NO872879L - TRANSPARENT LAYER SYSTEM THAT IS ABLE TO CONDUCT ELECTRIC SIZE, ESPECIALLY FOR SOLAR CELLS OR HEATABLE WINDOW ELEMENTS. - Google Patents

TRANSPARENT LAYER SYSTEM THAT IS ABLE TO CONDUCT ELECTRIC SIZE, ESPECIALLY FOR SOLAR CELLS OR HEATABLE WINDOW ELEMENTS.

Info

Publication number
NO872879L
NO872879L NO872879A NO872879A NO872879L NO 872879 L NO872879 L NO 872879L NO 872879 A NO872879 A NO 872879A NO 872879 A NO872879 A NO 872879A NO 872879 L NO872879 L NO 872879L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
layer
layer system
refractive index
semiconductor
metal
Prior art date
Application number
NO872879A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO872879D0 (en
Inventor
Hilmar V Campe
Winfried Hoffmann
Original Assignee
Nukem Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nukem Gmbh filed Critical Nukem Gmbh
Publication of NO872879D0 publication Critical patent/NO872879D0/en
Publication of NO872879L publication Critical patent/NO872879L/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • H05B3/86Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields the heating conductors being embedded in the transparent or reflecting material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022466Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013Heaters using resistive films or coatings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et gjennomsiktig skiktsystem som er istand til å lede elektrisk strøm, The present invention relates to a transparent layer system which is able to conduct electric current,

spesielt for solceller eller oppvarmbare vinduselementer,especially for solar cells or heatable window elements,

med minst ett metallskikt som er anordnet mellom halvlederskikt. with at least one metal layer arranged between semiconductor layers.

Gjennomsiktige, ledende skikt blir for eksempel anvendt ved fremstilling av motstander ,oppvarmbare vinduer, antistatiske vinduer, gjennomsiktige elektroder, infrarødt-reflektorer, optiske filtere og selektive følere (K.L. Transparent, conductive layers are used, for example, in the production of resistors, heatable windows, antistatic windows, transparent electrodes, infrared reflectors, optical filters and selective sensors (K.L.

Chopra, S. Major, D.K. Pandya, Thin Solid Films 102 (1983) 1). Chopra, S. Major, D.K. Pandya, Thin Solid Films 102 (1983) 1).

Som materialer blir metaller, som gull, sølv eller platina, eller gjennomsiktige, ledende oxyder, som kadmium-stannat, tinnoxyd eller indiumoxyd, benyttet, og disse be-tegnes også som TCO ("Transparent Conductive Oxides". Til gruppen av TCO-materialer hører for eksempel SnC>2( =TO= tinnoxyd), Sn02:Sb (=ATO = "antimony doped tin oxide"), As materials, metals, such as gold, silver or platinum, or transparent, conductive oxides, such as cadmium stannate, tin oxide or indium oxide, are used, and these are also referred to as TCO ("Transparent Conductive Oxides". To the group of TCO materials belong for example SnC>2( =TO= tin oxide), Sn02:Sb (=ATO = "antimony doped tin oxide"),

Sn02:F (=FTO= "fluorine doped tin oxide"),Sn02:F (=FTO= "fluorine doped tin oxide"),

ln203: Sn, bl.a. (=ITO= "indium tin oxide").ln203: Sn, i.a. (=ITO= "indium tin oxide").

Som ympestoffer for indiumoxyd er foruten tinn også titan, antimon, fluor såvel som fluor og tinn sammen kjente. In addition to tin, titanium, antimony, fluorine as well as fluorine and tin together are known as grafting substances for indium oxide.

Dessuten er kombinasjonen av metallskikt med dårlig ledende oxyder eller sulfider kjent. Innleiringen av et tynt sølvskikt mellom to tinnoxydskikt for en oppvarmbar frontrute er også kjent. For fremstilling av antistatiske ruter er nok å anvende et TCO-skikt med forholdsvis lav ledningsevne, slik at gjennomsiktigheten bare i liten grad vil måtte ofres. For en oppvarmbar frontrute eller for en a-Si-solcelle må foruten høy gjennomsiktighet også lav elektrisk motstand være én av egenskapene. En høy ledningsevne er imidlertid oppnåelig bare ved anvendelse av TCO- In addition, the combination of metal layers with poorly conductive oxides or sulfides is known. The embedding of a thin silver layer between two tin oxide layers for a heatable windscreen is also known. For the production of antistatic panes, it is sufficient to use a TCO layer with relatively low conductivity, so that the transparency will only have to be sacrificed to a small extent. For a heatable windscreen or for an a-Si solar cell, in addition to high transparency, low electrical resistance must also be one of the properties. However, a high conductivity can only be achieved by using TCO-

skikt med høy skikttykkelse.layer with a high layer thickness.

En høyere ledningsevne kan oppnås med tynne metallskikt som allerede ved skikttykkelser av 10 nm når en flatemotstand på 10 Sl/□ . Imidlertid er transmisjonen for et metallskikt som er blitt pådampet på glass med en skikttykkelse av d < 30 nm allerede under 50%. A higher conductivity can be achieved with thin metal layers which already reach a surface resistance of 10 Sl/□ at layer thicknesses of 10 nm. However, the transmission for a metal layer that has been evaporated on glass with a layer thickness of d < 30 nm is already below 50%.

