz, durante la deposición de la parte trasera del electrodo de metal inferior sobre la capa de dispersión de luz (y se puede producir con cierta porosidad) . La difusión del fósforo es una de las muchas posibles etapas de procedimiento para fabricar emisores sobre la cara incidente de luz, o alternativamente sobre el electrodo frontal, de una celda solar de tipo de oblea. Por ejemplo, la capa de dispersión de luz y, sobre ella, la capa de metal, particularmente una capa de aluminio, se colocan de acuerdo con la invención sobre la cara de la parte trasera de una oblea de silicio con impurezas n con fósforo, opcionalmente alrededor o sobre su superficie de la parte trasera. Una vez que se ha depositado la capa de metal (por ejemplo una capa de aluminio) , el metal pasa localmente en pocos puntos a través de la capa de dispersión de luz parcialmente porosa y de esta manera genera puntos definidos de contacto con el semiconductor. Mediante un tratamiento con calor adecuado, el aluminio difunde dentro de la superficie de la oblea de silicio y de esta manera produce los efectos de contactos descritos antes (que incluyen la penetración de una capa de pasivación posiblemente presente además de la capa de dispersión de luz) . Estos resultados, en el límite entre la sustancia absorbente y la capa de dispersión de luz en contacto con puntos separados se pueden ajustar por parámetros de deposición. Por otra parte, cuando se considera un área grande, la pasivación/aislamiento de superficie entre la sustancia absorbente y la parte trasera de metal o el electrodo inferior se preserva por la capa de dispersión de luz. Por lo tanto se pueden omitir medidas particulares (fotolitografía, tratamiento láser, protección o enmascaramiento) durante la aplicación de acuerdo con la invención de una capa de dispersión o reflexión de luz. De esta manera, al combinar esta última capa con capas de pasivación (por ejemplo Si02) , es posible trabajar con etapas de procedimiento separadas para interrumpir la capa de pasivación debido a que, al aplicar un tratamiento con calor, el metal pasa en lugares a través de la capa de pasivación y se pone en contacto con la capa de silicio vía las regiones similares a puntos con impurezas de aluminio. Además de la ventaja de una eficiencia luminosa mejorada debido a la dispersión/reflexión múltiple de los rayos de luz, al hacer variar los parámetros de deposición de la capa de dispersión de luz resulta en la posibilidad adicional de ajustar adecuadamente su porosidad y por lo tanto la frecuencia o alternativamente la distribución de los contactos similares a puntos entre la capa metálica y Ia sustancia absorbente y por lo tanto de influir o de mejorar la calidad eléctrica de la cara trasera de la celda solar. No obstante, de acuerdo con el documento mencionado antes WO 01/86732, debe controlarse la densidad de los puntos de contacto en base en la calidad del óxido de pasivación. No obstante, de acuerdo con la invención, mediante el ajuste de la porosidad de la capa de dispersión de luz entre la capa metálica y la oblea de silicio, existe la posibilidad de controlar el área de contacto (número de puntos de contacto) independientemente de la calidad del óxido. En consecuencia, la calidad del óxido se puede optimizar únicamente con respecto a la calidad de la pasivación de superficie. Como otra ventaja clave, la invención aprovecha las propiedades de dispersión de luz de la capa parcialmente porosa entre el metal y la oblea de silicio, la absorción de la luz incidente y en consecuencia la cantidad de corriente generada que es estimulada extendiendo las longitudes de trayectoria óptica y por los efectos de trampa de luz. Por lo tanto, es posible depositar una capa de dispersión de luz también en la cara de incidencia de luz si esta tiene una transmisión de luz elevada. Después se puede colocar por encima del electrodo frontal o entre el electrodo frontal y la sustancia absorbente. Para fabricar celdas solares del tipo mencionado antes (específicamente con una oblea de silicio) se pueden utilizar los siguientes procedimientos. Como materia prima, se utilizan obleas de silicio de tipo p. Por difusión de fósforo, se produce (por lo menos) una superficie de tipo n (como emisor) sobre la cara frontal de la oblea. No obstante, la difusión de fósforo, como regla general, actúa en varias caras de la oblea, debido a que la cara de la parte trasera no está enmascarada. Sobre esta cara trasera, se deposita una capa de dispersión de luz seguida, sobre dicha capa, por una capa de aluminio que actúa ' como el soporte de metal o el electrodo inferior. Ya en esta etapa del procedimiento, el aluminio pasa, localmente en algunos puntos, a través de una capa de dispersión de luz parcialmente porosa y toca la oblea de silicio en ese lugar. Se calienta el producto intermedio. Como un resultado de los efectos conocidos de penetración de aluminio a través del óxido de silicio y de la difusión de aluminio en la oblea, las impurezas n por el fósforo posiblemente presentes en la superficie de la parte trasera de la oblea se sobrecompensan aquí por las partes de aluminio, es decir, la cara de la parte trasera nuevamente se encuentra con impurezas p (como lo estaba antes de la difusión de fósforo) localmente y en puntos separados sobre la superficie. Esta manera de proceder por lo tanto resulta, antes de la deposición del contacto en la parte trasera "sin que se agregue algo más" en una superficie tipo n la cual por lo tanto puede ser utilizada, como se describe en lo anterior, para obtener, en combinación con la capa de dispersión de luz, una cara de parte trasera bien pasivada con contactos similares a puntos, cara en la cual también dispersa y refleja la luz. Sin que esta superficie' tipo n genera impurezas de la cara trasera, es posible, de una manera similar, utilizar una capa de pasivación, por ejemplo elaborada de SiOx, penetrada únicamente en puntos separados por el aluminio. Esto también es válido en el caso de una generación de impurezas en una superficie tipo p fuerte aplicada a la superficie completa, lo cual produce de manera natural de antemano, como se ha reconocido, cierta capa de pasivación por la formación del "campo de superficie de la parte trasera" mencionado antes pero el cual es notablemente mejor en términos de calidad cuando el contacto con el metal se limita a áreas pequeñas. Una extensión natural de la invención es el hecho de que también se puede aplicar a estructuras de celda solar más costosas que tienen regiones tanto tipo p como tipo n sobre la cara de la parte trasera y las cuales después se proporcionan, por ejemplo, con contactos tipo peine interdigitados. Los detalles y ventajas adicionales del objeto de la invención se volverán evidentes a partir de los dibujos de varios ejemplos ilustrativos y a partir de la descripción detallada que sigue.

