层状元件和包含这种元件的光电装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及层状元件（１０），特别地用于光电装置的层状元件，其包含聚合物层（２）、水分敏感层（４）和形成插入在该聚合物层和该水分敏感层之间的水分阻挡层的保护涂层（３）。根据本发明专利技术，该保护涂层（３）由包含至少两个其折射率彼此不同的薄层的减反射叠层组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】层状元件和包含这种元件的光电装置本专利技术涉及层状元件，特别地用于光电装置的层状元件。本专利技术还涉及包含这种层状元件的光电装置和制备这种层状元件的方法。在本专利技术意义上，光电装置表示光电池或者光电组件。如已知那样，薄层光伏太阳能电池包括适合于确保将光能转化为电能的吸收剂材料层，其被插入在两个分别地形成前电极(目的被设置在电池上的光入射侧上)和背电极的导电层之间。吸收剂层特别地可以是包含铜、铟和硒的黄铜矿化合物的薄层(被称为CIS 吸收剂层)，任选地外加镓(CIGS吸收剂层)、铝或者硫。作为变型，吸收剂层可以是基于无定形或者微晶硅或者基于碲化镉的薄层。具有薄层的光电池的前电极可以基于透明导电氧化物(TCO)层，例如掺杂的氧化锌层，特别地用铝掺杂的氧化锌(AZO)或者用硼掺杂的氧化锌，或者基于透明金属层(透明导电涂层或TCC)形成。众所周知，形成光电池的前电极的这种层的性质，对于某些层组成并特别地对于包含氧化锌的层，可能在水分的作用下而被退化。具有薄层的光电池的前电极通常在电池上的光入射侧上与具有玻璃功能的基材， 或者前基材结合，该基材可以由透明玻璃或者透明热塑性聚合物(如聚乙烯，特别地聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚氨酯或者聚甲基丙烯酸甲酯)组成。在包括基于黄铜矿化合物的吸收剂层和玻璃前基材的光电池的情况下，透明聚合物叠片中间层被设置在前电极和前基材之间以便保证在电池装配(特别地通过层压装配)期间电池优良的内聚力。然而已经观察到，当具有薄层的光电池包括被设置在形成该电池的前电极的水分敏感层(特别地基于氧化锌的层)上的聚合物叠片中间层或者聚合物基材时，电池在水分作用下而显示出高降解度。这是因为存在叠片中间层(其倾向于储存水分)，或者存在聚合物基材(其对水分是可渗透的)促进水分朝着形成前电极的水分敏感层迁移，并因此损害这种层的性质。W0-A-97/36334公开了具有薄层的光电池，其中将水分阻挡层插在形成该电池的前电极的基于锌氧化物的层和安装在该电极上的聚合物叠片中间层之间。这种阻挡层可以限制水分从聚合物叠片中间层朝着形成前电极的基于锌氧化物的层迁移。然而，由于这种阻挡层的存在，在聚合物叠片中间层和形成前电极的层之间的界面处的光透射(该透射由于在叠片中间层和基于锌氧化物的层之间的大的折射率差异而已经受到限制)易于被退化。因此，存在使到达该光电池的吸收剂层的光通量降低的风险，并因此使该电池的光电效率降低的风险。本专利技术更特别地打算通过提出层状元件克服这些缺点，该层状元件当它集成到具有薄层的光电装置中时，提供这种装置改善的抗水分性，而不降低该光电装置的光电效率， 甚至还提高该光电效率。为此目的，本专利技术的一个主题是层状元件，特别地用于光电装置的层状元件，其包含聚合物层、水分敏感层和形成插入在该聚合物层和该水分敏感层之间的水分阻挡层的保护涂层，特征在于该保护涂层由包含至少两个其折射率彼此不同的薄层的减反射叠层组成。在本专利技术的意义内，减反射叠层是保证入射在聚合物层侧的层状元件上的光线穿过该层状元件的透射等于或者大于在没有该减反射叠层的情况下获得的这种光线的透射。 在本专利技术范围内，措辞“薄层”还理解为具有低于1微米厚度的层。在本说明书全文中，折射率的数值在550nm在光源D65下根据DIN67507标准给出。根据本专利技术的层状元件的其它有利特征-该保护涂层的减反射叠层的每个薄层的几何厚度进行调节使光线穿过该层状元件的透射最大化；-保护涂层的减反射叠层的每个薄层是氧化物和/或氮化物层； -保护涂层由包含至少三个薄层的减反射叠层组成，该减反射叠层的每对连续薄层的一个薄层的折射率与该对的另一薄层的折射率不同；-该保护涂层的减反射叠层包含，从水分敏感层朝着聚合物层方向，至少两个相对于彼此较低和较高折射率交替的薄层的连续叠层；-该保护涂层的减反射叠层，从水分敏感层朝着聚合物层的方向，连续地包含 -具有1. 