包括具有反射和/或抗反射特性的双层像素的光伏器件制造技术

本公开涉及包括具有反射和/或抗反射特性的双层像素的光伏器件，以及用于制造包括具有反射和/或抗反射特性的双层像素的PV器件的方法。在一些实施例中，每个双层像素包括具有反射特性的第一层和具有抗反射特性的第二层。

Photovoltaic devices including double-layer pixels with reflective and / or anti reflective properties

The present disclosure relates to photovoltaic devices including double-layer pixels having reflective and / or anti reflective properties, and methods for manufacturing PV devices including double-layer pixels having reflective and / or anti reflective properties. In some embodiments, each double-layer pixel includes a first layer having a reflection characteristic and a second layer having an anti reflection characteristic.

【技术实现步骤摘要】
包括具有反射和/或抗反射特性的双层像素的光伏器件领域本公开涉及包括双层像素的光伏(PV)器件、以及用于制造包括双层像素的PV器件的方法。更具体地说，所公开的实施例涉及适合于设置在器件上和/或器件内的包括具有反射和/或抗反射特性的层的像素。背景PV器件将太阳能直接转化为电能。这种器件通常包括单个PV电池、或电串联连接以形成PV模块的多个PV电池，并且通常安置在消费品或房屋、车库、商业建筑物、和其他结构的屋顶上以收集太阳辐射。一种特殊类型的PV电池是“薄膜”PV电池，其被广泛用于商业和住宅环境中，并且由沉积在导电衬底上的两层或更多层薄层材料组成。这些层包括但不限于透明上部片层(uppersheet)、导电栅格图案(conductivegridpattern)、和具有多于一层并能够吸收光以产生电的底层半导体结构。尽管PV器件通常是在考虑实用原则(例如器件的成本和性能)的情况下设计的，但是在一些市场中器件的视觉外观可能是一个关注点。例如，出于向消费者营销的目的，PV模块的生产商可能希望将视觉元素(例如颜色、图案、设计、徽章、徽标、标语、文字、广告、照片等)结合到模块中或结合到模块上。这些视觉元素通常使用类似于点画法(pointillism)的技术而被像素化(pixelated)，即，由多个像素组成，这允许视觉元素被清晰地看到，同时相对于相同大小的立体(即，非像素化的)视觉元素仅覆盖小百分比的表面积。然而，当像素化视觉元素被设置在PV器件的有源区域(activearea)上时，由于像素阻挡入射阳光，即阻止辐射在半导体片层内被吸收，器件性能必然会有某种程度的下降。因此，需要一种能够减轻这种性能下降的专利技术。此外，PV器件的美学吸引力在一些市场中可能是一个关注点，例如在器件直接销售给消费者(例如，作为便携式太阳能充电器)的情况下、以及建筑市场。例如，可能希望遮蔽或削弱PV器件的某些下部特征(underlyingfeature)的外观，例如透过透明上部片层可见的导电栅格图案。栅格图案原本可能由于在该图案和底层半导体片层之间的颜色、反射性等的对比而是高度可见的，并且可能被认为在美学上令一些消费者不愉快。不期望的下部特征的其他示例可以是制造过程中可能导致的颜色和/或纹理上的瑕疵，以及从器件的外表面或内部部分反射的眩光。因此，需要在使任何导致的PV材料性能的降低最小化的同时遮蔽或降低这些特征的可见性。概述本公开涉及包括具有反射和/或抗反射特性的双层像素的PV器件、以及用于制造包括具有这些特性的双层像素的PV器件的方法。像素可以以任何合适的配置被设置在PV器件上，例如在器件上产生期望的视觉元素(例如，颜色、图案、设计、徽标等)，减少从器件的表面或内部部分反射的眩光，和/或遮蔽器件的下部特征(例如，栅格图案和/或制造过程导致的颜色和/或纹理的瑕疵)。此外，在一些实施例中，像素可以包括能够补偿由于当像素设置在器件的有源区域上时像素阻挡入射阳光而导致的器件性能的任何损失的特征。在一些实施例中，所公开的器件可以包括PV电池和/或模块，该PV电池和/或模块包括具有导电栅格图案的透光性上部片层(opticallytransmissiveuppersheet)和设置在上部片层的一个或更多个表面上的多个双层像素、以及施加到导电衬底上的产生电的半导体结构。这些部件被布置成使上部片层的导电栅格图案与半导体材料电接触。