光电池正面基板和基板用于光电池正面的用途制造技术

本发明专利技术涉及具有吸收性光电材料的光电池，所述电池包含正面基板（１０），尤其是透明玻璃基板，其在主表面上具有由包括金属功能层（４０），尤其是基于银的金属功能层，和至少两个减反射涂层（２０，６０）的薄层叠层构成的透明电极涂层（１００），其特征在于在与基板相对侧的位于金属功能层（４０）上方的减反射涂层（６０）包含最远离基板的导电层（６６），该导电层具有２×１０－４Ω．ｃｍ至１０Ω．ｃｍ的电阻率ρ，尤其是基于ＴＣＯ的层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光电池正面基板，尤其是透明玻璃基板。在光电池中，具有在入射辐射作用作用下产生电能的光电材料的光电系统被置于 背面基板和正面基板之间，这种正面基板是入射辐射在到达光电材料之前穿过的第一基 板。在光电池中，当入射辐射的主要到达方向被认为是自顶向下时，该正面基板在朝 向光电材料的主表面的下方通常包括与位于下方的光电材料电接触的透明电极涂层。这种正面电极涂层因此构成例如光电池的负端。当然，该光电池在背面基板方向上也包含随后构成光电池正端的电极涂层，但背 面基板的电极涂层一般不是透明的。在本专利技术意义中，术语“光电池”应被理解为是指通过太阳辐射转换而在其电极之 间产生电流的任何部件组装件，无论这种组装件的尺寸如何且无论生成的电流的电压和强 度如何，特别是无论这种部件组装件是否具有一个或多个内部电连接(串联和/或并联)。 本专利技术意义中的“光电池”概念因此在本文中等于“光伏模块”或“光伏板”。常用于正面基板的透明电极涂层的材料通常是基于透明导电氧化物(英语为 TC0)的材料，例如基于铟锡氧化物(ITO)或基于铝掺杂的氧化锌(Ζη0:Α1)或硼掺杂的氧化 锌(ZnO:B)或基于氟掺杂的氧化锡(SnO2 = F)的材料。这些材料化学沉积，例如通过化学气相沉积(CVD)、任选等离子体增强的 CVD (PECVD)，或物理沉积，例如通过阴极溅射，任选磁场增强的溅射(即磁控管溅射)真空 沉积。但是，为了获得所希望的电导或更恰当地所希望的低电阻，必须以大约500至 1000纳米且甚至有时更高的相对大的物理厚度来沉积由TCO基材料制成的电极涂层，当它 们沉积为这种厚度的层时，考虑到这些材料的成本，这是昂贵的。当沉积法需要供热时，这进一步提高制造成本。由TCO基材料制成的电极涂层的另一主要缺点在于下述事实对所选材料而言， 其物理厚度始终是最终获得的电导与最终获得的透明度之间的折衷，因为物理厚度越高， 电导率越高，但透明度越低，相反，物理厚度越低，透明度越高，但电导率越低。因此，对于由TCO基材料制成的电极涂层，不可能独立地优化电极涂层的电导率 及其透明度。国际专利申请WO 01/43204的现有技术教导制造光电池的方法，其中透明电极涂 层不是由TCO基材料制成，而是由沉积在正面基板主表面上的薄层叠层构成，这种涂层包 含至少一个金属功能层，尤其是基于银的金属功能层，和至少两个减反射涂层，所述减反射 涂层各自包含至少一个减反射层，所述功能层位于这两个减反射涂层之间。该方法的特征在于，当考虑其从上方进入电池的入射光方向时，其在金属功能层 下方和光电材料上方沉积至少一个由氧化物或氮化物制成的高折射层。该文献提供示例性实施方案，其中包围金属功能层的两个减反射涂层，即在基板 方向上位于金属功能层下方的减反射涂层和在与基板相对侧的位于金属功能层上方的减反射涂层，各自包含至少一个由高折射材料，在这种情况下为氧化锌(ZnO)或氮化硅 (Si3N4)制成的层。但是，这种解决方案可以进一步改进。本专利技术的重要目的是能够容易控制在电极涂层和光电材料之间的电荷的输送并 且因此能改善电池的效率。本专利技术的主题因此，在其最广意义中，是如权利要求1所述的具有吸收性光电材 料的光电池。这种电池包含正面基板，尤其是透明玻璃基板，该基板在主表面上包含由包括 至少一个金属功能层，尤其是基于银的金属功能层，和至少两个减反射涂层的薄层叠层构 成的透明电极涂层，所述减反射涂层各自包含至少一个减反射层，所述功能层位于这两个 减反射涂层之间。在与基板相对侧的位于金属功能层上方的减反射涂层包含最远离基板 (端部)的导电层，该导电层具有2 X 10_4 Q . cm至10 Q . cm的电阻率P，尤其是基于TC0的 层。该电阻率P对应于该层的方电阻R □乘以其厚度的积。