專利名稱：具有干涉式背面掩模的光伏裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體來說涉及將光能轉(zhuǎn)化成電能的光電換能器(例如，光伏電池)的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在美國，一個(gè)多世紀(jì)以來，例如煤、石油及天然氣的化石燃料提供主要能源。對替 代能源的需要日益增加?；剂蠟檎诳焖俸谋M的不可再生能源。例如印度及中國的發(fā) 展中國家的大規(guī)模工業(yè)化已給可用化石燃料造成相當(dāng)大的負(fù)擔(dān)。此外，地理政治問題可能 快速地影響所述燃料的供應(yīng)。近年來還較大地關(guān)注到全球變暖。認(rèn)為許多因素促使了全球 變暖；然而，化石燃料的廣泛使用被認(rèn)定是全球變暖的主要原因。因此，迫切需要發(fā)現(xiàn)一種 可再生且經(jīng)濟(jì)上可行、環(huán)境上也安全的能源。太陽能為可轉(zhuǎn)化成其它形式的能量(例如，熱 及電力)的環(huán)境上安全的可再生能源。光伏(PV)電池將光能轉(zhuǎn)化成電能且因此可用于將太陽能轉(zhuǎn)化成電功率?？蓪⒐?伏太陽能電池制造得非常薄且模塊化。PV電池的大小范圍為數(shù)毫米到數(shù)十厘米。一個(gè)PV 電池的個(gè)別電輸出的范圍可為數(shù)毫瓦到數(shù)瓦?？梢躁嚵须娺B接并封裝若干PV電池以產(chǎn)生 足夠電量。PV電池可用于廣泛范圍的應(yīng)用，例如向衛(wèi)星及其它太空船提供功率，向住宅及商 業(yè)設(shè)施提供電力，對汽車電池充電等。盡管PV裝置具有減少對烴類燃料的依賴的潛力，但PV裝置的廣泛使用已由于效 率低及審美考慮而受到阻礙。因而，這些方面中的任一者的改進(jìn)可增加PV裝置的用途。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，一種光伏裝置包括光伏活性材料，所述光伏裝置界定光入射于 上面的正面及與所述正面相對的背面。導(dǎo)體定位于所述光伏材料的背面上。光學(xué)干涉式掩 模定位于所述導(dǎo)體的背面上方。在另一實(shí)施例中，一種光伏裝置包括用于從入射光產(chǎn)生電流的裝置，所述入射光 在所述裝置的一個(gè)側(cè)面上。所述裝置還包括用于傳導(dǎo)所述所產(chǎn)生的電流的正面裝置及背面 裝置，以及用于從所述光伏裝置的所述入射面以干涉方式遮蔽所述背面?zhèn)鲗?dǎo)裝置的裝置。在另一實(shí)施例中，一種制造光伏裝置的方法包括提供具有光伏活性層、正面導(dǎo)體
4及背面導(dǎo)體的光伏產(chǎn)生器。所述正面導(dǎo)體經(jīng)配置以允許光穿過所述正面到所述光伏活性 層。多個(gè)層形成于所述光伏產(chǎn)生器的所述背面導(dǎo)體上方以界定經(jīng)配置以遮蔽所述背面導(dǎo)體 的干涉式調(diào)制器。在另一實(shí)施例中，一種制造光伏裝置的方法，所述光伏裝置具有光入射于上面的 正面及與所述正面相對的背面，所述方法包括形成干涉式調(diào)制器，所述干涉式調(diào)制器經(jīng)配 置以減少從所述光伏裝置的背面的可見反射。


