多接面光伏电池制造技术

将多个二向色滤光片包括于多接面光伏电池中以增加效率。举例来说，在包含蓝色、绿色和红色有源层的多接面光伏电池中，可接近所述蓝色、绿色和红色有源层安置分别反射蓝光、绿光和红光的蓝色、绿色和红色二向色滤光片，以反射回第一次未被吸收的光。所述二向色滤光片可用以将入射在所述ＰＶ电池上的白光多路分解且将合适波长传递到适当有源层，例如将蓝色波长传递到所述蓝色有源层、将绿色波长传递到所述绿色有源层、将红色波长传递到所述红色有源层。所述ＰＶ电池可另外经干涉调谐以增加吸收效率。因此，在某些实施例中可使用光学谐振层和腔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及将光能转换成电能的光电换能器(例如，光伏电池)的领域。
技术介绍
一个世纪多以来，例如煤、石油和天然气等矿物燃料提供美国的主要能源。对替代 能源的需要日益增加。矿物燃料是不可更新的能源，其正快速耗尽。例如印度和中国等发 展中国家的大规模工业化对可用矿物燃料造成相当大的负担。此外，地缘政治问题可迅速 影响此类燃料的供应。全球变暖近年来也受到较大关注。认为许多因素导致全球变暖；然 而，据认为矿物燃料的广泛使用是全球变暖的主要原因。因此，迫切需要寻找可更新的且经 济上可行的而且环境安全的能源。太阳能是环境安全的可更新的能源，其可转换成例如热和电等其它能量形式。光 伏(PV)电池将光能转换成电能且因此可用于将太阳能转换成电力。可将光伏太阳能电池 制造成非常薄且模块化。PV电池的大小可在几毫米到数十厘米的范围内。来自一个PV电 池的个别电力输出可在几毫瓦到几瓦的范围内。可将若干PV电池电力连接和封装以产生 足够电量。PV电池可用于广泛范围的应用中，例如，为卫星和其它宇宙飞船提供电力，为住 宅和商业地产提供电且为汽车电池充电。然而，太阳能作为经济上有竞争力的可更新能源 的使用受到将光能转换成电的低效率的阻碍。因此，所需的是提供将光能转换成电能的增加的效率的光伏装置和方法。
技术实现思路
本专利技术的某些实施例包括经干涉调谐的光伏电池，其中来自分层式PV装置的界 面的反射相干地总计，以在光伏电池的将光能转换成电能的有源区域中产生增加的电场。 此类经干涉调谐或干涉式光伏装置(iPV)增加干涉式光伏电池的有源区域中对光能的吸 收且借此增加装置的效率。在各种实施例中，在光伏装置中包括一个或一个以上光学谐振 腔和/或光学谐振层以增加有源区域中的电场集中和吸收。光学谐振腔和/或层可包含透 明非传导材料、透明传导材料、气隙及其组合。其它实施例也是可能的。在一个实施例中，光伏装置包含有源层，其经配置以由于由有源层吸收的光而产 生电信号。安置反射体层以反射透射穿过有源层的光；且在有源层与反射体层之间安置光 学谐振腔。光学谐振腔的存在可增加由有源层吸收的光的量。在一些实施例中，光学谐振 腔可包含电介质。在一些实施例中，光学谐振腔可包含气隙。在某些实施例中，光学谐振腔 可包含多个层。在另一实施例中，光伏装置包含至少一个有源层，其经配置以由于由有源层吸收的光而产生电信号。光伏装置还包含至少一个光学谐振层，其中所述至少一个有源层具有 用于太阳光谱中的波长的吸收效率，且在存在所述至少一个光学谐振层的情况下，太阳光 谱中的波长上积分的吸收效率增加至少约20%。在一个实施例中，光伏装置包含有源层，其经配置以由于由有源层吸收的光而产 生电信号。光伏装置还包含至少一个光学谐振层，其中所述光伏装置具有用于太阳光谱中 的波长的总转换效率，且在存在所述至少一个光学谐振层的情况下，太阳光谱中的波长上 积分的总转换效率增加至少约15%。在另一实施例中，光伏装置包含有源层，其经配置以由于由有源层吸收的光而产 生电信号。光伏装置进一步包含光学谐振层，所述光学谐振层具有使得光伏装置具有在太 阳光谱上积分的大于0. 7的总转换效率的厚度。在一个实施例中，光伏装置包含有源层，其经配置以由于由有源层吸收的光而产 生电信号。光伏装置进一步包含增加有源层中的平均电场强度的至少一个光学谐振层，其 中在光伏装置曝露于太阳光时，有源层中具有用于太阳光谱中的波长的平均电场强度。所 述至少一个光学谐振层的存在产生太阳光谱上积分的平均电场强度的增加，所述增加对于 有源层比太阳光谱上积分的平均电场强度的所述增加对于光伏装置中的任何其它层要大。在一个实施例中，光伏装置包含有源层，其经配置以由于由有源层吸收的光而产 生电信号。