En estos dibujos, los cuales son representaciones simplificadas a una escala particular: la figura 1 muestra una vista en sección esquemática de una celda solar en la cual se coloca una capa de dispersión de luz entre las dos capas del electrodo inferior; - la figura 2 ilustra una primera modalidad de una celda solar con detalle agrandado; la figura 3 ilustra una segunda modalidad similar a la de la figura 2, en la cual, no obstante se ha reducido la rugosidad de superficie del electrodo plano; - la figura 4 es una vista en sección parcial-esquemática de una celda solar de oblea de silicio en la cual se coloca una capa de dispersión de luz entre la sustancia absorbente con una superficie de tipo n con impurezas y el electrodo inferior o de la parte trasera; - la figura 5 es una vista en sección parcial esquemática de una celda solar de oblea de silicio, en la cual una capa de dispersión de luz se coloca entre una capa de pasivación y el electrodo inferior o de la parte trasera; - la figura 6 muestra un detalle agrandado, similar al de la figura 5, en el cual se ha indicado la refracción del rayo de luz entre el electrodo trasero y la sustancia absorbente; y las figuras 7 y 8 son micrografías SÉM de la capa absorbente utilizada en las modalidades de la invención. En la figura 1, la celda 1 solar comprende, en la estructura básica, un sustrato 2 (elaborado de vidrio o plástico) un electrodo 3 plano o superior transparente depositado sobre este último, elaborado de un óxido eléctricamente conductor o elaborado de otro material apropiado o un sistema de capas (que se muestran, en orden, para simplificar, como una capa única uniforme) , una capa (4) absorbente elaborada de un material que presenta actividad fotovoltaica, tal como silicio amorfo o policristalino, posiblemente también de una película delgada tal como CIS o CdTe, un electrodo 5 inferior elaborado de una capa TCO transparente 5.1 y una capa de metal 5.2. Colocado entre las capas 5.1 y 5.2 está una capa 5.3 de dispersión de luz. Preferiblemente, las caras respectivas de las capas de TCO 3 y 5.1 volteadas hacia la capa absorbente son relativamente rugosas de manera que dispersan la luz que pasa a través de las mismas (véase la figura 2) . La capa 5.2 de metal es seguida, de una manera conocida por sí misma, por una capa 6 intermedia y una cubierta 7 trasera. La capa 6 intermedia sirve para el ensamblado de la superficie de adhesivo de la celda 1 solar junto con su sustrato a la cubierta 7. Se sabe que se producen estas capas intermedias a partir de una resina de fundición o de láminas termoplásticas las cuales por supuesto cada una de ellas debe ser compatible tanto física como químicamente con las capas de la celda solar. La capa 6 intermedia se sella herméticamente a lo largo del borde exterior de la celda solar con un sello 8 de borde. El sello de borde se adhiere fuertemente a dos placas rígidas (el sustrato 2 y la cubierta 7) . Estas dos placas se pueden elaborar de vidrio, opcionalmente pretensionadas o se pueden elaborar de plástico, por ejemplo de policarbonato. Opcionalmente, es posible utilizar una placa elaborada de vidrio, preferiblemente el sustrato 2 transparente y otra elaborada de plástico. El espesor de las placas individuales no está dibujado a escala aquí. No obstante, la capa 6 intermedia regularmente es de manera sustancial más gruesa que las capas 3 a 5 de electrodo funcional respectivas. Este es el motivo por el cual la figura indica, con una línea de puntos/guiones dobles que parte del espesor de la capa 6 intermedia se ha omitido. La capa 5.2 de metal del electrodo 5 inferior nuevamente puede ser más grueso, como se indica, en comparación con las otras capas funcionales. El detalle que se muestra en la figura 2 ilustra el principio de operación de la distribución de las capas de la celda 1 solar. Los componentes idénticos a los de la figura 1 se indican con los mismos números de referencia que en esta última. Nuevamente, esto muestra el sustrato 2 con el electrodo 3 superior depositado sobre el mismo, representado como una capa uniforme con el fin de simplificar el dibujo. Dicha superficie de este último sobre el lado opuesto del sustrato y volteado hacia la capa absorbente se ha conformado intencionalmente de manera que es relativamente rugoso (la rugosidad puede variar ampliamente al ajustar adecuadamente los