本文揭示的實(shí)例實(shí)施例在隨附示意性圖式中說明，所述實(shí)施例僅用于說明的目 的。圖1示意性地說明理論光學(xué)干涉腔。圖2示意性地說明形成光學(xué)干涉式調(diào)制器的實(shí)施方案的多個(gè)層。圖3A為類似于圖2的干涉式調(diào)制器(“IM0D”)堆疊的干涉式調(diào)制器(“IM0D”) 堆疊的框圖，其包含吸收器層、光學(xué)諧振腔及反射器。圖3B示意性地說明IM0D，其中所述光學(xué)腔包括在吸收器層與反射器層之間由柱 或支柱形成的氣隙。圖3C說明IMOD的實(shí)施例，其中所述光學(xué)諧振腔可在“打開”狀態(tài)中以機(jī)電方式調(diào)
iF. ο圖3D說明IMOD的實(shí)施例，其中所述光學(xué)諧振腔可在“關(guān)閉”狀態(tài)中以機(jī)電方式調(diào)
iF. ο圖4展示具有經(jīng)配置以針對通常入射的寬帶白光反射黃色的光學(xué)腔的干涉式光 調(diào)制器的全反射對波長。圖5展示關(guān)于經(jīng)配置以最小化通常入射的寬帶白光的可見反射的光學(xué)腔的全反 射對波長。圖6展示當(dāng)入射角或視角與法線成大致30度時(shí)類似于圖5的干涉式光調(diào)制器的 干涉式光調(diào)制器的全反射對波長。圖7示意性地說明包含p-n結(jié)的光伏電池。圖8為示意性地說明包含經(jīng)沉積薄膜或經(jīng)沉積光伏活性材料的光電池的框圖。圖9A及圖9B為描繪在正面具有可見反射電極的太陽能光伏裝置的實(shí)例的示意性 平面圖及等角截面圖。圖IOA到圖IOG為說明在制造與光伏裝置集成的干涉式調(diào)制器(IMOD)掩模的實(shí) 施例的工藝中的步驟的示意性橫截面圖，其中所述IMOD掩模與光伏裝置前電極一起圖案 化。圖IOH為在于IMOD掩模上方形成保護(hù)膜之后圖IOG的光伏裝置的示意性橫截面圖。圖IlA到圖IlD為說明根據(jù)另一實(shí)施例在光伏裝置上方添加IMOD掩模的步驟的 示意性橫截面圖，其中界定IMOD掩模的光學(xué)諧振腔的至少一個(gè)層保持未經(jīng)圖案化。圖12為根據(jù)另一實(shí)施例具有覆蓋電極的IMOD掩模的光伏裝置的示意性橫截面 圖，其中所述IMOD掩模包含經(jīng)圖案化以比光伏裝置前電極稍寬的層。
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圖13A到圖13E為說明在具有經(jīng)集成的IMOD掩模的情況下，在透明襯底上制造薄 膜光伏裝置的工藝中的步驟的示意性橫截面圖。圖13F為與透明襯底上的薄膜光伏裝置集成的IMOD掩模的另一實(shí)施例的示意性 橫截面圖，其中界定IMOD掩模的光學(xué)諧振腔的至少一個(gè)層保持未經(jīng)圖案化。圖13G為集成于透明襯底的與所述襯底的具有活性光伏材料的側(cè)面相對的正面 上的IMOD掩模的另一實(shí)施例的示意性橫截面圖。圖14A及圖14B為在有及無IMOD掩模形成于前電極上方的情況下使用單晶半導(dǎo) 體光伏裝置形成的光伏裝置的示意性橫截面圖。圖15為具有經(jīng)集成的IMOD掩模的干涉式增強(qiáng)光伏裝置的實(shí)施例的示意性橫截面 圖。圖16為干涉式增強(qiáng)光伏裝置的實(shí)施例的示意性橫截面圖，其中經(jīng)集成的IMOD掩 模操作地耦合到背電極。圖17A為在一個(gè)側(cè)面上具有經(jīng)集成的IMOD掩模的導(dǎo)電帶的實(shí)施例的示意性橫截 面圖。圖17B為具有類似于圖17A的所述帶的遮蔽帶的光伏裝置的示意性橫截面圖，所 述遮蔽帶附著到光伏裝置的電極以用于多個(gè)光伏裝置的互連。