在本专利技术意义中，“减反射层”应被理解为从其性质的角度看，该材料是非金属 的，即不是金属。在本专利技术范围中，这一术语不应理解为对该材料的电阻率引入限制，其可 以是导体材料(通常P < lO^Q.cm)或绝缘体材料(通常P > 109Q.cm)或半导体材料 (通常在前两个值之间)。适用于实施本专利技术的透明导电氧化物选自IT0、ZnO:Al、ZnO:B、ZnO:Ga、Sn02:F、 Ti02:Nb、锡酸镉、混合锡锌氧化物SnxZny0z(其中x、y和z是数值)，其任选例如用锑Sb掺 杂，且通常所有透明导电氧化物由至少一种下列元素获得Al、Ga、Sn、Zn、Sb、In、Cd、Ti、Zr、 Ta、W和Mo，尤其是由这些元素之一获得的并被这些元素中的至少另一种掺杂的氧化物，或 这些元素中的至少两种获得的并任选被这些元素中的至少第三种掺杂的混合氧化物。这种导电层(且其与光电材料接触)优选具有的光学厚度为离基板最远的减反 射涂层的光学厚度的50至98%，尤其是为离基板最远的减反射涂层的光学厚度的85至 98%。而且，可能的是，在与基板相对侧的位于金属功能层上方的整个减反射涂层由这 种导电终端层构成，从而通过减少要沉积的不同层的数量来简化沉积法。那么，该导电层的光学厚度为位于金属功能层上面同时远离该基材的减反射涂层 的全部光学厚度。相反，位于金属功能层上方的减反射涂层不能是完全(在其整个厚度中)电绝缘 的。观察到普通光电材料的吸收彼此不同，本专利技术人试图确定用于定义上述类型的薄 层叠层(用于形成光电池正面的电极涂层)所必需的基本光学特性。在与基板相对侧的位于金属功能层上方的减反射涂层的光学厚度优选地等于该 光电材料的最大吸收波长的大约1/2。在基板方向上位于金属功能层下方的减反射涂层的光学厚度等于该光电材料的 最大吸收波长的大约1/8。在一个优选变型中，该光电材料的最大吸收波长入^然而用太阳光谱加权。在此变型中，在基板方向上位于金属功能层上方的减反射涂层的光学厚度等于该光电材料的吸收光谱乘以太阳光谱的乘积的最大波长λΜ的大约1/2。还是在此变型中，在在基板方向上位于金属功能层下方的减反射涂层的光学厚度 等于该光电材料的吸收光谱乘以太阳光谱的乘积的最大波长λ Μ的大约1/8。 优选地，位于金属功能层上方的所述减反射涂层的光学厚度为该光电材料的最大 吸收波长入 1的0.45至0. 55倍，包括这些端点值，更优选地，位于金属功能层(40)上方的 所述减反射涂层的光学厚度为该光电材料的吸收光谱乘以太阳光谱的乘积的最大波长λ Μ 的0. 45至0. 55倍，包括这些端点值。还优选地，位于金属功能层下方的减反射涂层的光学厚度为该光电材料的最大吸 收波长075至0. 175倍，包括这些端点值，优选地，位于金属功能层下方的所述减反 射涂层的光学厚度为该光电材料的吸收光谱乘以太阳光谱的乘积的最大波长λΜ的0. 075 至0.175倍，包括这些端点值。因此，根据本专利技术，作为该光电材料的最大吸收波长λω的函数，或优选作为该光 电材料的吸收光谱乘以太阳光谱的乘积的最大波长λ Μ的函数，确定最佳光程，以获得光电 池的最好的效率。本文提到的太阳光谱是由ASTM标准规定的AM 1. 5太阳光谱。在本专利技术意义中，术语“涂层”应被理解为是指在该涂层中可以有单个或几个不同 材料的层。完全令人惊讶地和与其它任何特征无关地，具有功能单层薄层叠本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有吸收性光电材料的光电池（１），所述电池包含正面基板（１０），尤其是透明玻璃基板，该基板在主表面上包含由包括至少一个金属功能层（４０），尤其是基于银的金属功能层，和至少两个减反射涂层（２０，６０）的薄层叠层构成的透明电极涂层（１００），所述减反射涂层各自包含至少一个减反射层（２４，２６；６４，６６），所述功能层（４０）位于这两个减反射涂层（２０，６０）之间，其特征在于在与基板相对侧的位于金属功能层（４０）上方的减反射涂层（６０）包含最远离基板的导电层（６６），该导电层具有２×１０↑［－４］Ω．ｃｍ至１０Ω．ｃｍ的电阻率ρ，尤其是基于ＴＣＯ的层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E马特曼，U比勒特，N詹克，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：FR[法国]