parámetros de deposición, por ejemplo durante la electrodeposición, electrodeposición seguida por grabado o deposición química por vapor (CVD) de tales capas, por ejemplo al reducir la presión del gas de trabajo o, en el caso de la electrodeposición, al incrementar la energía de electrodeposicíón) . Está de más decir que, cuando se observa bajo el microscopio, incluso la superficie del sustrato 2 (vidrio) misma tiene cierta rugosidad la cual, no obstante, no se ha tomado en cuenta aquí. No obstante, es posible que una estructura de superficie del vidrio se utilice adecuadamente para dispersión eficaz de luz. La capa 5.1 de electrodo TCO sigue a la capa 4 absorbente, también elaborada con cierta rugosidad de superficie, después la capa 5.3 de dispersión de luz y finalmente la capa 5.2 metálica. Para ilustrar el contacto eléctrico directo entre la capa 5.2 de metal y la capa 5.1 de TCO, se han dibujado aquí algunos "picos" en la capa 5.2 de metal, picos los cuales pasan a través de la capa 5.3 de dispersión de luz. Estos picos se forman de manera casi automática conforme se deposita la capa metálica sobre la capa 5.3 relativamente porosa. En otras palabras, durante la deposición de la capa 5.2 de metal sobre la capa 5.3 de dispersión de luz, los grupos de átomos de metal penetran tan lejos en los poros de la capa 5.3 que proporcionan, o de manera alternativa forman un contacto galvánico directo con la capa 5.1 TCO. Este procedimiento también se puede mejorar por ajuste adecuado de la porosidad de la capa 5.3 y por ajuste adecuado de los parámetros de depósito de la capa 5.2 metálica (menor presión del gas de trabajado, una alta energía de electrodeposición) . El modo de operación de la capa de dispersión de luz y la mejor utilización concomitante de la luz incidente en la celda 1 solar se explicará ahora con mayor detalle con la ayuda de un ejemplo que se simplifica en gran medida desde el punto de vista gráfico. Debe resaltarse que el aspecto geométrico que forma la base de la descripción, la cual es simplemente ilustrativa en las relaciones discutidas aquí entre la longitud de onda de la luz y los tamaños de las estructuras de superficie ya no es adecuada sólo para una descripción física correcta. Para una descripción precisa, sería necesario tomar en consideración la interferencia y los defectos de campo cercano. No obstante, en aspecto geométrico en sí mismo funciona bien como una descripción intuitiva con el fin de comprender el principio de los efectos aprovechados por la invención. Un rayo de luz L pasa verticalmente hacia abajo, a través del sustrato 2 y el electrodo 3 superior transparente en la celda 1 solar y en primer lugar es refractado (disociado) en un límite irregula entre el electrodo 3 superior y la capa 4 absorbente y en consecuencia ya está dispersado en este último. La porción no absorbida de la luz desciende sobre la superficie rugosa de la capa 5.1 y también se dispersa parcialmente en la misma, y también se reflejan de manera parcial, dependiendo del ángulo de incidencia. Aquellas porciones que hayan pasado a través de la misma después llegan a la capa 5.3 de dispersión de luz y se refractan/dispersan adicionalmente en la misma, y se reflejan por la capa 5.2 metálica dentro de la capa 5.3 y se refractan/dispersan nuevamente por esta última. En total, el rayo de luz L incidente único de esta manera se divide en una multitud de trayectoria de rayos, todas las cuales se extienden sobre una longitud relativamente grande a través de la capa 4 absorbente y por lo tanto incrementan de manera significativa el grado de utilización de luz. Debe hacerse notar que la representación real de los rayos de luz sirve simplemente para ilustrar la acción de la capa de dispersión de luz y únicamente produce, de una manera muy limitada, los fenómenos reales de refracción y reflexión. Mientras que la figura 2 muestra parte de un tipo de celda solar o estructura de capas múltiples producida de una manera un poco convencional con superficies de electrodo rugosas, con el fin de representar la invención, el mismo detalle de la figura 3 muestra una modalidad alternativa. Aquí, el electrodo 3 superior y también la capa 5.1 TCO y el electrodo inferior se muestran ahora con superficies lisas (por lo menos desde el punto de vista macroscópico) . En consecuencia, no refractan el rayo de luz L o en cualquier