Det tas ved den foreliggende oppfinnelse sikte på å tilveiebringe et gjennomsiktig, ledende skiktsystem av den ovenfor beskrevne type, slik at såvel god elektrisk ledningsevne som høy gjennomsiktighet fås. The present invention aims to provide a transparent, conductive layer system of the type described above, so that both good electrical conductivity and high transparency are obtained.

Denne oppgave blir løst ifølge oppfinnelsen ved at halvlederskiktene inneholder en ledende oxydisk tungmetallforbindelse og har en f latemotstand på under 40 -fl / O . This task is solved according to the invention in that the semiconductor layers contain a conductive oxidic heavy metal compound and have a sheet resistance of less than 40 -fl / O .

På grunn av skiktsystemet ifølge oppfinnelsen fås den fordel at den elektriske ledningsevne som for et tykkere metallskikt og den optiske gjennomtrengelighet som for et tynnere metallskikt samtidig blir oppnådd. Due to the layer system according to the invention, the advantage is obtained that the electrical conductivity of a thicker metal layer and the optical permeability of a thinner metal layer are simultaneously achieved.

Skiktsystemets transmisjon er spesielt høy når de halvlederskikt som grenser til metallskiktet har en høy brytningsindeks. Dette oppnås på fordelaktig måte ved at minst ett av halvlederskiktene inneholder en oxydisk tinnforbindelse . The transmission of the layer system is particularly high when the semiconductor layers bordering the metal layer have a high refractive index. This is advantageously achieved by at least one of the semiconductor layers containing an oxidic tin compound.

I henhold til et forslag ifølge oppfinnelsen som her spesielt skal fremheves, fås god elektrisk ledningsevne og samtidig høy optisk transmisjon når halvlederskiktene opp-viser indiumoxyd til hvilket tinndioxyd er blitt tilsatt. According to a proposal according to the invention which is to be particularly emphasized here, good electrical conductivity and at the same time high optical transmission are obtained when the semiconductor layers exhibit indium oxide to which tin dioxide has been added.

Som materiale for halvlederskiktene kan likeledes tinndioxyd som er blitt ympet med fluor eller mad antimon anvendes. Tin dioxide which has been grafted with fluorine or antimony can also be used as material for the semiconductor layers.

Slike halvlederskikt virker for et skiktsystem som for eksempel er blitt påført på glass eller acrylglass som substrat, i tillegg som refleksjonsreduserende skikt og kan ved tilpasning av deres skikttykkelse optimaliseres for et visst transmisjonsmaksimum. Derved må den optiske skikttykkelse n • d være lik eller lik et multiplum av den halve bølgelengde X for det gjennomsluppede lys. For en bølge-lengde av X = 550 nm fås ved et brytningstall på n55 2 Such semiconductor layers work for a layer system which has, for example, been applied to glass or acrylic glass as a substrate, in addition as a reflection-reducing layer and can be optimized for a certain transmission maximum by adapting their layer thickness. Thereby, the optical layer thickness n • d must be equal to or equal to a multiple of the half wavelength X of the transmitted light. For a wavelength of X = 550 nm is obtained with a refractive index of n55 2

en skikttykkelse på ca. 140 nm. Den elektriske motstand for et slikt skikt utgjør ca. 10-O. / □ . Dersom dette skikt nu blir delt i to halvdeler hver med en tykkelse på 70 nm og et metallskikt med en tykkelse av 5-30 nm og med en flatemotstand på 20 -H» /□ til 3 TL/ O anordnes mellom disse, a layer thickness of approx. 140 nm. The electrical resistance for such a layer amounts to approx. 10-O. / □ . If this layer is now divided into two halves each with a thickness of 70 nm and a metal layer with a thickness of 5-30 nm and with a surface resistance of 20 -H» /□ to 3 TL/ O is arranged between these,

kan en flatemotstand innen området fra 7 A/D til 2Jl/D oppnås, hvorved gjennomsiktigheten for dette skiktsystem ligger vesentlig høyere enn gjennomsiktigheten for et like tykt metallskikt, men uten tilgrensende halvlederskikt. a surface resistance within the range from 7 A/D to 2Jl/D can be achieved, whereby the transparency for this layer system is significantly higher than the transparency for an equally thick metal layer, but without an adjacent semiconductor layer.

For å unngå refleksjonstap, spesielt på de ytre grense-flater som grenser til luft, dvs. at halvlederskiktet med et brytningstall n = 2 grenser til luft som medium med n = 1, blir ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen foreslått at ett eller flere overgangsskikt anordnes over halvlederskiktet og har brytningsindekser som har avtagende verdier. Likeledes kan refleksjonstap mellom halvlederskiktet og substratet reduseres når det mellom disse likeledes er anordnet et overgangsskikt hvis brytningsindeks ligger mellom brytningsindeksen for halvlederskiktet og brytningsindeksen for mediumet. In order to avoid reflection losses, especially on the outer boundary surfaces that border air, i.e. that the semiconductor layer with a refractive index n = 2 borders air as a medium with n = 1, according to one embodiment of the invention it is proposed that one or more transition layers are arranged above the semiconductor layer and have refractive indices that have decreasing values. Similarly, reflection loss between the semiconductor layer and the substrate can be reduced when a transition layer whose refractive index lies between the refractive index of the semiconductor layer and the refractive index of the medium is also arranged between them.