圖18A為覆蓋帶導(dǎo)體的兩個(gè)側(cè)面的經(jīng)集成的IMOD掩模的導(dǎo)電帶的另一實(shí)施例的 示意性橫截面圖。圖18B為具有類似于圖18A的所述帶的遮蔽帶的光伏裝置的示意性橫截面圖，所 述遮蔽帶附著到光伏裝置的電極以用于多個(gè)光伏裝置的互連。圖19為干涉式增強(qiáng)光伏帶的實(shí)施例的示意性橫截面圖，其中分離地制造所述帶 導(dǎo)體及所述光伏層以用于在光伏裝置上的集成。圖20為通過導(dǎo)電帶互連的多個(gè)光伏裝置、晶片或電池的示意性自頂向下圖。
具體實(shí)施例方式阻礙在可用表面上廣泛采用光伏(PV)裝置以用于將光能轉(zhuǎn)化成電能或電流的一 個(gè)問題為PV裝置上導(dǎo)體或電極的不合乎需要的審美外觀。常見前電極材料的高反射率與 活性PV材料自身的較暗外觀形成對照，且進(jìn)一步阻礙PV裝置與周圍材料的融合。本文在 下面描述的實(shí)施例采用經(jīng)設(shè)計(jì)以使電極變暗、隱藏或融合電極的干涉式調(diào)制器(IMOD)構(gòu) 造，因此在PV裝置的導(dǎo)體上方提供IMOD掩模。歸因于光學(xué)干涉的原理，入射于IMOD掩模 上的光在電極區(qū)中引起極少或無可見反射。干涉遮蔽效應(yīng)由制成IMOD掩模的材料的尺寸 及基本光學(xué)性質(zhì)控制。因此，與常見染料或涂料相比，遮蔽效應(yīng)不再同樣易于隨時(shí)間流逝而 衰退。盡管本文論述了某些優(yōu)選實(shí)施例及實(shí)例，但應(yīng)理解，發(fā)明性標(biāo)的物延伸超出所述 特定揭示的實(shí)施例到本發(fā)明的其它替代實(shí)施例及/或用途以及顯而易見的修改及其等效 物。希望本文揭示的本發(fā)明的范圍不應(yīng)受特定揭示的實(shí)施例限制。因此，例如，在本文揭示 的任一方法或工藝中，構(gòu)成方法/工藝的動(dòng)作或操作可以任一適合順序執(zhí)行且除非特定地 標(biāo)注否則不必限于任一特定揭示順序。已在適當(dāng)?shù)那闆r下描述所述實(shí)施例的各種方面及 優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)理解，可不必根據(jù)任一特定實(shí)施例實(shí)現(xiàn)所有所述方面或優(yōu)點(diǎn)。因此，例如，應(yīng)認(rèn)識
6到，各種實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化如本文教示的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)而不必實(shí)現(xiàn)如本文可教 示或提出的其它方面或優(yōu)點(diǎn)的方式執(zhí)行。以下詳細(xì)描述針對本發(fā)明的某些特定實(shí)施例。然 而，可以大量不同方式來實(shí)施本發(fā)明。本文描述的實(shí)施例可在包括用于收集及轉(zhuǎn)化光能到 電能的光伏裝置的廣泛范圍的裝置中實(shí)施。在此描述中，對圖式進(jìn)行參考，其中相同部分在全文中用相同數(shù)字來表示。如將從 以下描述顯而易見，所述實(shí)施例可在包含光伏活性材料的多種裝置中實(shí)施。圖1說明光學(xué)諧振腔。所述光學(xué)諧振腔的實(shí)例為可產(chǎn)生反射色光譜的皂膜。