caso refractan con menos fuerza que sus componentes equivalentes en la figura 2. Es únicamente en la entrada de la capa 5.3 de dispersión de luz que el rayo L es refractado y dividido apreciablemente, por lo que se propaga adicionalmente después de la reflexión fuera de la capa 5.2 metálica. Aquí, nuevamente, esto resulta en una mejor utilización de luz principalmente en la capa 4 absorbente, la cual nuevamente está acompañada por propiedades eléctricas mejoradas en la zona de transición (límite) entre la capa 4 absorbente y los electrodos. En la figura 4, la celda solar 10 comprende, en la estructura básica, una sustancia absorbente 20 en forma de una oblea de silicio, cuya superficie ha recibido impurezas de superficie de tipo n por un tratamiento apropiado, por ejemplo por difusión de fósforo. Estas impurezas, las cuales disminuyen desde la superficie hacia el interior de la oblea/sustancia absorbente, se muestran de una manera muy simplificada por líneas 30 con dos puntos dibujadas a lo largo de los bordes exteriores de la sustancia absorbente 20. Las impurezas necesitan también estar presentes en la superficie lateral, contrario a la representación. Dicha cara de la sustancia absorbente 20 que se encuentra en la parte superior en el dibujo se voltea hacia la luz incidente. Para simplificar se ha mostrado ahora una superficie de oblea con impurezas de tipo n, como regla general sobre una oblea de silicio tipo p y se proporciona con un electrodo frontal o alternativamente con un "emisor". Depositado directamente sobre la cara trasera de la sustancia absorbente 20, que se encuentra sobre el lado opuesto a la luz incidente, se encuentra una capa 40 de dispersión de luz sobre la cual nuevamente se ha depositado un electrodo 5 metálico inferior o de la parte trasera en forma de una capa. El electrodo inferior o de la parte trasera preferiblemente se elabora de aluminio o contiene este metal, recomendándose particularmente en la presente solicitud debido a que tiene buenas propiedades de generación de impurezas de silicio y su capacidad de penetración de una capa de pasivación de superficie, por ejemplo elaborada de óxido de silicio. Indicado nuevamente, de manera esquemática debajo del electrodo 50 inferior o de la parte trasera se encuentra una capa 60 adhesiva o intermedia y una placa 70 de soporte. Esta placa se puede utilizar, de una manera conocida por sí misma, para montaje de un módulo solar que se forma a partir de una pluralidad de celdas 10 solares conectadas eléctricamente paralelo o en serie. La capa adhesiva se puede preparar a partir de una resina fundida o a partir de películas termoplásticas las cuales por supuesto deben ser compatibles física y químicamente con los componentes adyacentes de las celdas solares. Si se requiere, por supuesto también se proporciona una cubierta sobre la cara de luz incidente de las celdas solares, la transmisión de luz de la cubierta necesita ser tan alta como se pueda. La capa 40 de dispersión de luz actúa aquí como un aislante plano entre la sustancia absorbente 20 y el electrodo 50 inferior o de la parte trasera. En consecuencia, este último debe conducir una conexión eléctrica con la sustancia absorbente 20, de una manera conocida por sí misma, por lo menos en puntos separados. La expresión "en puntos separados" debe entenderse que aquí significa que un contacto, que se extiende sobre toda la superficie del electrodo y de la oblea, está formada por una pluralidad de superficies individuales pequeñas. Esta definición del término "separado" también incluye estructuras que aparecen como puntos separados únicamente en sección transversal, tales como por ejemplo zonas de contacto lineales. Se indican estas zonas por un número de proyecciones 5C (o "picos") de la capa 50 inferior o de electrodo de la parte trasera, la cual se extiende a través de la capa 40 de refracción de luz que tiene una porosidad deseada justo dentro del cuerpo de la sustancia absorbente 20, proyecciones las cuales en ciertos casos también pasan a través de zonas existentes de lugares con adhesión de impurezas en la superficie de tipo n de la oblea. A partir de la representación altamente simplificada, por supuesto no es posible extraer conclusiones respecto a la estructura real, o para las secciones transversales, de estas proyecciones y respecto a su composición química.