3-1. 7的第一折射率(在550歷)和15-35nm，优选地20-30nm第一几何厚度的第一层，-具有1. 8-2. 3的第二折射率(在550歷)和20-35nm，优选地25-30nm第二几何厚度的第二层，-具有1. 3-1. 7的第三折射率(在550nm)和5-20nm，优选地7-18nm第三几何厚度的第三层，-具有1. 8-2. 3的第四折射率(在550歷)和5-20nm ；优选地7-18nm第四几何厚度的第四层；-保护涂层的减反射叠层，从水分敏感层朝着聚合物层方向，包含以下序列的薄层Si02/Si3N4/Si02/Si3N4;-该保护涂层的减反射叠层包含至少两个其折射率从最靠近水分敏感层的层朝着最靠近聚合物层的层方向降低的薄层的连续叠层；-该保护涂层的减反射叠层连续地包括至少两个其折射率从最靠近水分敏感层的层朝着最靠近聚合物层的层方向降低的薄SiOxNy层。本专利技术的另一主题是具有薄层的光电装置，其包括如上所述的层状元件和设置在该层状元件的水分敏感层侧的吸收剂材料层。有利地，在这种光电装置中，保护涂层的每个薄层的几何厚度进行调整以使得入射在聚合物层侧的装置上的光线穿过层状元件并且在吸收剂材料层方向的透射(其在太阳光谱和该装置的吸收剂材料的吸收光谱上进行权重)最大化。根据这种光电装置的第一变型，该装置包括具有玻璃功能的由透明玻璃制成的基材，该聚合物层是与基材结合的透明聚合物叠片中间层。根据另一变型，该聚合物层是该光电装置的用透明热塑性聚合物制成的具有玻璃功能的基材。在本专利技术的意义上，术语“透明”表示至少在用于该光电装置的波长范围中的透明度。最后，本专利技术的主题是制备如上所述的层状元件的方法，其中该保护涂层的减反射叠层的薄层的至少一部分通过阴极溅射和/或通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD) 进行沉积。本专利技术的特征和优点在下面层状元件和根据本专利技术的光电池的两个实施方案的描述中将变得明显，它们仅仅作为举例并且参考附图给出，在附图中-附图说明图1是根据本专利技术的第一实施方案的光伏太阳能电池的横截面示意图； -图2是图1的光伏太阳能电池的变型的与图1相似的截面图；和 -图3是根据本专利技术的第二实施方案的光伏太阳能电池的与图1相似的截面图。如图1所示的根据本专利技术的光伏太阳能电池是包括具有玻璃功能的前基材1和具有支撑功能的背基材7的薄层电池，在所述基材之间设置层2、3、4、5、6的叠层。前基材1 (用于设置在光入射在电池20上的一侧上)由具有非常低的铁氧化物含量的极明亮的透明玻璃组成。这种极透明玻璃特别地包括由Saint-Gobain Glass以 “DIAMANT“系列或者“ALBARIN0”系列销售的玻璃。背基材7由任何适合的材料构成，透明或非透明的，特别地由玻璃组成，并且在它朝向电池20的内部的面(即在光入射在电池20上的一侧)上带有形成电池20的背电极的导电层6。举例来说，层6基于钼。在图2中显示的电池20的变型中，背基材7由玻璃构成和碱金属阻挡层8被插入在背基材7和形成背电极的钼层6之间。这种碱金属阻挡层8在沉积层6之前被沉积在背基材7的面(朝向电池20的内部)的全部或部分上，例如通过向下溅射器或者向上溅射器类型的磁控管溅射或者通过CVD方法，如PE-CVD (等离子体增强化学气相沉积)来进行。碱金属阻挡层8本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．层状元件（１０；１１０），特别地用于光电装置的层状元件，其包含聚合物层（２；１０２）、水分敏感层（４；１０４）和形成插入在该聚合物层和该水分敏感层之间的水分阻挡层的保护涂层（３；１０３），特征在于该保护涂层（３；１０３）由包含至少两个其折射率彼此不同的薄层的减反射叠层组成。

【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：F·利纳尔，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：FR