圖1 中展示的光學(xué)諧振腔包含兩個(gè)界面或表面101及102。所述兩個(gè)表面101及102可為同一 層上的相對表面。舉例來說，所述兩個(gè)表面101及102可包含玻璃或塑料板或片或玻璃、塑 料或任何其它透明材料的膜上的表面?？諝饣蚱渌橘|(zhì)可圍繞所述板、片或膜。在所說明 的實(shí)例中，光在界面101及102中的每一者處部分地反射且部分地透射。入射于光學(xué)諧振腔的前表面101上的光線103如由光路徑104所示部分地反射， 且沿光路徑105部分地透射穿過前表面101。經(jīng)透射的光可部分地沿光路徑107反射且部 分地沿光路徑106透射出諧振腔。透射及反射的光量可視形成光學(xué)諧振腔的材料及周圍介 質(zhì)的折射率而定。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，所述實(shí)例通過忽略多個(gè)內(nèi)反射而予簡化。為本文提供的論述的目的，從光學(xué)諧振腔反射的光的總強(qiáng)度為兩條反射光線104 及107的相干疊加。在所述相干疊加的情況下，所述兩條反射光束的振幅及相位兩者均對 聚集強(qiáng)度有貢獻(xiàn)度。此相干疊加被稱為干涉。所述兩條反射光線104及107可具有相對于 彼此的相位差異。在一些實(shí)施例中，兩個(gè)波之間的相位差異可為180度且相互抵消。如果 兩條光線104及107的相位及振幅經(jīng)配置以便減少強(qiáng)度，則所述兩條光束被稱為相消干涉。 另一方面，如果兩條光束104及107的相位及振幅經(jīng)配置以便增加強(qiáng)度，則所述兩條光線被 稱為相長干涉。所述相位差異視所述兩個(gè)路徑的光學(xué)路徑差異而定，其均視光學(xué)諧振腔的 厚度、兩個(gè)表面101與102之間的材料的折射率及周圍材料的折射率是高于還是低于形成 光學(xué)諧振腔的材料的折射率而定。相位差異對于入射光束103中的不同波長來說也為不同 的。因此，在一些實(shí)施例中，光學(xué)諧振腔可反射入射光103的特定組波長，同時(shí)透射入射光 103的其它波長。因此，一些波長可相長地干涉且一些波長可相消地干涉。一般來說，由光 學(xué)諧振腔反射及透射的色彩及總強(qiáng)度因此視光學(xué)諧振腔及周圍介質(zhì)的厚度及形成光學(xué)諧 振腔及周圍介質(zhì)的材料而定。被反射及透射的波長也視視角而定，不同波長在不同角度被 反射及透射。在圖2中，光學(xué)諧振腔在兩個(gè)層之間界定。明確地說，吸收器層201界定光學(xué)諧振 腔的頂表面或前表面101，而底部反射器層202界定光學(xué)諧振腔的底表面或背表面102。吸 收器層及反射器層的厚度可大體上彼此不同。舉例來說，吸收器層201將通常比底部反射 器層202薄且經(jīng)設(shè)計(jì)為部分透射。吸收器層及反射器層可包含金屬。如圖2中展示，入射 于光學(xué)干涉腔的吸收器層201上的光線203部分地沿路徑204及207中的每一者反射出光 學(xué)干涉腔。如由在正面或入射面上的觀測者觀察到的照明區(qū)域?yàn)閮蓚€(gè)反射光線204及207 的疊加。大體上由裝置吸收或經(jīng)由底部反射器202透射出裝置的光量可通過改變反射器層 201,202的厚度及組分而顯著地增加或減少，而反射的外觀色彩主要由通過所述反射器層 之間的光學(xué)諧振腔的大小或厚度及吸收器層201的材料性質(zhì)控制的干涉效應(yīng)確定。在一些實(shí)施例中，前表面101與背表面102之間的光學(xué)腔由例如光學(xué)透明電介質(zhì)