La modalidad que se muestra en la figura 5 incluye una capa 80 de pasivación en forma de una capa separada permeable a la luz entre la sustancia absorbente 20 y la capa 40 de dispersión de luz. La capa 80 se puede combinar con la adición de impurezas en la superficie de tipo n o de tipo p (líneas 30) de la oblea como se muestra en la figura 4, o se puede sustituir dicha adición de impurezas. Preferiblemente, la capa 80 se elabora de SiOx o SiNx, o contiene estos compuestos de silicio. El espesor de las diversas capas no se puede dibujar a escala aquí. El ejemplo que se muestra en la figura 5 nuevamente en todos los casos, tiene, de una manera correspondiente a la figura 4, un contacto definido como se indica en lo anterior, entre el electrodo 50 inferior o de la parte trasera y la oblea o sustancia absorbente 20. Como se puede ver, esta se extiende no sólo a través de la capa 40 de dispersión de luz sino también a través de la capa 80 de pasivación. El detalle que se muestra en la figura 6 nuevamente ilustra el principio de operación de la estructura de capa múltiple de la celda 10 solar de acuerdo con la invención. Los componentes idénticos a estos en la figura 4 tienen las mismas referencias numéricas. Esto nuevamente muestra a la oblea 20 con las capas 80, 40 y 50 depositadas sobre su cara trasera. El modo de operación de la capa de dispersión de luz y la utilización mejorada de la luz incidente que proviene de la presente en la celda 10 solar se explicará con detalle, con la ayuda de un ejemplo gráficamente muy simplificado. Debe hacerse resaltar en este caso que el aspecto geométrico en la base de esta descripción intencionalmente ilustrativa para las proporciones que se discuten en la presente entre la longitud de onda y la magnitud de las estructuras de superficie ya no es adecuada por sí misma para una descripción física correcta. Para una descripción correcta deben tomarse en consideración los efectos de interferencia y efectos de campo cercano. No obstante, el aspecto geométrico es adecuado para una descripción intuitiva de manera que se entienda, en principio, los efectos utilizados por la invención. Si un rayo de luz L desciende verticalmente hacia abajo aún pasa a través de la sustancia absorbente 20, en primer lugar puede ser refractado (dividido o dispersado) en el límite no plano entre la sustancia absorbente 20 y la capa 80 de pasivación y se puede reflejar parcialmente y en consecuencia se dispersa nuevamente en esta última (no mostrada aquí para simplificar) . Dicha porción del rayo de luz aún no absorbido y no reflejado en el límite mencionado antes desciende sobre la superficie de la capa 40 de dispersión de luz y también se dispersa parcialmente la misma, y también se refleja parcialmente, dependiendo del ángulo de incidencia y la posición microscópica. No obstante, la cantidad de luz reflejada de la capa 40 no se ha mostrado, con el fin de simplificar el dibujo. Aquellas porciones que han pasado a través experimentan reflexiones múltiples y por lo tanto son retrodispersadas en la oblea de silicio o después entran, nuevamente, en el límite con la capa 50 metálica, la cual nuevamente los refleja dentro de la capa 40 de dispersión de luz. Dado que la capa 40 de dispersión de luz no absorbe la luz, o lo hace muy poco, estas porciones de la luz nuevamente se envían a la sustancia absorbente 20 de la celda solar 10. En total, el rayo, de luz L individual se divide en una multitud de trayectorias de rayo, todas las cuales se extienden sobre una longitud relativamente larga en la sustancia absorbente 20 y por lo tanto incrementan en gran medida el grado de utilización de luz. Una vez más, debe resaltarse que la representación real de los rayos de luz sirve únicamente para explicar el efecto de la capa de dispersión de luz y que reproduce la refracción verdadera y el fenómeno de reflexión únicamente de una manera muy limitada.

