一種太陽能電池的制作方法
【專利摘要】一種太陽能電池，具有平的電池襯底和在該電池襯底的表面上設置的電池結構，該電池襯底在可見光的光譜范圍內和紅外光譜范圍的至少一個部分范圍內是透明的，其中，在電池襯底的載有電池結構的表面上施加雙重或者多重功能層，它在可見光的范圍內是透明的，并且具有紅外線反射功能和接觸功能。
【專利說明】
一種太陽能電池
技術領域
[0001]本發明涉及太陽能電池，其具有平的電池襯底和在該電池襯底的表面上設置的電池結構，該電池襯底在可見光的光譜范圍內和紅外光譜范圍的至少一個部分范圍內是透明的。
【背景技術】
[0002]光伏技術是能源技術的一種最為動態的領域，并且獲得了日益增加的經濟意義。太陽能電池的多種外形的配置的發展及其技術的細化在近年來對此有重要的貢獻。一條重要的研制線涉及提供優化的載體結構或者襯底結構，其在高的能量產量的意義上具有有利的光學的和熱的特性，并且在技術上容易而且低成本地實現。
[0003]作為用于構造不同類型的太陽能電池的襯底通常使用具有透明傳導層、經常是摻雜的氧化物層(TCO)的玻璃作為前面接觸部。該結構可在技術上簡單而且低成本地實現，以及可以動用長時間經受過考驗的和容易使用的材料，并且其在光學上的以及針對紅外(IR)光譜范圍的寬廣的部分內在很大程度上是透明的。
[0004]IR射線例如對于晶體硅從約I 10nm起不具有足以產生電子-空穴對從而有助于光子流的能量。因此這種射線對于太陽能電池的效率不起積極的貢獻，相反導致附加的加熱從而使效率變差。對于晶體硅太陽能電池的模塊，效率減低約為0.5%/°C，在薄層電池的情況下為0.2-0.3%/°C。已經知道的一種措施是反射IR射線，使得它不能進入太陽能電池，從而以這種方式不能導致產生附加的熱量。
[0005]—種遵照該措施的配置在EP0632507A2中以多種變型來說明。一種由多個保護層組成的反射IR的裝置抑制較低量級的反射，從而反射位于波長范圍的短波界限和長波界限的那邊的光譜帶，其中太陽能電池可以把該光譜帶用于光電變換。所述結構在其參數方面可以靈活調整，但是在實現上花費較多。
【發明內容】
[0006]因此本發明的任務在于，說明一種具有簡化的結構和減小的制造成本的太陽能電池，但是它的結構仍然能夠保證足夠屏蔽入射的太陽光的不可利用的部分。
[0007]該任務通過具有權利要求1的特征的太陽能電池解決。本發明的思想的適宜的構型是從屬權利要求的主題。
[0008]本發明包括重要的思想:以有意脫離以EP0632507A2為基礎的解決措施的方式說明一種盡可能簡單的襯底結構，它的制造僅需少量的步驟。另外它包括這樣的思想:為此目的以有意義的方式以盡可能少地在襯底上設置的層實現不同的功能，這些功能必須實現關于實際的電池結構的襯底結構。由此最后產生重要的思想:僅在電池襯底承載電池結構的表面上施加一個雙重或者多重功能層，它在可見光的范圍內是透明的，并且具有紅外線反射功能和接觸功能。
[0009]所述發明的優點在于把兩層即傳導的前面接觸部和IR反射層組合為一個雙重功能層。該結構改善了可用的太陽射線的光學傳輸。此外該結構簡化了制造并且導致降低成本，因為僅需要一次涂層處理和一種涂層材料。另一個優點在于良好的導熱性以及傳導的反射層的“內部位置”。由此太陽能電池能夠無輻射地散熱，否則IR固有輻射由于電池溫度同樣被反射從而導致電池被加熱。當IR反射層位于襯底的外側，亦即在朝向太陽的一側的使用位置時就是這種情況。通過由于IR輻射被反射而較小的熱吸收首先改善了模塊的效率。另外退化效應通過在截面內的較低的溫度被最小化，這又導致延長模塊的壽命。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]在上述減少層數的目的的意義上的一種有利的實施方式規定，雙重或者多重功能層具有良好的導電性。特別是它具有低于15 Ω/□的面電阻，以便能夠沒有功能限制地用作太陽能電池的(唯一的)前側接觸層。