在一些实施例中，所公开的方法可以包括提供产生电的半导体片层，该半导体片层包括施加到导电衬底的光敏组合物；提供透光性上部片层，该上部片层包括设置在上部片层的表面上的导电栅格图案；将上部片层设置成使得栅格图案与半导体片层电接触，从而形成PV电池；以及在上部片层上设置多个双层像素，每个像素包括第一层和第二层，并且具有反射和/或抗反射特性。双层像素可以被设置在栅格图案的部分的顶上以最小化进入PV电池的光传输损耗，或者像素可以被设置在别处。在一些实施例中，所公开的方法可以进一步包括提供一个或更多个附加半导体片层，并且经由导电栅格图案将每个半导体片层电互连，以形成PV模块。特征、功能、和优点可以在本公开的各种实施例中独立实现，或者可以在又一些其他实施例中进行组合，它们的另外的细节可以参考下面的描述和附图而被看到。附图说明图1是示出根据本公开的方面的光伏电池的一小部分的分解透视图，该光伏电池包括被设置在电池的透光性上部片层的辐射入射表面上的双层像素。图2是示出图1的光伏电池部分的分解侧视图。图3是示出根据本公开的方面的另一光伏电池的一小部分的分解侧视图，该光伏电池包括被设置在电池的透光性上部片层的非辐射入射表面上的双层像素。图4是示出图1-3的光伏电池部分的俯视图。图5是示出根据本公开的方面的光伏模块的俯视图，该光伏模块包括被设置在该模块的透光性上部片层上以形成图案的多个双层像素。图6是示出根据本公开的方面的光伏电池的俯视图，该光伏电池包括被设置在该电池的透光性上部片层上以遮蔽电池的下面的栅格图案的多个双层像素。图7是示出图6的光伏电池的一小部分的分解侧剖视图。图8是描述根据本公开的方面的用于制造包括双层像素的光伏电池和/或模块的方法的流程图。描述概要PV器件——即电池和/或模块——的各种实施例在下面进行了描述，并在相关附图中示出。各种实施例的下面的描述本质上仅仅是示例性的，且决不意欲限制本公开、它的应用或使用。此外，每个示例限定了前述公开中公开的实施例，但是任何一个示例不一定包含最终可能要求保护的所有特征或组合。在描述引用“一个(a)”或“第一”元件或其等效物的情况下，这样的描述包括一个或更多个这种元件，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。此外，除非另外特别说明，否则用于识别的元件的诸如第一或第二的顺序指示词是用于区分开元件的且并不指示这种元件的所要求的或限制的数量，并且并不指示这样的元件的特定位置或顺序。本公开涉及PV电池和/或模块，其包括被设置在电池和/或模块的外表面上或内层内的双层像素。例如，像素可以被设置在PV器件上或PV器件内，以产生期望的视觉元素(例如，颜色、图案、设计、徽标、标语、广告、照片等)，减少从器件反射的眩光，和/或遮蔽器件的不期望的视觉特征，例如由制造过程产生的颜色和/或纹理的瑕疵，以及遮蔽器件的下部特征或部件。此外，像素可以包括特征，这种特征能够提高任何像素化视觉元素的可见度和对比度、补偿由辐射被像素阻挡所导致的电池和/或模块的性能的任何下降、和/或通过将反射的辐射重定向回电池和/或模块的辐射入射表面而补偿由辐射从电池和/或模块的内部部分反射而未被吸收导致的电池和/或模块的性能的任何下降。下文第1章节描述了PV电池和/或模块的一般特征；下文第2章节描述了可以设置在PV电池和/或模块的一个或更多个表面上的双层像素的具体特征；以及下文第3章节描述了用于制造包括双层像素的PV电池和/或模块的方法。1.一般特征本章节描述了根据本公开的方面的包括像素的PV电池和/或模块的一般特征；参见图1。图1是根据本公开的方面的总体上以10指示的PV电池的一部分的分解透视图。电池可以与一个或更多个其他电池电互连以形成模块(未示出)，或者换句话说，电池部分10也可以是PV模块的一部分。然而，为简单起见，图1中仅描绘了一个电池的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏电池，包括：透光性上部片层，所述上部片层限定辐射入射表面和面向电池的表面，并且包括被设置在所述上部片层的所述面向电池的表面上的导电栅格图案；产生电的半导体片层，所述半导体片层包括被施加到导电衬底的光敏组合物，被设置成使所述光敏组合物面向所述上部片层的所述面向电池的表面，并且所述光敏组合物与所述上部片层的所述导电栅格图案电接触；和多个双层像素，所述像素被设置在所述上部片层上，其中，所述像素各自包括被设置在所述上部片层的所述辐射入射表面上的第一层和被设置在第一层上并由于所述第一层而与所述上部片层分离的第二层；其中，所述第一层具有反射特性，以及所述第二层具有抗反射特性；和其中，每个像素的所述第一层具有第一尺寸和第一颜色，每个像素的所述第二层具有小于所述第一尺寸的第二尺寸和不同于所述第一颜色的第二颜色，并且所述第二层相对于所述第一层基本上居中，其中所述第一层的轮廓在所述第二层的周界部分的周围是可见的。