Como se puede ver en las figuras 7 y 8, es evidente que la capa (4, 40) que tiene propiedades de dispersión o reflexión de luz y que se utiliza por sus propiedades que promueven la dispersión y reflexión de luz, también es porosa. Debido a esta porosidad abierta, los inventores han sido capaces de demostrar que los intersticios dentro de la red porosa establecen contactos eléctricos dentro de esta capa, aunque el material constitutivo es intrínsecamente un no conductor eléctrico y no ha experimentado un tratamiento posterior (tratamiento por irradiación láser, grabado) . Bajo condiciones preferidas (selección del tamaño de partícula selección de aglutinante, selección de partículas) para obtener esta capa, la red porosa de esta manera presenta características óptimas para establecer contactos eléctricos con capas adyacentes (capas conductoras o un sustrato con impurezas) . Otro aspecto de la invención se relaciona con el uso de una capa de dispersión o reflexión de la luz que consiste de partículas aglomeradas en un aglutinante, las partículas tienen un diámetro medio de entre 0.3 y 2 micrómetros, en donde el aglutinante está en una proporción de entre 10 y 40% en volumen, las partículas forman agregados cuyo tamaño está entre 0.5 y 20 micrómetros, y de manera preferible menos de 0.5 micrómetros, la capa tiene una atenuación de contraste mayor de 40% para celdas solares fotovoltaicas, esta capa tiene cierta porosidad y se coloca entre la capa de electrodo y la capa absorbente o entre dos capas de electrodo parciales y los contactos eléctricos entre las capas conductoras en ambos lados de la capa de dispersión de luz se realiza a través de la porosidad de la capa.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una celda solar fotovoltaica que comprende un electrodo superior, una capa con propiedades de dispersión o reflexión de luz y un electrodo inferior, caracterizado porque la capa se localiza entre el electrodo superior y el electrodo inferior.