7界定。在其它實(shí)施例中，前表面101與背表面102之間的光學(xué)諧振腔由氣 隙或光學(xué)透明層與氣隙的組合界定。光學(xué)干涉腔的大小可經(jīng)調(diào)諧以最大化或最小化入射光 的一個(gè)或一個(gè)以上特定色彩的反射。由光學(xué)干涉腔反射的色彩可通過改變腔的厚度而改 變。因此，由光學(xué)干涉腔反射的色彩可視腔的厚度而定。當(dāng)腔高度為使得特定波長通過光 學(xué)干涉最大化或最小化時(shí)，所述結(jié)構(gòu)在本文中被稱為干涉式調(diào)制器(IMOD)。IMOD可為靜態(tài) 的(固定的)或動(dòng)態(tài)的(活動(dòng)的)。在某些實(shí)施例中，頂部吸收器與底部反射器之間的光學(xué)諧振腔高度可(例如)通 過微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)活動(dòng)地變化。MEMS包括微機(jī)械元件、激活器及電子裝置。微機(jī)械元件 可使用沉積、蝕刻，及/或蝕刻掉或移除襯底及/或沉積材料層的部分或添加層以形成電裝 置及機(jī)電裝置的其它微機(jī)械加工工藝而產(chǎn)生。所述MEMS裝置包括具有可以機(jī)電方式調(diào)整 的光學(xué)諧振腔的IMOD。IMOD使用光學(xué)干涉的原理選擇性地吸收及/或反射光。在某些實(shí)施 例中，干涉式調(diào)制器可包含一對導(dǎo)電板，所述對導(dǎo)電板中的一者部分地反射且部分地透射， 且所述對導(dǎo)電板中的另一者部分地或全部地反射。所述導(dǎo)電板在施加適當(dāng)電信號之后能夠 相對運(yùn)動(dòng)。在特定實(shí)施例中，一個(gè)板可包含沉積于襯底上的靜止層，且另一板可包含與所述 靜止層分離一氣隙的金屬隔膜。如本文中更詳細(xì)地描述，一個(gè)板相對于另一板的位置可改 變?nèi)肷溆诟缮媸秸{(diào)制器上的光的光學(xué)干涉。以此方式，由MEMS干涉式調(diào)制器(IMOD)輸出 的光的色彩可活動(dòng)地變化。通過使用所述MEMS可調(diào)整光學(xué)干涉腔或MEMS IM0D，可能提供至少兩個(gè)狀態(tài)。第 一狀態(tài)包含具有某一尺寸的光學(xué)干涉腔，借此具有選定色彩的光(基于腔的大小)相長地 干涉且反射出所述腔。第二狀態(tài)包含歸因于光的相長及/或相消干涉使得可見波長被大體 吸收而產(chǎn)生的可見黑狀態(tài)?；蛘?，所述兩個(gè)狀態(tài)可為有色的且廣譜(白)反射的。圖3A為IMOD堆疊300的簡化示意圖。如所說明，IMOD堆疊300包含吸收器層 301、反射器303及形成于吸收器層301與反射器303之間的光學(xué)諧振腔302。反射器303 可(例如)包含金屬層(例如，鋁)，且通常足夠厚而不透明(例如，300nm)。光學(xué)諧振腔 302可包含氣隙及/或一個(gè)或一個(gè)以上光學(xué)透明材料。如果光學(xué)諧振腔302由反射器303 與吸收器層301之間的單一層界定，則可使用透明導(dǎo)體或透明電介質(zhì)。