Spesielt fås en forbedret transmisjon ved følgende an-ordning av skiktsystemet: In particular, an improved transmission is obtained by the following arrangement of the layer system:

Det er spesielt gunstig når overgangsskiktene ikke har en konstant brytningsindeks, men en brytningsinedeksgradient, hvorved brytningsindeksen avtar fra halvlederskiktet og til mediumet. It is particularly advantageous when the transition layers do not have a constant refractive index, but a refractive index gradient, whereby the refractive index decreases from the semiconductor layer to the medium.

Et refleksjonsreduserende, optimalisert skiktsystem med skiktanordningen ITO/Ag/ITO har for eksempel en tykkelse for sølvskiktet på 10 nm, en flatemotstand på 7 fl /Q og en transmisjon på over 70%. Halvlederskiktenes skikttykkelser ligger med fordel mellom 10 og 1000 nm, fortrinnsvis mellom 50 og 500 nm. SOm materiale blir med fordel indiumoxyd hvortil tinnoxyd er blitt tilsatt anvendt. Metallskiktets skikttykkelse kan variere mellom 1 og 100 nm i avhengighet av den krevede ledningsevne og transmisjon. En skikttykkelse mellom 5 og 30 nm blir imidlertid foretrukket. For metallskiktet er et materiale fra gruppen kobber, sølv, gull, platina, aluminium, krom, jern eller nikkel å anbefale. Disse kan derfor anvendes i form av rene metaller eller som legeringer henholdsvis blandinger. A reflection-reducing, optimized layer system with the layer arrangement ITO/Ag/ITO has, for example, a thickness for the silver layer of 10 nm, a surface resistance of 7 fl /Q and a transmission of over 70%. The layer thicknesses of the semiconductor layers are advantageously between 10 and 1000 nm, preferably between 50 and 500 nm. SOm material is advantageously used indium oxide to which tin oxide has been added. The layer thickness of the metal layer can vary between 1 and 100 nm depending on the required conductivity and transmission. However, a layer thickness between 5 and 30 nm is preferred. For the metal layer, a material from the group copper, silver, gold, platinum, aluminium, chrome, iron or nickel is recommended. These can therefore be used in the form of pure metals or as alloys or mixtures.

For de refleksjonsreduserende skikt kan materialer som er kjente fra den optiske anvendelse, som siliciumdioxyd, aluminiumoxyd eller magnesiumfluorid, anvendes. For the reflection-reducing layers, materials known from optical applications, such as silicon dioxide, aluminum oxide or magnesium fluoride, can be used.

Ved anvendelse av skiktsystemet ifølge oppfinnelsen, for eksempel for en oppvarmbar frontrute, blir to stripe-formige avsnitt langs skivens rand og som ligger overfor hverandre, forsynt med metalliske kontakter på det øverste halvlederskikt, og disse kontakter kan forbindes med de elektriske tilkoblinger. When using the layer system according to the invention, for example for a heatable windscreen, two strip-shaped sections along the edge of the disc and which lie opposite each other, are provided with metallic contacts on the top semiconductor layer, and these contacts can be connected to the electrical connections.

For en solcelle begynner skiktoppbygningen på et substrat som siden skal tjene som tildekningsskive, med et halvlederskikt som fortrinnsvis inneholder ITO og har en tykkelse fra 10 til 1000 nm. Efter dette følger et 1-100 nm, fortrinnsvis 5-30 nm, tykt metallskikt fra gruppen av de ovennevnte metaller. På metallskiktet blir fotoømfintlig materiale, som f.eks. silicium påført, som f.eks. er blitt p-ympet i retning mot metallskiktet og n-ympet i retning mot baksiden. På baksiden av siliciumskiktet kan et metallskikt være anordnet som ryggkontakt, og dette bør ha en skikttykkelse under 5 til 30 nm når solcellen skal omvandle lys som stråler inn såvel fra forsiden som fra ryggsiden, til elektrisk energi. Dersom solcellen bare skal ta imot strål-ing fra fremsiden, kan ryggkontakten ha en hvilken som helst tykkelse og samtidig anvendes som substrat. For a solar cell, the layer build-up begins on a substrate which will later serve as a cover plate, with a semiconductor layer that preferably contains ITO and has a thickness of 10 to 1000 nm. After this follows a 1-100 nm, preferably 5-30 nm, thick metal layer from the group of the above-mentioned metals. Photosensitive material, such as e.g. silicon applied, such as has been p-grafted in the direction towards the metal layer and n-grafted in the direction towards the back. On the back of the silicon layer, a metal layer can be arranged as a back contact, and this should have a layer thickness of less than 5 to 30 nm when the solar cell is to convert light radiating in from both the front and the back into electrical energy. If the solar cell is only to receive radiation from the front, the back contact can have any thickness and at the same time be used as a substrate.

Ytterligere enkeltheter,fordeler og særpreg ved oppfinnelsen fremgår ikke bare av patentkravene for de sær-trekk som fremgår av disse enkeltvis og/eller i kombinasjon med hverandre, men også av den etterfølgende beskrivelse av de foretrukne utførelseseksempler som er vist på tegningene. Further details, advantages and distinctive features of the invention are not only apparent from the patent claims for the special features that appear from these individually and/or in combination with each other, but also from the subsequent description of the preferred embodiments shown in the drawings.