在光伏装置曝露于太阳光时，有源层中具有用于太阳光谱中的波长的平均电场 强度和吸收的光功率。光伏装置进一步包含增加有源层中的平均电场强度和吸收的光功率 的至少一个光学谐振层，其中所述至少一个光学谐振层的存在产生太阳光谱上积分的吸收 的光功率的增加，所述增加对于有源层比太阳光谱上积分的吸收的光功率的所述增加对于 光伏装置中的任何其它层要大。在一个实施例中，光伏装置包含衬底；安置于衬底上的光学堆叠；和安置于光学 堆叠上的反射体层。光学堆叠进一步包含至少一个有源层和一个或一个以上层；其中所述 至少一个有源层包含对于大致400nm的光大于0. 7的吸收效率。在一个实施例中，使用干涉原理增加光伏装置中的有源层内部的光吸收的方法包 含提供用于吸收光且将其转换成电能的至少一个有源层；以及关于有源层定位至少一个 光学谐振层，其中电磁辐射的干涉原理将所述至少一个有源层中的太阳能的吸收增加至少 5%，所述吸收对于太阳光谱中的波长为积分的。在某些实施例中，光伏装置包含用于吸收电磁辐射且将其转换成电能的至少一个 有源层。光伏装置进一步包含关于有源层而安置的至少一个光学谐振层，其中所述光学谐 振层由于光学干涉而将所述至少一个有源层中的太阳能的吸收增加至少5%，所述吸收在 太阳光谱上积分。在一个实施例中，光伏装置包含有源层，其经配置以由于由有源层吸收的光而产 生电信号。安置反射体层以反射透射穿过有源层的光，所述反射体层为部分光学透射的，以 使得光伏装置对于一些波长为部分透射的。光伏装置进一步包含安置于有源层与反射体 层之间的至少一个光学谐振层，所述至少一个光学谐振层的存在增加由有源层吸收的光的量。在一个实施例中，光伏装置包含有源层，其经配置以由于由有源层吸收的光而产 生电信号。光伏装置进一步包含至少一个光学谐振层，所述至少一个光学谐振层的存在增加由有源层吸收的光的量，其中所述至少一个光学谐振层的厚度可通过用于控制厚度的控 制信号的施加来调整。在一个实施例中，优化光伏电池的吸收效率的方法包含提供包含层堆叠的光伏电 池，其中至少一个层包含至少一个有源层，其中提供光伏电池包含使用干涉原理优化光伏 电池中的所述至少一个有源层在多个波长下的吸收效率。在一个实施例中，光伏电池包含衬底；安置于透明衬底上的光学堆叠；和安置于 衬底上的反射体。光学堆叠进一步包含一个或一个以上薄膜层和经优化以用于基于所述一 个或一个以上薄膜层的厚度而吸收选定波长的光的有源层，其中经由对来自多个界面的反 射的相干总和的分析来优化有源层的吸收。在一个实施例中，光伏装置包含第一有源层与第二有源层，其经配置以由于由有 源层吸收的光而产生电信号。光伏装置进一步包含第一有源层与第二有源层之间的第一光 学谐振层，所述光学谐振层的存在增加由第一有源层和第二有源层中的至少一者吸收的光的量。在一个实施例中，光伏装置包含用于吸收光的装置。光吸收装置经配置以由于由 光吸收装置吸收的光而产生电信号。安置用于反射光的装置以反射透射穿过所述至少一个 光吸收装置的光。用于产生光学谐振的装置安置于光吸收装置与光反射装置之间。光学谐 振产生装置经配置以增加由所述至少一个光吸收装置吸收的光的量，其中所述光学谐振产 生装置包含用于电绝缘的装置。在另一实施例中，制造光伏装置的方法包含提供有源层，所述有源层经配置以由 于由有源层吸收的光而产生电信号。所述方法进一步包含安置反射体层以反射透射穿过有 源层的光；以及在有源层与反射体层之间安置光学谐振腔。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏装置，其包含：　　第一有源层，其经配置以由于具有第一波长的光被所述第一有源层吸收而产生电信号；　　第二有源层，其经配置以由于具有第二波长的光被所述第二有源层吸收而产生电信号；以及　　第一光学滤光片，其安置于所述第一与第二有源层之间，其中所述第一光学滤光片经配置以与具有所述第二波长的光相比更多地反射具有所述第一波长的光，且与具有所述第一波长的光相比更多地透射具有所述第二波长的光。

【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：马尼什科塔里，童叶俊，
申请(专利权)人：高通MEMS科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]