在一些實(shí)施例中，光 學(xué)諧振腔302可包含復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)包含多種材料，所述材料可包括氣隙、透明導(dǎo) 電材料及透明電介質(zhì)層中的兩者或兩者以上。多個(gè)層及/或氣隙的可能優(yōu)點(diǎn)為所述堆疊的 選定層可提供多個(gè)功能，例如除了其在IMOD堆疊300中的光學(xué)作用之外的裝置鈍化或耐刮 傷性。在一些實(shí)施例中，所述光學(xué)諧振腔可包含一個(gè)或一個(gè)以上部分透明的材料，其為導(dǎo)電 的或介電的。用于光學(xué)干涉腔302的示范性透明材料可包含例如氧化銦錫(ITO)的透明導(dǎo) 電氧化物(TCO)及/或例如二氧化硅(SiO2)的電介質(zhì)。在此實(shí)施例中，光首先通過傳遞到吸收器層301而穿過IMOD堆疊300。一些光穿 過部分透射吸收器層301、穿過光學(xué)干涉腔302且反射出反射器303，返回穿過光學(xué)諧振腔 302且穿過吸收器層301。參看圖3B，在其它實(shí)施例中，光學(xué)諧振腔302的厚度可包含由間隔物311 (例如軌、 柱或支柱)支撐的氣隙302。在IMOD 300內(nèi)，光學(xué)諧振或干涉腔302可為靜態(tài)的氣隙或動(dòng) 態(tài)的(即，使用(例如)MEMS技術(shù)可變化的)氣隙。例如圖3A或圖3B中展示的干涉式調(diào)制器(IMOD)結(jié)構(gòu)使用光學(xué)干涉選擇性地產(chǎn)生所要反射輸出。此反射輸出可通過選擇光學(xué)諧振腔302的厚度及光學(xué)性質(zhì)以及吸收器 301及反射器303的厚度及光學(xué)性質(zhì)而“調(diào)制”。所述反射輸出還可使用MEMS裝置改變光 學(xué)諧振腔302的大小而動(dòng)態(tài)地變化。由觀察吸收器301的表面的觀察者觀測到的色彩將對 應(yīng)于大體上反射出IMOD且大體上不由IMOD的各種層吸收或相消地干涉的那些頻率。干涉 及大體上不被吸收的頻率可通過選擇光學(xué)諧振腔302的厚度而變化。圖3C及圖3D展示IMOD的實(shí)施例，其中光學(xué)諧振腔(圖3B中的302)包括氣隙且 可使用MEMS技術(shù)以機(jī)電方式改變。圖3C說明經(jīng)配置處于“打開”或“松弛”狀態(tài)的IM0D， 且圖3D說明經(jīng)配置處于“關(guān)閉”或“塌陷”狀態(tài)的IM0D。圖3C及圖3D中說明的IMOD包含 襯底320、薄膜堆疊330及反射隔膜303。薄膜堆疊330可包含吸收器(對應(yīng)于圖3A及圖 3B中的303)以及其它層及材料，例如保持電極彼此絕緣的單獨(dú)透明電極層及電介質(zhì)層。在 一些實(shí)施例中，薄膜堆疊330可附著到襯底320。在“打開”狀態(tài)中，薄膜堆疊330通過間隙 340與反射隔膜303分離。在一些實(shí)施例中，例如，如圖3C中說明，間隙340可為由間隔物 311 (例如軌、支柱或柱)支撐的氣隙。在“打開”狀態(tài)中，間隙340的厚度在一些實(shí)施例中 可(例如)在120nm與400nm之間變化(例如，大致260歷)。因此，在“打開”狀態(tài)中，圖3A 及圖3B的光學(xué)諧振腔包含氣隙連同薄膜堆疊330內(nèi)吸收器上方的任何透明層。在某些實(shí)施例中，如圖3D中說明，IMOD可通過在薄膜堆疊330與反射隔膜303之 間施加電壓差而從“打開”狀態(tài)切換到“關(guān)閉”狀態(tài)。