Av disser viserOf these shows

Fig. 1 et tverrsnitt gjennom et skjematisk vist skiktsystem ifølge oppfinnelsen som er beregnet for oppvarming av vinduselementer, og Fig. 2 et tverrsnitt skjematisk vist gjennom et skiktsystem ifølge oppfinnelsen i en solcelle. Fig 1 viser skjematisk et skiktsystem 10 som er beregnet for oppvarming av et vinduselement 11. Vinduselementet 11 som også vil bli betegnet som substrat og som kan bestå Fig. 1 a cross-section through a schematically shown layer system according to the invention which is intended for heating window elements, and Fig. 2 a cross-section schematically shown through a layer system according to the invention in a solar cell. Fig 1 schematically shows a layer system 10 which is intended for heating a window element 11. The window element 11 which will also be referred to as substrate and which can consist of

av en glasskive eller også av en folie, har på sin øvre side et halvlederskikt 12 som kan bestå av indiumoxyd hvortil tinnoxyd er blitt tilsatt. Skikttykkelsen for halvlederskiktet 12 er ca. 70 nm. Et metallskikt 14 som består av sølv er påført på halvlederskiktet 12 og kan ha en tykkelse av 15 nm. Metallskiktet 14 blir da tildekket av et ytter- of a glass disc or also of a foil, has on its upper side a semiconductor layer 12 which may consist of indium oxide to which tin oxide has been added. The layer thickness for the semiconductor layer 12 is approx. 70 nm. A metal layer 14 consisting of silver is applied to the semiconductor layer 12 and may have a thickness of 15 nm. The metal layer 14 is then covered by an outer

ligere (annet) halvlederskikt 16 som likeledes som halvlederskiktet 12 kan oppvise en tykkelse på 70 nm og kan bestå av indiumoxyd hvortil tinnoxyd er blitt tilsatt. lower (other) semiconductor layer 16 which, like the semiconductor layer 12, can have a thickness of 70 nm and can consist of indium oxide to which tin oxide has been added.

For å redusere eventuelle refleksjonstap kan dessuten et dielektrisk skikt 18, f.eks. av siliciumoxyd, være påført på halvlederskiktet 16, og det dielektriske skikt 18 har en brytningsindeks som er mindre enn halvlederskiktets 16 brytningsindeks. Det dielektriske skikts 18 tykkelse kan da være f.eks. 180 nm. En ytterligere refleksjonsminskning kan nu oppnås ved at såvel på det dielektriske skikt 18 som på substratets underside er i tillegg et ytterligere skikt 20 henholdsvis 22 blitt påført hvis brytningsindeks er lavere enn brytningsindeksen. for de tildekkede skikt. Magnesiumfluorid kan nevnes som et materiale som er egnet for skiktene 20 og 22, og deres skikttykkelse kan være 210 nm. In order to reduce possible reflection losses, a dielectric layer 18, e.g. of silicon oxide, be applied to the semiconductor layer 16, and the dielectric layer 18 has a refractive index which is smaller than the semiconductor layer 16's refractive index. The thickness of the dielectric layer 18 can then be e.g. 180 nm. A further reduction in reflection can now be achieved by the fact that both on the dielectric layer 18 and on the underside of the substrate a further layer 20 and 22 respectively has been applied whose refractive index is lower than the refractive index. for the covered layers. Magnesium fluoride can be mentioned as a material suitable for layers 20 and 22, and their layer thickness can be 210 nm.

Dessuten er på sidekantene av skiktsystemet 10 som er bygget opp av skiktene 12, 14 og 16, en kontaktstrimmel 24 henholdsvis 26 påført som er forbundet med en tilførsels-ledning 28 henholdsvis 30. Via tilførselsledningen 28 og 30 og kontaktstrimlene 24 og 26 blir elektrisk strøm ledet til skiktsystemet 10, fortrinnsvis til metallskiktet 14, for å bevirke oppvarming av substratet 11. In addition, on the side edges of the layer system 10, which is made up of the layers 12, 14 and 16, a contact strip 24 and 26 respectively is applied which is connected to a supply line 28 and 30 respectively. Via the supply line 28 and 30 and the contact strips 24 and 26 electric current becomes led to the layer system 10, preferably to the metal layer 14, to effect heating of the substrate 11.

Ved hjelp av skiktsystemet ifølge oppfinnelsen kanUsing the layer system according to the invention can

den elektriske effekt som er nødvendig for oppvarmingen, allerede tilføres ved lave spenninger, f.eks. 12 V. Opp-bygningen ifølge oppfinnelsen av skiktsystemet 10 sikrer dessuten at gjennomsiktigheten ikke blir merkbart uheldig på-virket . the electrical power required for the heating is already supplied at low voltages, e.g. 12 V. The structure according to the invention of the layer system 10 also ensures that the transparency is not noticeably adversely affected.

