用于光伏模块的高效干涉式滤色器制造技术

本发明专利技术提供并入有干涉式堆叠（４１０）的装置，所述干涉式堆叠（４１０）经配置以反射特定色彩的波长且使较长波长透射穿过所述干涉式堆叠（４１０）。在一个实例中，滤色器包括两个部分反射器（２０１），所述两个部分反射器（２０１）包含在大于约８００ｎｍ的波长处小于约１的消光系数。所述两个部分反射器（２０１）界定光学谐振腔（４０１），从而形成经配置以反射色彩并透射一些电磁波的干涉式堆叠（４１０）。在另一实例中，光伏装置（４４０）包括充当部分反射器的两个光伏有源层（３０１）以形成干涉式堆叠（２００）。所述光伏装置经配置以反射色彩并产生电力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及将光能转化为电能的光电换能器(例如，光伏电池)的领域。
技术介绍
一个多世纪以来，化石燃料(例如煤炭、石油及天然气)在美国提供主要能源。对替代性能源的需要与日俱增。化石燃料为快速地耗尽的非可再生能源。发展中国家(例如印度及中国)的大规模工业化对可用化石燃料造成极大负担。另外，地缘政治问题可敏锐地影响所述燃料的供应。全球变暖近年来也引起较大关注。许多因素被认为促成全球变暖； 然而，推测化石燃料的普遍使用是全球变暖的主要原因。因此，迫切需要找到可再生且经济上可行的能源，其也是不危害环境的。太阳能是不危害环境的可再生能源，其可被转化为其它形式的能量(例如热及电)。光伏(PV)电池将光能转化为电能且因此可用以将太阳能转化为电力。可将光伏太阳能电池制造得非常薄且模块化。PV电池的大小可在从约几毫米到几十厘米或更大的范围内。来自一个PV电池的个别电输出可在从几毫瓦到几瓦特的范围内。若干PV电池可按阵列进行电连接及封装以产生充足电量。可将PV电池用于广泛范围的应用中(例如，将电力提供到卫星及其它太空飞行器、将电提供到住宅及商业用房、对汽车电池进行充电，等等)。尽管PV装置具有减少对烃类燃料的依赖性的潜力，但PV装置的普遍使用已由于效率低下及审美忧虑而受到阻碍。因此，在这些方面中的任一方面中的改进可增加对PV装置的使用。
技术实现思路
本专利技术的某些实施例包括光伏电池或装置，其与干涉式调制器集成以将一种或多种可见色彩反射到检视者。使用光干涉原理，可使这些有色光伏装置反射宽广色彩范围中的任一色彩，因此解决特定应用的需要。这可使光伏装置更具审美愉悦性且因此在建造或建筑应用中更有用。根据一个实施例，本专利技术包含一种滤色装置，其包含第一部分反射器层，其包含具有在大于约SOOnm的波长处小于约一(1)的消光系数的材料；第二部分反射器层，其包含具有在大于约SOOnm的波长处小于约一(1)的消光系数的材料；及第一光学谐振腔，其由所述第一部分反射器层及所述第二部分反射器层界定。根据另一实施例，本专利技术包含一种光伏装置，其包含第一部分反射器层，其包含具有在大于SOOnm的波长处小于约1的消光系数的材料；第二部分反射器层，其包含光伏有源材料；及第一光学谐振腔，其由所述第一部分反射器层及所述第二部分反射器层界定。根据另一实施例，本专利技术包含一种光伏装置，其包含第一部分反射器层，其包含具有在大于SOOnm的波长处小于约1的消光系数的光伏有源材料；第二部分反射器层，其包含光伏有源材料；及第一光学谐振腔，其由所述第一部分反射器层及所述第二部分反射器层界定。根据另一实施例，本专利技术包含一种光伏装置，其包含第一光伏有源材料层；第二光伏有源材料层；光学谐振腔，其安置于所述第一光伏有源材料层与所述第二光伏有源材料层之间；第一透明导电材料层，其经安置以使得所述第一光伏有源材料层在所述第一透明导电材料层与所述光学谐振腔之间；及第二透明导电材料层，其经安置以使得所述第二光伏有源材料层在所述第二透明导电材料层与所述光学谐振腔之间。根据另一实施例，本专利技术包含一种制造光伏装置的方法，所述方法包含将第一透明导电材料层沉积于衬底上；将第一部分反射器层沉积于所述第一透明导电材料层上；将第二透明导电材料层沉积于所述第一部分反射器层上；将第二部分反射器层沉积于所述第二透明导电材料层上；及将第三透明导电材料层沉积于所述第二部分反射器层上。根据另一实施例，本专利技术包含一种光伏装置，其包含第一部分反射器层，其包含具有在大于SOOnm的波长处小于约1的消光系数的光伏有源材料；第二部分反射器层，其包含光伏有源材料；第一光学谐振腔，其由所述第一部分反射器层及所述第二部分反射器层界定；反射器层；包含透明导电材料的第二光学谐振腔，所述第二光学谐振腔由所述第二部分反射器层及所述反射器层界定；及透明导电材料层，其经安置以使得所述第一部分反射器层在所述透明导电材料层与所述第一光学谐振腔之间。