在“關(guān)閉”狀態(tài)中，吸收器上方的薄膜 堆疊330與反射隔膜303之間的光學(xué)腔由(例如)薄膜堆疊330中上覆于吸收器上的電 介質(zhì)層界定，且通常經(jīng)配置以反射“黑色”或最小可見反射。氣隙的厚度一般來說可在大致 Onm與大致2000nm之間變化(例如，在一些實(shí)施例中在“打開”與“關(guān)閉”狀態(tài)之間)。在“打開”狀態(tài)中，入射光的一個(gè)或一個(gè)以上頻率在襯底320的表面上方相長地 干涉。因此，入射光的一些頻率在IMOD內(nèi)大體上不被吸收而替代地從IMOD反射。反射出 IMOD的頻率在IMOD外部相長地干涉。由觀察襯底320的表面的觀察者觀測到的顯示色彩 將對應(yīng)于大體上反射出IMOD且大體上不被IMOD的各種層吸收的那些頻率。相長地干涉且 大體上不被吸收的頻率可通過改變光學(xué)腔(其包括間隙340)的厚度借此改變光學(xué)諧振腔 的厚度而變化。圖4說明如從正交于或垂直于IMOD的前表面的方向可見的IM0D(例如，圖3A或 圖3B的IMOD 300)的全反射對波長的曲線圖。全反射的曲線圖展示在大致550nm處(黃 色)的反射峰值。觀察IMOD的觀察者將觀測到IMOD為黃色的。如前文提及，全反射曲線 的峰值的位置可通過改變光學(xué)諧振腔302的厚度或材料或通過改變堆疊中一個(gè)或一個(gè)以 上層的材料及厚度而移位。圖5說明針對具有經(jīng)選定以最小化可見范圍中的反射的光學(xué)腔厚度的IMOD，IMOD 的全反射對在大致400nm到SOOnm的波長范圍上的波長的曲線圖。觀測到在整個(gè)可見波長 范圍中全反射一致為低的。因此，非常少的光反射出干涉式調(diào)制器。在一些實(shí)施例中，由垂 直地觀看IMOD的前表面的觀察者觀測到的色彩可通常為黑色、紅黑色或紫色。一般來說，IMOD堆疊可具有視角相依性。然而，當(dāng)光學(xué)諧振腔經(jīng)選定以最小化可 見范圍中的IMOD反射時(shí)，角度相依性趨向于相當(dāng)?shù)?。圖6說明當(dāng)入射角或視角為30度時(shí) 具有經(jīng)最佳化以最小化可見反射的光學(xué)諧振腔的IMOD的全反射對波長。觀測到在整個(gè)可 見波長范圍中全反射一致為低的。因此，非常少的可見光反射出干涉式調(diào)制器。圖5與圖6
9的比較展示針對正入射及當(dāng)入射角或視角為30度時(shí)具有經(jīng)選擇或經(jīng)調(diào)制以最小化可見反 射的腔302的IMOD的光譜光譜大致相同。換句話說，具有經(jīng)選定以最小化可見反射的腔的 “黑色” IMOD的光譜光譜不展現(xiàn)對入射角或視角的強(qiáng)相依性。圖7展示典型光伏(PV)電池700。典型光伏電池可將光能轉(zhuǎn)化成電能或電流。PV 電池為對環(huán)境具有較少影響(例如，小碳占據(jù)面積)的可再生能源的實(shí)例。使用PV電池可 提供可能成本效益，例如減少能量產(chǎn)生的成本。PV電池可具有許多不同大小及形狀，例如， 從小于郵票到跨越若干英寸。若干PV電池可常常連接在一起以形成可高達(dá)若干英尺長及 數(shù)英尺寬的PV電池模塊。模塊又可經(jīng)組合及連接以形成具有不同大小及功率輸出的PV陣 列。陣列的大小可視若干因素而定，例如特定位置中可用的日光量及消費(fèi)者的需要。 陣列的模塊可包括電連接、安裝硬件、功率調(diào)節(jié)設(shè)備及存儲用于當(dāng)陽光不照射時(shí)使用的太 陽能的電池。