De materialer for det indre skikt som anvendes for fremstilling av kjente skiktstrukturer bestående av di-elektrikum-metall-dielektrikum, er isolatorer. Av denne grunn byr kontaktoppnnåelsen for skiktstrukturen når kontakt-flatene er små, på problemer. Små kontaktflater er imidlertid en forutsetning for at hele anordningen skal ha en høy gjennomsiktighet. Ved hjelp av skiktsystemet ifølge oppfinnelsen kan imidlertid de nødvendige strømtettheter også innpreges ved små kontaktflater, slik at en merkbar på-virkning av gjennomsiktigheten ikke finner stedi The materials for the inner layer used for the production of known layer structures consisting of dielectric-metal-dielectric are insulators. For this reason, achieving contact for the layer structure when the contact surfaces are small presents problems. However, small contact surfaces are a prerequisite for the entire device to have a high level of transparency. With the help of the layer system according to the invention, however, the required current densities can also be impressed on small contact surfaces, so that a noticeable effect on the transparency does not take place

For et skiktsystem ifølge oppfinnelsen kan for eksempel på baksiden av et ITO-skikt ved f.eks. sjablongtrykkeprosesser, PVD-/CVD-belegningsprosesser, ved hjelp av galvaniske proses-ser eller ved hjelp av plasmapåsprøyting (flammepåsprøyting) For a layer system according to the invention, for example, on the back of an ITO layer, e.g. stencil printing processes, PVD/CVD coating processes, by means of galvanic processes or by means of plasma spraying (flame spraying)

to loddbare elektriske kontaktbaner lages til hvilke til-førselsledningene kan loddes. two solderable electrical contact paths are made to which the supply lines can be soldered.

For den oppbygning som er vist på Fig. 1 har deFor the structure shown in Fig. 1, they have

enkelte skikt de følgende brytningsindeksverdier:individual layers have the following refractive index values:

Substratet 11, dersom dette er av glass, har brytningsindeksen n = 1,5, halvlederskiktene 12 og 16 har brytningsindeksen n = 2, det dielektriske skikt 18 i form av Si02har brytningsindeksen n = 1,5, og antirefleksjonsskiktet 20 henholdsvis 22 i form av magnesiumfluorid har brytningsindeksen n = 1,3. The substrate 11, if it is made of glass, has the refractive index n = 1.5, the semiconductor layers 12 and 16 have the refractive index n = 2, the dielectric layer 18 in the form of SiO2 has the refractive index n = 1.5, and the anti-reflection layer 20 respectively 22 in the form of magnesium fluoride has the refractive index n = 1.3.

På Fig. 2 er et skiktsystem 32 ifølge oppfinnelsen vist som settes inn i en solcelle 34. I denne er en tildekningsskive betegnet med 36, og denne tjener samtidig som bærer for skiktsystemet 32. Tildekningsskiven består da fortrinnsvis av glass og har en brytningsindeks n = 1,5. In Fig. 2, a layer system 32 according to the invention is shown which is inserted into a solar cell 34. In this, a covering disk is denoted by 36, and this also serves as a carrier for the layer system 32. The covering disk then preferably consists of glass and has a refractive index n = 1.5.

Utad blir tildekningen 36 tildekket med et refleksjonsreduserende skikt 38 som fortrinnsvis består av magnesiumfluorid og har en brytningsindeks n = 1,3 og en skikttykkelse av 10-280 nm, fortrinnsvis 20-100 nm. Tildekningens 36 inn-vendige side er forsynt med et halvlederskikt 40 som består av indiumoxyd med tilsatt tinnoxyd og som har en tykkelse av fortrinnsvis 7 0 nm og en brytningsindeks n = 2. På den side av halvlederskiktet 40 som er vendt bort fra tildekningen 36, befinner seg et metallskikt 42, fortrinnsvis i form av sølv med en tykkelse av 20 nm. Over skiktet 42 er et skikt 46 av fotoømfintlig materiale, som silicium av solarkvalitet , anordnet som i det område som er vendt mot metallskiktet 42 f.eks. er p-ympet og i det motsatte område, dvs. ryggsideom-rådet, er n-ympet. Endelig er siliciumskiktet 46 på utsiden tildekket av en elektrisk ledende ryggkontakt 48 i form av et metallskikt av f.eks. aluminium med en tykkelse av 0,5-2^um. On the outside, the covering 36 is covered with a reflection-reducing layer 38 which preferably consists of magnesium fluoride and has a refractive index n = 1.3 and a layer thickness of 10-280 nm, preferably 20-100 nm. The inner side of the cover 36 is provided with a semiconductor layer 40 which consists of indium oxide with added tin oxide and which has a thickness of preferably 70 nm and a refractive index n = 2. On the side of the semiconductor layer 40 which faces away from the cover 36, is a metal layer 42, preferably in the form of silver with a thickness of 20 nm. Above the layer 42, a layer 46 of photosensitive material, such as silicon of solar quality, is arranged as in the area facing the metal layer 42, e.g. is p-grafted and in the opposite area, i.e. the dorsal side area, is n-grafted. Finally, the silicon layer 46 is covered on the outside by an electrically conductive back contact 48 in the form of a metal layer of e.g. aluminum with a thickness of 0.5-2 µm.

Istedenfor den solcelle 34 som er beskrevet i utfør-elseseksemplet og som har tildekning 36 som tjener som bære- substrat og et forholdsvis tynt siliciumskikt 46, kan selv-følgelig skiktsystemet ifølge oppfinnelsen også anvendes i solceller hvis siliciumskikt er valgt tykkere, f.eks. i form av en siliciumskive, slik at denne vil tjene som bærer for skiktsystemet 32. I dette tilfelle er substratet 36 ikke lenger nødvendig, men det kan erstattes med et skikt av SiC^ med n = 1,5. Instead of the solar cell 34 which is described in the design example and which has a cover 36 which serves as a carrier substrate and a relatively thin silicon layer 46, the layer system according to the invention can of course also be used in solar cells whose silicon layer is chosen to be thicker, e.g. in the form of a silicon wafer, so that this will serve as a carrier for the layer system 32. In this case, the substrate 36 is no longer necessary, but it can be replaced with a layer of SiC^ with n = 1.5.