根据另一实施例，本专利技术包含一种光伏装置，其包含滤色器，其包含第一部分反射器及安置于所述第一部分反射器上的透明导电材料层及安置于所述透明导电材料层上的光伏有源材料层。根据另一实施例，本专利技术包含一种制造光伏装置的方法，所述方法包含提供具有前侧及背侧的起动器堆叠，所述起动器堆叠包含第一部分反射器；及将光伏有源层沉积于所述起动器堆叠的所述背侧上。在一个方面中，起动器堆叠可包含透明导电材料层，所述透明导电材料层经安置以使得所述第一部分反射器在所述透明导电材料层与所述起动器堆叠的前侧之间。在另一方面中，起动器堆叠可包含透明导电材料层及间隔物层，其经安置以使得透明导电材料层及间隔物层在所述部分反射器与所述起动器堆叠的背侧之间。附图说明在仅用于说明性目的的示意性附图中说明本文中所揭示的实例实施例。所述图式并不按比例绘制，除非另外陈述为如此或有必要反映实施例的所说明方面的相对大小。图1示意性地说明理论性光学干涉式腔。图2A示意性地说明包括两个部分反射器层及一间隔物层的干涉式调制器 (IMOD)。图2B为类似于图2A的IMOD的IMOD的框图，所述IMOD包括两个部分反射器层及一间隔物层。图2C示意性地说明IM0D，其中间隔物层包括由在所述部分反射器层之间的柱桩或支柱形成的气隙。图2D展示具有间隔物层的IMOD的全反射对波长，所述间隔物层经配置以对于正常入射光及反射光具有约MOnm(黄色)的峰值波长反射率。图3A示意性地说明包含p-n结的光伏电池。图;3B为示意性地说明包含沉积的薄膜光伏有源材料的光伏电池的框图。图3C及图3D分别为描绘在前侧上具有可见光反射性电极的示范性太阳能光伏装置的示意性平面图及等角截面图。图4A为示意性地说明干涉式调制器堆叠的框图。图4B到图41为示意性地说明包含干涉式调制器堆叠的光伏电池的框图。图5A为展示各种光伏材料在各种波长下的光谱响应的图。图5B为展示硅光伏电池的光谱响应的图。图5C为展示穿过如图4A中所示而配置的干涉式堆叠的光能的透射率随波长而变的图，所述干涉式堆叠具有50 A钼第一部分反射器、包含二氧化硅的1800 A光学谐振腔及 60 A铝第二部分反射器。图5D为展示从如图4A中所示而配置的干涉式调制器的衬底侧的光能的反射率随波长而变的图，所述干涉式调制器具有50 A钼第一部分反射器、包含二氧化硅的1800 A光学谐振腔及60 A铝第二部分反射器。图5E为描绘从如图4A中所示而配置的干涉式堆叠的衬底侧所反射的色彩的色度图，所述干涉式堆叠具有70 A非晶硅第一部分反射器、包含二氧化硅的1500 A光学谐振腔及70 A非晶硅第二部分反射器。图5F为展示从如图4A中所示而配置的干涉式堆叠的衬底侧的光能的反射率随波长而变的图，所述干涉式堆叠具有70人非晶硅第一部分反射器、包含二氧化硅的1500人光学谐振腔及70 A非晶硅第二部分反射器。图5G为展示穿过如图4A中所示而配置的干涉式堆叠的光能的透射率随波长而变的图，所述干涉式堆叠具有70 A非晶硅第一部分反射器、包含二氧化硅的1500 A光学谐振腔及70 A非晶硅第二部分反射器。图5H为展示穿过如图4A中所示而配置的干涉式堆叠的光能的透射率上限值及透射率下限值的图，所述干涉式堆叠具有70 A非晶硅第一部分反射器、70 A非晶硅第二部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种滤色装置，其包含：第一部分反射器层，其包含具有在大于约８００ｎｍ的波长处小于约一（１）的消光系数的材料；第二部分反射器层，其包含具有在大于约８００ｎｍ的波长处小于约一（１）的消光系数的材料；及第一光学谐振腔，其由所述第一部分反射器层及所述第二部分反射器层界定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US61/106,0582008年10月16日1.一种滤色装置，其包含第一部分反射器层，其包含具有在大于约SOOnm的波长处小于约一(1)的消光系数的材料；第二部分反射器层，其包含具有在大于约SOOnm的波长处小于约一(1)的消光系数的材料；及第一光学谐振腔，其由所述第一部分反射器层及所述第二部分反射器层界定。2.根据权利要求1所述的装置，其进一步包含光伏有源层，所述光伏有源层经安置以使得所述第二部分反射器层定位于所述第一光学谐振腔与所述光伏有源层之间。3.根据权利要求1所述的装置，其进一步包含光伏电池，所述光伏电池经安置以使得所述第二部分反射器层定位于所述第一光学谐振腔与所述光伏电池之间。