2. Celda fotovoltaica que implementa el uso como se describe en la reivindicación 1, que comprende un 0 electrodo superior transparente, una capa con propiedades de dispersión o reflexión de luz, un electrodo inferior y también con un medio para dispersar la luz incidente en la capa absorbente, caracterizada porque por lo menos una capa con propiedades de dispersión de luz, en particular una 5 capa constituida de partículas reflejantes de luz unidas con un aglutinante mineral orgánico, sigue, después de por lo menos uno de los electrodos, en la trayectoria de los • rayos de luz incidente.

3. Celda solar, como se describe en la o reivindicación 2, con un sustrato transparente, celda en la cual una capa de dispersión de luz que tiene una transmisión de luz elevada, la cual es no menor de 60%, se coloca entre el sustrato y el electrodo superior o entre el electrodo superior y la capa absorbente o entre por lo 5 menos dos capas del electrodo superior.

4. Celda solar, como se describe en la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque la capa de dispersión de luz se coloca sobre el electrodo inferior.

5. Celda solar, como se describe en una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque la capa de dispersión de luz está encerrada entre por lo menos dos capas del electrodo inferior, capa la cual se encuentra entre la capa absorbente y la capa de dispersión de luz, la cual es transparente.

6. Celda solar, como se describe en la reivindicación 5, el electrodo inferior de la cual comprende por lo menos una capa TCO transparente seguida, después de la capa absorbente y una capa de metal, esta última en particular refleja la luz incidente sobre la misma.

7. Celda solar, como se describe en la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque las conexiones eléctricas directas se realizan entre por lo menos dos capas parciales del electrodo inferior vía la capa de dispersión de luz, en particular vía porosa en esta capa.

8. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizada porque la capa de reflexión de luz contiene óxido mineral semitransparente, partículas de nitruro o carburo, en particular con tamaños de partícula que varían entre 0.1 y 3 µm.

9. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizada porque la capa de reflexión de luz contiene un aglutinante orgánico o mineral con una proporción en volumen de 10 a 40%.

10. Celda solar, como se describe en la reivindicación 8 ó 9, caracterizada porque el índice de refracción de luz de las partículas es mayor que el del aglutinante.

11. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10, caracterizada porque la capa de refracción de luz tiene, para un espesor de capa de entre 1 y 20 µm, una transmisión de luz mayor de 45%, en particular mayor de 65%.

12. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11, caracterizada porque la capa de refracción de luz también contiene componentes de dispersión que evitan la aglomeración de partícula.

13. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 12, caracterizada porque por lo menos uno de sus electrodos o una capa parcial de sus electrodos se deposita con una rugosidad aumentada de su superficie contigua a una serie de capas.

14. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 13, caracterizada porque el sustrato transparente se proporciona sobre la cara en donde incide la luz con una estructura o con un recubrimiento de superficie que dispersan la luz o con un recubrimiento que disminuye la reflexión de la luz.

15. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 14, con una capa absorbente que consiste de silicio cristalino o amorfo o que contiene dicho material.

16. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 14, con una capa absorbente constituida de un sistema de película delgada, en particular películas de CIS o CdTe, o que contiene una de las mismas.

17. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones , 2 a 14, con una capa absorbente que consiste de una oblea de silicio o una que contiene dicha oblea.

18. Celda solar fotovoltaica de oblea de silicio, que implementa el uso como se describe en la reivindicación 1 con un electrodo superior, una sustancia absorbente, un electrodo inferior de metal y un medio para dispersar la luz incidente o reflejada en la sustancia absorbente, caracterizada porque por lo menos la superficie de la oblea la cual se dirige hacia el electrodo inferior está pasivada, por adición de impurezas o por una capa separada y en donde por lo menos una capa se proporciona con propiedades de dispersión o reflexión de luz entre la sustancia absorbente y el electrodo inferior, en el cual por lo menos los contactos eléctricos locales entre el electrodo inferior y la sustancia absorbente pasan a través de la capa.

19. Celda solar, como se describe en la reivindicación 18, caracterizada porque los contactos eléctricos locales se extienden a través de poros presentes en la capa de dispersión de luz o a través de pasajes elaborados en la misma.

20. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 18 y 19, caracterizada porque por lo menos la superficie de las sustancias absorbentes constituidas de silicio con impurezas n o impurezas p, están volteados hacia el electrodo inferior de metal, y se pasiva respectivamente ya sea con adición de impurezas tipo n o con adición de impurezas tipo p, o por una capa de pasivación tal como, por ejemplo, una capa de óxido de silicio o nitruro de silicio o por una capa que contiene dichos materiales, de manera que minimiza la recombinación de superficie.

21. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, la capa de dispersión o reflexión de luz de la cual contiene partículas reflejantes de luz unidas con un mineral o aglutinante orgánico.

22. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, caracterizada porque la capa de dispersión o reflexión de luz contiene partículas de óxido, nitruro o carburo, en particular con tamaños de partícula que varían entre 0.1 y 3 µm.

23. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22, caracterizada porque la capa de dispersión de luz contiene un aglutinante orgánico o mineral en una proporción en volumen de 10 a 40%.

24. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, caracterizada porque el índice de refracción de las partículas es diferente al del aglutinante .

25. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 18 a 24, caracterizada porque la cubierta se proporciona sobre la cara de incidencia de luz de la sustancia absorbente, la cubierta tiene una estructura de superficie o un recubrimiento que dispersa la luz o que tiene una recubrimiento que reduce la reflexión de la luz.

26. Celda solar, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 18 a 25, caracterizada porque en otra capa de dispersión de luz, de alta transmisión de luz, se coloca sobre la cara en donde incide la luz de la sustancia absorbente.

27. Módulo solar con una pluralidad de celdas solares, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 26, las celdas están conectadas juntas eléctricamente, en la cual las celdas solares se fijan en particular a una estructura de soporte común.

28. Módulo solar con una pluralidad de celdas solares, como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 26 que están 'conectadas eléctricamente juntas.

29. Módulo solar como se describe en la reivindicación 28, en el cual la capa de dispersión o reflexión de luz forma parte de una capa de electrodo que se utiliza en común por las celdas solares o que se conecta a dicha capa de electrodo.

30. Uso de una capa de dispersión o reflexión de luz que consiste de partículas aglomeradas en un aglutinante para celdas solares fotovoltaícas como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26, esta capa tiene cierta porosidad y se coloca entre la capa de electrodo y la capa absorbente o entre dos capas de electrodo parciales y los contactos eléctricos entre las capas conductoras en ambos lados de la capa de dispersión de luz se realizan mediante la porosidad de esta última.