【技术特征摘要】
2018.04.27 US 15/965,6831.一种光伏电池，包括：透光性上部片层，所述上部片层限定辐射入射表面和面向电池的表面，并且包括被设置在所述上部片层的所述面向电池的表面上的导电栅格图案；产生电的半导体片层，所述半导体片层包括被施加到导电衬底的光敏组合物，被设置成使所述光敏组合物面向所述上部片层的所述面向电池的表面，并且所述光敏组合物与所述上部片层的所述导电栅格图案电接触；和多个双层像素，所述像素被设置在所述上部片层上，其中，所述像素各自包括被设置在所述上部片层的所述辐射入射表面上的第一层和被设置在第一层上并由于所述第一层而与所述上部片层分离的第二层；其中，所述第一层具有反射特性，以及所述第二层具有抗反射特性；和其中，每个像素的所述第一层具有第一尺寸和第一颜色，每个像素的所述第二层具有小于所述第一尺寸的第二尺寸和不同于所述第一颜色的第二颜色，并且所述第二层相对于所述第一层基本上居中，其中所述第一层的轮廓在所述第二层的周界部分的周围是可见的。2.根据权利要求1所述的光伏电池，其中，所述第一层使得从所述电池的内部部分反射的并入射在所述第一层上的光被反射回所述半导体片层。3.根据权利要求1所述的光伏电池，其中，所述第二层减少从所述电池反射的眩光。4.根据权利要求1所述的光伏电池，其中，所述第一颜色是白色，并且在所述第二层周围产生白色轮廓，从而提高所述第二层的对比度和可见度。5.一种光伏模块，包括：两个光伏电池；透光性上部片层，所述上部片层限定辐射入射表面和面向电池的表面，包括被设置在所述面向电池的表面上的导电栅格图案，其中，所述栅格图案与所述电池中的每个电池重叠并电接触，从而使所述电池电互连；和多个双层像素，所述像素被设置在所述上部片层的所述辐射入射表面上；其中，所述像素各自包括被设置成与所述上部片层的所述辐射入射表面接触的第一层和被设置成与所述第一层接触并且由于所述第一层而与所述上部片层分离的第二层，其中，所述第一层具有反射特性并且被配置成将从所述模块的内部部分入射在所述第一层上的光反射回所述电池，...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特·P·奥尔布赖特，
申请(专利权)人：环球太阳能公司，
类型：发明
国别省市：美国,US