4.根据权利要求3所述的装置，其进一步包含在所述光伏电池与所述第二部分反射器层之间的粘着剂层。5.根据权利要求3所述的装置，其进一步包含在所述光伏电池与所述第二部分反射器层之间的弹性体层。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一光学谐振腔具有在约700A与约5000 A 之间的厚度。7.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一光学谐振腔的厚度跨越所述滤色装置的至少一部分而不均一。8.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一部分反射器层具有在约20A与约300 A 之间的厚度。9.根据权利要求8所述的装置，其中所述第一部分反射器及所述第二部分反射器的至少一部分为大致上相同厚度。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一部分反射器层包含选自由以下各项组成的群组的材料:Ge、GalnP、α -Si、CdTe、GaAs、InP、多晶硅、单晶硅、ZnO及CIGS。11.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一及第二部分反射器层包含具有在大于约600nm的波长处小于约1的消光系数值的材料。12.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一及第二部分反射器层包含具有在大于约SOOnm的波长处小于约0. 5的消光系数值的材料。13.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一及第二部分反射器层包含具有对于可见光比对于红外光低的消光系数值的材料。14.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一部分反射器层及所述第二部分反射器层包含非晶硅。15.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一光学谐振腔包含间隔物层。16.根据权利要求15所述的装置，其中所述间隔物层包含二氧化硅。17.—种滤色装置，其包含用于部分地反射光的第一构件，所述第一部分反射构件具有在大于约SOOnm的波长处小于约一(1)的消光系数；用于部分地反射光的第二构件，所述第二部分反射构件具有在大于约SOOnm的波长处小于约一(1)的消光系数；及第一光学谐振腔，其由所述第一部分反射构件及所述第二部分反射构件界定。18.根据权利要求17所述的装置，其中所述用于部分地反射光的第一构件包含第一部分反射器层，且所述用于部分地反射光的第二构件包含第二部分反射器层。19.一种光伏装置，其包含第一部分反射构件，所述第一部分反射构件具有在大于SOOnm的波长处小于约1的消光系数第二部分反射构件，所述第二部分反射构件包含光伏有源材料；及第一光学谐振腔，其由所述第一部分反射器层及所述第二部分反射器层界定。20.根据权利要求19所述的光伏装置，其中所述第一部分反射构件包含第一部分反射器层ο21.一种光伏装置，其包含第一部分反射器层，其包含具有在大于SOOnm的波长处小于约1的消光系数的材料； 第二部分反射器层，其包含光伏有源材料；及第一光学谐振腔，其由所述第一部分反射器层及所述第二部分反射器层界定。22.根据权利要求17所述的装置，其中所述第一光学谐振腔具有在约700A与约5000A 之间的厚度。23.根据权利要求17所述的装置，其中所述第一部分反射器层具有在约20A与约300A 之间的厚度。24.根据权利要求17所述的装置，其中所述第二部分反射器层包含选自由以下各项组成的群组的材料:Ge、GalnP、α -Si、CdTe、GaAs、InP、多晶硅、单晶硅、ZnO及CIGS。25.根据权利要求17所述的装置，其中所述第一部分反射器层包含具有在大于600nm 的波长处小于1的消光系数值的材料。26.根据权利要求17所述的装置，其中所述第一部分反射器层包含具有在大于SOOnm 的波长处小于0. 5的消光系数值的材料。27.根据权利要求17所述的装置，其中所述第一部分反射器层包含具有在可见光光谱中...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·C·格里菲思，
申请(专利权)人：高通MEMS科技公司，
类型：发明
国别省市：US