用于太阳能电池和模块的透明覆盖层制造技术

本发明专利技术描述了一种太阳能电池装置及其制造方法。制造太阳能电池的方法包括形成包含衬底、背面接触层、吸收层和缓冲层的光伏子结构，形成与光伏子结构分离的包括透明层和与透明层接触的等离子体纳米结构层的透明覆盖层，以及将透明覆盖层粘附在光伏子结构的顶部上。等离子体纳米结构层可包括金属纳米粒子。本发明专利技术还提供了用于太阳能电池和模块的透明覆盖层。

【技术实现步骤摘要】
用于太阳能电池和模块的透明覆盖层
本专利技术涉及光伏太阳能电池和太阳能模块。更具体地，本专利技术涉及用于太阳能模块的透明覆盖层及其制造方法。
技术介绍
太阳能电池是从太阳光直接产生电流的发电装置。多个太阳能电池可通过各自的互连结构而连接以形成太阳能电池模块。可以连接多个模块以形成阵列。一些太阳能电池装置包括太阳能电池上方的保护覆盖层。太阳光穿过保护覆盖层到达下面的太阳能电池以通过光伏效应被转化成电流。穿过保护覆盖层的光学透射率影响太阳能电池装置的效率。例如，太阳能电池产生的电量取决于穿过保护覆盖层并且到达太阳能电池的吸收层的光量。此外，透射光的传输长度决定了它穿过吸收层的传输距离。由于反射、折射和吸收所引起的穿过覆盖层的光损耗减少了到达太阳能电池尤其是到达吸收层的光量。例如，对于玻璃保护覆盖层而言，在垂直入射下，空气/玻璃界面处的反射率为约4%至5%。因此，穿过保护覆盖层的光损耗降低了太阳能装置的效率。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种用于制造太阳能电池的方法，包括：提供衬底；在所述衬底上方沉积背面接触层、吸收层和缓冲层以形成光伏子结构；形成与所述光伏子结构分离的透明覆盖层，所述透明覆盖层包括：透明层，和等离子体纳米结构层，与所述透明层接触；以及将所述透明覆盖层粘附在所述光伏子结构的顶部上。在该方法中，所述透明覆盖层还包括抗反射涂层。在该方法中，所述光伏子结构还包括：位于所述缓冲层和所述透明覆盖层之间的透明导电氧化物（TCO）层。在该方法中，所述粘附的步骤包括：在所述光伏子结构上方沉积粘膜；以及在所述粘膜上设置所述透明覆盖层。在该方法中，所述形成的步骤包括：沉积与所述透明层接触的所述等离子体纳米结构层。在该方法中，所述形成的步骤包括：沉积与所述透明层接触的金属层；以及对所述金属层和所述透明层进行退火以形成所述等离子体纳米结构层。在该方法中，在介于约200℃至约500℃之间的温度下对所述金属层和所述透明层进行退火。在该方法中，顺序执行所述提供、沉积、形成和粘附的步骤。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于太阳能电池的透明覆盖层，包括：透明层，位于光伏子结构上方；以及等离子体纳米结构层，与所述透明层接触。在该透明覆盖层中，所述等离子体纳米结构层包括金属或金属氧化物。在该透明覆盖层中，所述等离子体纳米结构层包括金属纳米粒子。在该透明覆盖层中，所述等离子体纳米结构层包括选自Au、Ag、Pt、Al、Cu或它们的组合的金属。在该透明覆盖层中，所述等离子体纳米结构层包括尺寸介于约5nm至约300nm之间的纳米粒子。在该透明覆盖层中，所述等离子体纳米结构层位于所述透明层的顶部。在该透明覆盖层中，所述等离子体纳米结构层位于所述透明层的下方。在该透明覆盖层中，所述等离子体纳米结构层在所述透明层内。在该透明覆盖层中，所述等离子体纳米结构层包括多个等离子体纳米结构层。根据本专利技术的又一方面，提供了一种太阳能模块，包括：多个太阳能电池；以及透明覆盖层，用透明粘膜粘接在所述多个太阳能电池的顶部上，所述透明覆盖层包括：透明层；和等离子体纳米结构层，与所述透明层接触。在该太阳能模块中，所述透明覆盖层包括玻璃，并且所述等离子体纳米结构层包括金属纳米粒子。在该太阳能模块中，所述透明覆盖层还包括抗反射涂层。附图说明当结合附图阅读时，从下面的详细描述可以更好地理解本专利技术。应该强调，根据普遍实践，不必按比例绘制附图中的各个部件。相反，为了清楚起见，可任意扩大或缩小各个部件的尺寸。在整个说明书和附图中，相似的标号表示相似的部件。图1是制造本专利技术描述的太阳能电池装置的方法的流程图。图2A是本专利技术描述的针对图1的步骤100的方法的流程图。图2B是本专利技术描述的针对图1的步骤200的方法的流程图。图2C是本专利技术描述的针对图1的步骤200的方法的流程图。图2D是本专利技术描述的针对图1的步骤300的方法的流程图。图3A是本专利技术描述的太阳能电池装置的截面的示意图。图3B是本专利技术描述的太阳能电池装置的截面的示意图。图4是本专利技术描述的透明覆盖层的截面示意图。图5是本专利技术描述的透明覆盖层的截面示意图。图6是本专利技术描述的透明覆盖层的截面示意图。图7是本专利技术描述的透明覆盖层的截面示意图。图8是本专利技术描述的透明覆盖层的截面示意图。图9是本专利技术描述的透明覆盖层的截面示意图。