Claims (12)

1. Gjennomsiktig, ledende skiktsystem, spesielt for solceller eller oppvarmbare vinduselementer, med minst ett metallskikt som er anordnet mellom halvlederskikt, karakterisert ved at halvlederskiktene (12, 16, 40) inneholder en ledende oxydisk tungmetallforbindelse og har en f latemotstand på under 4 0-fl /O1. Transparent, conductive layer system, especially for solar cells or heatable window elements, with at least one metal layer which is arranged between semiconductor layers, characterized in that the semiconductor layers (12, 16, 40) contain a conductive oxide heavy metal compound and have a surface resistance of less than 4 0- fl /O 2. Skiktsystem ifølge krav 1, karakterisert ved at minst ett av halvlederskiktene (12, 16, 40) inneholder en oxydisk tinnforbindelse .2. Layer system according to claim 1, characterized in that at least one of the semiconductor layers (12, 16, 40) contains an oxide tin compound. 3. Skiktsystem ifølge krav 2, karakterisert ved at minst ett av halvlederskiktene (12, 16, 40) inneholder indiumoxyd med tilsatt tinndioxyd.3. Layer system according to claim 2, characterized in that at least one of the semiconductor layers (12, 16, 40) contains indium oxide with added tin dioxide. 4. Skiktsystem ifølge krav 2, karakterisert ved at minst ett av halvlederskiktene (12, 16, 40) inneholder tinndioxyd som er ympet med fluor eller med antimon.4. Layer system according to claim 2, characterized in that at least one of the semiconductor layers (12, 16, 40) contains tin dioxide which is grafted with fluorine or with antimony. 5. Skiktsystem ifølge krav 2, karakterisert ved at mellom et medium som grenser opp mot skiktsystemet (10), som luft, og det mot dette vendte halvlederskikt (12, 16) er minst ett overgangsskikt (18, 20, 11, 22) anordnet som har en brytningsindeks som ligger mellom brytningsindeksen for halvlederskiktet og brytningsindeksen for mediumet.5. Layer system according to claim 2, characterized in that between a medium bordering the layer system (10), such as air, and the semiconductor layer (12, 16) facing this, at least one transition layer (18, 20, 11, 22) is arranged which has a refractive index that lies between the refractive index of the semiconductor layer and the refractive index of the medium. 6. Skiktsystem ifølge krav 5, karakterisert ved at overgangsskiktets (18, 20, 22) brytningsindeks i retning av dets flatenormal har en gradient som avtar fra halvlederskiktets (12, 16) brytningsindeks til mediumets brytningsindeks.6. Layer system according to claim 5, characterized in that the refractive index of the transition layer (18, 20, 22) in the direction of its surface normal has a gradient which decreases from the refractive index of the semiconductor layer (12, 16) to the refractive index of the medium. 7. Skiktsystem ifølge krav 1, karakterisert ved at metallskiktets (14,7. Layer system according to claim 1, characterized in that the metal layer (14, 42) skikttykkelse ligger innen området 5-100 nm.42) layer thickness lies within the range 5-100 nm. 8. Skiktsystem ifølge krav 7, karakterisert ved at metallskiktet (14, .42) inneholder et metall eller en metallegering fra gruppen kobber, sølv, gull, platina, aluminium, krom, jern eller nikkel.8. Layer system according to claim 7, characterized in that the metal layer (14, .42) contains a metal or a metal alloy from the group of copper, silver, gold, platinum, aluminium, chrome, iron or nickel. 9. Skiktsystem i form av et oppvarmbart, gjennomsiktig substrat, som en rute, karakterisert ved at på en utvendig flate av substratet (11) er skiktvis over hverandre et gjennomsiktig første halvlederskikt (12), et metallskikt (14) som har en tykkelse under . 30 nm, et gjennomsiktig annet halvlederskikt (16) og fortrinnsvis et siliciumdioxydskikt (18) anordnet, hvorved halvlederskiktene (12, 16) for eksempel inneholder indiumoxyd med tilsatt tinnoxyd eller tinnoxyd som er ympet med antimon eller fluor.9. Layer system in the form of a heatable, transparent substrate, such as a grid, characterized in that on an external surface of the substrate (11) there is a transparent first semiconductor layer (12), a metal layer (14) which has a thickness below . 30 nm, a transparent second semiconductor layer (16) and preferably a silicon dioxide layer (18) arranged, whereby the semiconductor layers (12, 16) for example contain indium oxide with added tin oxide or tin oxide grafted with antimony or fluorine. 10. Skiktsystem i form av en solcelle, karakterisert ved at på en utvendig flate av et gjennomsiktig substrat, som en tildekning (36), er over hverandre et gjennomsiktig halvlederskikt (40) som inneholder indiumoxyd med tilsatt tinnoxyd eller tinnoxyd som er ympet med antimon eller fluor, et metallskikt (42) som har en mindre tykkelse enn 100 nm, og et skikt (46) av foto-ømfintlig materiale som har en pn-overgang eller er foto-ledende, og et metallskikt (48) med elektrisk ledningsevne anordnet.10. Layer system in the form of a solar cell, characterized in that on an external surface of a transparent substrate, as a cover (36), there is a transparent semiconductor layer (40) above each other containing indium oxide with added tin oxide or tin oxide grafted with antimony or fluorine, a metal layer (42) having a thickness less than 100 nm, and a layer (46) of photosensitive material having a pn junction or being photoconductive, and a metal layer (48) of electrical conductivity arranged . 11. Skiktsystem ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at i det minste på den utvendige flate, av skiktsystemet (10) som grenser mot luft, er et magnesiumfluoridskikt (20) anordnet, og på den utvendige flate av bæreren (11, 36) som grenser mot luft, er et magnesiumfluoridskikt (22, 38) anordnet.11. Layer system according to claim 9 or 10, characterized in that at least on the outer surface of the layer system (10) which borders air, a magnesium fluoride layer (20) is arranged, and on the outer surface of the carrier (11, 36) bordering air, a magnesium fluoride layer (22, 38) is provided. 12. Skiktsystem ifølge krav 10, karakterisert ved at det fotoømfintlige materiale for eksempel er a-Si, c-Si eller GaAs eller CdS, ZnS, CuInSe2 , C^ S eller en kombinasjon av disse.12. Layer system according to claim 10, characterized in that the photosensitive material is, for example, a-Si, c-Si or GaAs or CdS, ZnS, CuInSe2, C2 S or a combination of these.
NO872879A 1986-07-11 1987-07-10 TRANSPARENT LAYER SYSTEM THAT IS ABLE TO CONDUCT ELECTRIC SIZE, ESPECIALLY FOR SOLAR CELLS OR HEATABLE WINDOW ELEMENTS. NO872879L (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3623497 1986-07-11
DE19873704880 DE3704880A1 (en) 1986-07-11 1987-02-17 TRANSPARENT, CONDUCTIVE LAYER SYSTEM