[0012]在本發明的另一種實施方式中以技術上經受過考驗的并且成本低的方式使用玻璃襯底。具體的玻璃化合物在光伏領域很久以來就已經創立，并且可以在本發明的實施方式中應用。鑒于本發明的重要的雙重或者多重功能的涂層，可以不用為通過吸收來濾除IR射線成分而著色，亦即完全使用“透明玻璃”。但是原則上作為襯底材料也可以考慮耐高溫的透明的塑料、石英玻璃和其他經受過考驗的透明的載體材料。
[0013]當雙重或者多重功能的層作為太陽能電池的唯一的反射紅外線的介質和作為唯一的前側接觸層而設置時，以特別的方式考慮到上述目的。但是當該層僅只滿足這兩種功能之一，而為完全滿足各其余的功能尚需提供附加的層時，也已經在一定程度上實現了該目的。
[0014]在電池中可用的太陽光的改善的光學傳輸以及減少的吸收的上述優點的意義上，雙重或者多重功能層在可見光的光譜范圍內具有小于規定的閾值特別是小于20%的吸收系數。但是根據實際的太陽能電池的功率需求和物理參數也可以預先給定另外的值。
[0015]在盡可能有效地拒絕有害的IR射線的意義上，在本發明的一種優選的實施方式中規定，雙重或者多重功能層在紅外光譜范圍的一個部分范圍內具有大于預先確定的閾值的反射系數，特別是在IlOOnm和更高的情況下具有大于50%的反射系數。對于這些值也可以取決于具體的電池結構和整體構造修改，并且這在必要時是有意義的。
[0016]當雙重或者多重功能層具有金屬粒子特別是具有納米或者微米范圍特別是10nm或者更小的中等粒度的銀粒子時，所建議的襯底涂層的復雜的功能性能夠以適宜而且可靠的方式實現。除銀外其他的金屬也是合適的，例如取決于模塊結構的其余的特性，金或者銅或者所述金屬的合金。同樣也可以與所述優選的粒度上限偏離，并且也可以有利地使用具有預先確定的粒度分布的填充材料。
[0017]唯一的附圖1以橫截面圖的方式示意表示本發明的太陽能電池I的結構。
[0018]具有玻璃襯底1、雙重功能(導電和IR反射)層3和太陽能電池結構5，在使用狀態下以該序列經受用箭頭A示意表示的太陽輻射。雙重功能層3，例如由Ag納米粒子組成，處于與玻璃以及與真正的太陽能電池的熱接觸中，并且具有良好的導熱性。
[0019]太陽輻射的入射的IR部分由反射層拒絕，以這種方式不對太陽能電池加熱。另外該層接管前面接觸部的功能，在此不需要任何另外的TCO或者類似的層，那樣的層會減小光學傳輸從而使太陽能電池的效率變差。由于良好的傳導性，太陽能電池的熱量通過反射層向襯底續傳，襯底相應于它的發射性和溫度而輻射能量。
【主權項】
1.太陽能電池，具有平的電池襯底和在該電池襯底的表面上設置的電池結構，該電池襯底在可見光的光譜范圍內和紅外光譜范圍的至少一個部分范圍內是透明的，其中，在電池襯底的載有電池結構的表面上施加雙重或者多重功能層，它在可見光的范圍內是透明的，并且具有紅外線反射功能和接觸功能。2.根據權利要求1所述的太陽能電池，其中，所述雙重或者多重功能層是導電的，具有低于預先確定的閾值的面電阻，特別是低于15 Ω/口。3.根據權利要求1或2所述的太陽能電池，其中，所述襯底是或者具有玻璃襯底。4.根據上述權利要求之一所述的太陽能電池，其中，所述雙重或者多重功能層作為太陽能電池的唯一的反射紅外線的介質而設置。5.根據上述權利要求之一所述的太陽能電池，其中，所述雙重或者多重功能層作為太陽能電池的唯一的前側接觸層而設置。6.根據上述權利要求之一所述的太陽能電池，其中，所述雙重或者多重功能層是導熱的，并且與電池襯底和/或與電池結構熱接觸。7.根據上述權利要求之一所述的太陽能電池，其中，所述雙重或者多重功能層在可見光的光譜范圍內具有低于規定的閾值、特別是低于20%的吸收系數。8.根據上述權利要求之一所述的太陽能電池，其中，所述雙重或者多重功能層在紅外光譜范圍的部分范圍內具有大于預先確定的閾值的反射系數，特別是在IlOOnm和更高的情況下具有大于50%的反射系數。9.根據上述權利要求之一所述的太陽能電池，其中，所述雙重或者多重功能層具有金屬粒子、特別是具有納米或者微米范圍的中等粒度的銀粒子，特別是10nm或者更小。
【文檔編號】H01L31/052GK105977323SQ201610539082
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月11日
【發明人】陳平, 陳一平
【申請人】無錫市寶來電池有限公司