图10是本专利技术描述的透明覆盖层的截面示意图。图11是本专利技术描述的透明覆盖层的截面示意图。图12是本专利技术描述的透明覆盖层的截面示意图。图13是本专利技术描述的太阳能模块的分解图。图14是本专利技术描述的太阳能面板的分解图。图15是示出了传统的覆盖层和本专利技术描述的透明覆盖层的透射率数据的图。具体实施方式在说明书中，诸如“下方”、“上方”、“水平的”、“垂直的”、“在…上方”、“在…下方”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”的相对关系术语及其衍生词（例如，“向下地”、“向上地”等）应该解释为指如随后所述的或者如论述中的附图所示的方位。这些相对术语是为了便于描述，而不要求以特定的方位构造或操作装置。除非另有明确描述，否则诸如“连接”和“互连”的关于接合、连接等的术语是指其中一个结构直接或通过插入结构间接地固定或接合至另一结构的关系以及两者都是可移动的或刚性的接合或关系。本专利技术提供了改进的光伏太阳能电池装置以及用于制造该装置和子结构的方法。具体地，本专利技术提供了采用捕光能力增强的透明覆盖层以提高太阳能电池的模块效率的方法。如本专利技术中所使用的，关于子结构或材料的术语“透明”是指具有使光传输穿过子结构或材料的性质，并且包括将入射在子结构或材料的表面上的全部的、基本上全部的或部分的入射光传输。本专利技术公开的透明覆盖层具有增强的光学性质，利用局部表面等离子体共振（LSPR）以引起光的前向散射并且增大入射光穿过透明覆盖层的传输距离。增强的光学性质增加了穿过透明覆盖层到达太阳能电池的吸收层的光量，增大了穿过吸收层的光的传输长度，并且提高了装置的总效率。此外，本专利技术公开的透明覆盖层与太阳能电池或太阳能模块组合在一起而不会损害太阳能电池子结构。图1中提供了根据本专利技术的用于制造太阳能电池和太阳能模块装置的方法的综述。本专利技术结合附图描述并且提供了方法和根据该方法形成的结构的进一步细节。如图1所示，在步骤100中形成了光伏子结构，并且在步骤200中单独地形成透明覆盖层。在一些实施例中，通过在衬底上方沉积背面接触层、吸收层和缓冲层来形成光伏子结构。如图2A所示，可在子步骤110中提供衬底。在子步骤120中，可沉积背面接触层。在子步骤130中，可沉积吸收层。在子步骤140中，可沉积缓冲层。在一些实施例中，光伏子结构也可包括正面接触层，诸如，在子步骤150中沉积的透明导电氧化物（TCO）。在一些实施例中，光伏子结构可经过附加的处理操作以完成该装置并且将太阳能电池连接至其他太阳能电池从而形成太阳能模块。例如，进一步处理可包括在缓冲层上方形成正面接触层，划出互连线和连接太阳能电池。在一些实施例中，多个太阳能电池可被连接为形成一个或多个太阳能模块。图3A和图3B示出了根据一些实施例的光伏子结构30的截面图。如图3A所示，可在衬底31上方沉积背面接触层32（例如，通过溅射）。在一些实施例中，衬底31可包括任何适合的材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造太阳能电池的方法，包括：提供衬底；在所述衬底上方沉积背面接触层、吸收层和缓冲层以形成光伏子结构；形成与所述光伏子结构分离的透明覆盖层，所述透明覆盖层包括：透明层，和等离子体纳米结构层，与所述透明层接触；以及将所述透明覆盖层粘附在所述光伏子结构的顶部上。

【技术特征摘要】
2013.10.25 US 14/062,9211.一种用于制造太阳能电池的方法，包括：提供衬底；在所述衬底上方沉积背面接触层、吸收层和缓冲层以形成光伏子结构；形成与所述光伏子结构分离的透明覆盖层，所述透明覆盖层用于提供光的前向散射，提高了入射光的透射率，所述透明覆盖层包括：透明层，抗反射涂层，和等离子体纳米结构层，位于所述抗反射涂层内；以及将所述透明覆盖层粘附在所述光伏子结构的顶部上。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光伏子结构还包括：位于所述缓冲层和所述透明覆盖层之间的透明导电氧化物(TCO)层。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粘附的步骤包括：在所述光伏子结构上方沉积粘膜；以及在所述粘膜上设置所述透明覆盖层。4.根据权利要求1所述的方法，其中，顺序执行所述提供、沉积、形成所述透明覆盖层和粘附的步骤。5.一种用于太阳能电池的透明覆盖层，所述透明覆盖层用于提供光的前向散射，提高了入射光的透射率，包括：透明层，位于光伏子结构上方；抗反...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志力，严文材，徐伟伦，
申请(专利权)人：台积太阳能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71