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO872879D0 NO872879D0 (en) 1987-07-10
NO872879L true NO872879L (en) 1988-01-12

Family

ID=25845514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO872879A NO872879L (en) 1986-07-11 1987-07-10 TRANSPARENT LAYER SYSTEM THAT IS ABLE TO CONDUCT ELECTRIC SIZE, ESPECIALLY FOR SOLAR CELLS OR HEATABLE WINDOW ELEMENTS.

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0252489A3 (en)
BR (1) BR8703548A (en)
DE (1) DE3704880A1 (en)
NO (1) NO872879L (en)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4713493A (en) * 1985-10-11 1987-12-15 Energy Conversion Devices, Inc. Power generating optical filter
US4940495A (en) * 1988-12-07 1990-07-10 Minnesota Mining And Manufacturing Company Photovoltaic device having light transmitting electrically conductive stacked films
DE3943516C2 (en) * 1989-02-07 1993-11-25 Kunert Heinz Transparent element for use as a window, wall, roof or parapet element
DE3903521C2 (en) * 1989-02-07 1993-11-25 Kunert Heinz Transparent element for use as a window, wall, roof or parapet element
DE4121385A1 (en) * 1991-06-28 1993-01-07 Bayerische Motoren Werke Ag Electro=optical layer system for heating vehicle windscreen - uses conductor layers applied to outside surfaces of opposing control electrodes
DE4139959A1 (en) * 1991-12-04 1993-06-09 Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen, De Electrically heated, clear flexible sheet, esp. for car rear windows - has layers of thermoplastic, e.g. PET or PVC, with interlayer of conductive metal oxide, pref. indium oxide
DE4427896A1 (en) * 1994-08-06 1996-02-08 Robotron Elektronik Gmbh I L Electrical heating layer system for visors and screens
US5911899A (en) * 1995-06-15 1999-06-15 Mitsui Chemicals, Inc. Corrosion-proof transparent heater panels and preparation process thereof
ES2123446B1 (en) * 1997-01-29 1999-12-01 Trimboli Longuetto Antonio Adr IMPROVEMENTS IN THE USE OF THE PHOTOVOLTAIC EFFECT IN PHOTOTHERMAL SHIELDS.
DE19958878B4 (en) 1999-12-07 2012-01-19 Saint-Gobain Glass Deutschland Gmbh Thin film solar cell
DE10115196A1 (en) 2001-03-27 2002-10-17 Pilkington Deutschland Ag Glass pane as a preliminary product for a thermally toughened and / or curved glass pane with a sun protection and / or low-E coating
EP1519631B1 (en) * 2003-09-23 2006-03-22 ISOCLIMA S.p.A. Radiant glazing unit
US8012317B2 (en) 2006-11-02 2011-09-06 Guardian Industries Corp. Front electrode including transparent conductive coating on patterned glass substrate for use in photovoltaic device and method of making same
WO2008063305A2 (en) * 2006-11-02 2008-05-29 Guardian Industries Corp. Front electrode for use in photovoltaic device and method of making same
US8203073B2 (en) 2006-11-02 2012-06-19 Guardian Industries Corp. Front electrode for use in photovoltaic device and method of making same
US7964788B2 (en) 2006-11-02 2011-06-21 Guardian Industries Corp. Front electrode for use in photovoltaic device and method of making same
US20080105293A1 (en) * 2006-11-02 2008-05-08 Guardian Industries Corp. Front electrode for use in photovoltaic device and method of making same
US8076571B2 (en) 2006-11-02 2011-12-13 Guardian Industries Corp. Front electrode for use in photovoltaic device and method of making same
US8334452B2 (en) 2007-01-08 2012-12-18 Guardian Industries Corp. Zinc oxide based front electrode doped with yttrium for use in photovoltaic device or the like
FR2919429B1 (en) * 2007-07-27 2009-10-09 Saint Gobain FRONT PANEL SUBSTRATE OF PHOTOVOLTAIC CELL AND USE OF A SUBSTRATE FOR A FRONT PANEL OF PHOTOVOLTAIC CELL
US7888594B2 (en) 2007-11-20 2011-02-15 Guardian Industries Corp. Photovoltaic device including front electrode having titanium oxide inclusive layer with high refractive index
DE102008024870A1 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Phototropic windowpane e.g. rear windowpane, for e.g. motor vehicle, has heating resistors provided for increasing transmission factor, where factor is controllable by utilization of phototropic effect depending on incidence of light
US8022291B2 (en) 2008-10-15 2011-09-20 Guardian Industries Corp. Method of making front electrode of photovoltaic device having etched surface and corresponding photovoltaic device
US8502066B2 (en) 2009-11-05 2013-08-06 Guardian Industries Corp. High haze transparent contact including insertion layer for solar cells, and/or method of making the same
CN102291860B (en) * 2011-04-25 2013-02-27 许子燕 Method for manufacturing automatic temperature-limiting oxide electric-heating film
ES2876033T3 (en) 2015-03-19 2021-11-11 Saint Gobain Method of depositing a current bus bar on plastic vehicle windows with heating function
CN105925947B (en) * 2016-05-17 2018-03-20 河北大学 A kind of nanometer multilayer transparent conductive film

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL85813C (en) * 1951-11-03
NL97512C (en) * 1955-12-08
GB1416072A (en) * 1973-03-15 1975-12-03 Electrical Res Ass Transparent electrodes
FR2279687B1 (en) * 1974-07-26 1977-01-07 Saint Gobain HEATED WINDOWS WITH VACUUM LAYERS
US4017661A (en) * 1974-08-09 1977-04-12 Ppg Industries, Inc. Electrically conductive transparent laminated window
DE2613839A1 (en) * 1976-03-31 1977-10-13 Baldwin Co D H Coating glass with tin oxide - by spraying with tin chloride while supported in a heated liq bath
US4166876A (en) * 1977-03-28 1979-09-04 Teijin Limited Transparent, electrically conductive laminated structure and process for production thereof
DE2750500A1 (en) * 1977-11-11 1979-05-17 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Panes with IR reflecting properties - obtd. by sputtering on first an indium oxide-tin oxide layer, then a gold, silver or copper layer
NO157212C (en) * 1982-09-21 1988-02-10 Pilkington Brothers Plc PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF LOW EMISSION PATIENTS.
DE3307661A1 (en) * 1983-03-04 1984-09-06 Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln METHOD FOR PRODUCING WINDOWS WITH HIGH TRANSMISSION BEHAVIOR IN THE VISIBLE SPECTRAL AREA AND WITH HIGH REFLECTION BEHAVIOR FOR HEAT RADIATION
US4663495A (en) * 1985-06-04 1987-05-05 Atlantic Richfield Company Transparent photovoltaic module
DE3543694A1 (en) * 1985-12-11 1987-06-19 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg METHOD FOR PRODUCING CONTACT RAILS ON SUBSTRATES, ESPECIALLY ON DISC, AND DISC PRODUCED BY THE PROCESS

Also Published As

Publication number Publication date
BR8703548A (en) 1988-03-22
NO872879D0 (en) 1987-07-10
EP0252489A3 (en) 1989-05-10
EP0252489A2 (en) 1988-01-13
DE3704880A1 (en) 1988-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO872879L (en) TRANSPARENT LAYER SYSTEM THAT IS ABLE TO CONDUCT ELECTRIC SIZE, ESPECIALLY FOR SOLAR CELLS OR HEATABLE WINDOW ELEMENTS.
EP1547158B1 (en) Electrode for photovoltaic cells, photovoltaic cell and photovoltaic module
EP2100335B1 (en) Zinc oxide based front electrode doped with yttrium for use in photovoltaic device or the like
EP0179556B1 (en) Improved current collection structure for photovoltaic devices
JP5330400B2 (en) Glass substrate coated with a layer having improved resistivity
JP2010534929A (en) Method for using solar cell front substrate and solar cell front substrate
IL97164A (en) Photovoltaic cells for converting light energy to electric energy and photoelectric battery.
EP0527680B1 (en) Connection of glazing with an electroconductive layer
US9888566B2 (en) Enhanced bus bar system for aircraft transparencies
JP2012511247A (en) Use of photovoltaic panel surface side substrate, photovoltaic panel and photovoltaic panel surface side substrate
WO2010138157A1 (en) Method of enhancing the conductive and optical properties of deposited indium tin oxide (ito) thin films
US20080302416A1 (en) Durable silver based transparent conductive coatings for solar cells
EP0113959A2 (en) Photoelectric conversion device
KR101894112B1 (en) Low emissivity glass windows and power supply device using power generated from the same
US20120199197A1 (en) Solar cell
JP7090904B2 (en) Power generator
EP1654398B1 (en) Emision enhancing coating, article to which the coating is applied and method for applying the coating to a surface
CN116601023A (en) Composite glass sheet with heating resistor layer
CN116444175A (en) Low-E glass capable of selectively transmitting solar energy in large range