PV裝置可為具有其附屬電連接及外圍裝置的單一電池或PV模塊或PV陣列。 PV裝置還可包括功能上不相關(guān)的電組件，例如，由PV電池供電的組件。典型PV電池包含安置于兩個(gè)電極之間的PV活性區(qū)。在一些實(shí)施例中，PV電池包 含在上面形成有層堆疊的襯底。PV電池的PV活性層可包含例如硅的半導(dǎo)體材料。在一些 實(shí)施例中，如圖7中展示，活性區(qū)可包含通過使η型半導(dǎo)體材料703與P型半導(dǎo)體材料704 接觸而形成的ρ-η結(jié)。所述ρ-η結(jié)可具有類似二極管的性質(zhì)且可因此也被稱為光電二極管 結(jié)構(gòu)。PV活性層703、704夾于提供電流路徑的兩個(gè)電極之間。背電極705可由鋁、銀、 鉬或某一其它導(dǎo)電材料形成。背電極可為粗糙的且未拋光的。前電極701經(jīng)設(shè)計(jì)以覆蓋 Ρ-η結(jié)的前表面的顯著部分以便降低接觸電阻且增加收集效率。在其中前電極701由不透 明材料形成的實(shí)施例中，前電極701經(jīng)配置以在PV活性層的正面上方留下開口或窗口以允 許照明撞擊在PV活性層上。在一些實(shí)施例中，前電極可包括透明導(dǎo)體(例如，例如氧化錫 (SnO2)或氧化銦錫(ITO)的透明導(dǎo)電氧化物(TCO))。TCO可提供較好電接觸及導(dǎo)電性且同 時(shí)對進(jìn)入光為透明的。在一些實(shí)施例中，PV電池還可包含安置于前電極701上方的抗反射 (AR)涂層702。AR涂層702可減少從PV活性層703、704的前表面反射的光量。當(dāng)照亮活性PV材料的前表面時(shí)，在活性區(qū)中光子將能量轉(zhuǎn)移到電子。如果由光子 轉(zhuǎn)移的能量大于半導(dǎo)體材料的帶隙，電子可具有足夠能量來進(jìn)入導(dǎo)電帶。內(nèi)部電場使用形 成ρ-η結(jié)產(chǎn)生。內(nèi)部電場對通電電子操作以使這些電子移動(dòng)，借此在外部電路707中產(chǎn)生 電流。所得電流可用于存儲電荷或直接對各種電裝置(例如，如圖7中展示的電燈泡706) {共 ο在一些實(shí)施例中，圖7中展示的ρ-η結(jié)可由p-i-n結(jié)取代，其中本征或未摻雜半導(dǎo) 體層夾于P型與η型半導(dǎo)體之間。p-i-n結(jié)可具有比ρ-η結(jié)高的效率。在一些其它實(shí)施例 中，PV電池可包含多個(gè)結(jié)。所述PV活性層可由各種吸光、光伏材料中的任一者形成，例如晶體硅(C-硅)、非 晶硅(α-硅)、碲化鎘(CdTe)、硒化銦銅(CIS)、銅銦鎵硒(CIGS)、吸光染料及聚合物、分散 有吸光納米粒子的聚合物、例如GaAs的III-V族半導(dǎo)體等。還可使用其它材料。光子被吸 收且能量被轉(zhuǎn)移到電載流子(空穴及電子)的吸光材料在本文中被稱為PV電池的PV活性 層，且此術(shù)語意味著涵蓋多個(gè)活性子層。PV活性層的材料可視PV電池的所要性能及應(yīng)用而
10選擇。在一些實(shí)施例中，可通過使用薄膜技術(shù)形成PV電池。舉例來說，在光能穿過透明 襯底的一個(gè)實(shí)施例中，可通過在襯底上沉積第一或前TCO電極層而形成PV電池。PV活性材 料沉積于所述第一電極層上。第二電極層可沉積于所述PV活性材料層上。可使用例如物 理氣相沉積技術(shù)、化學(xué)氣相沉積技術(shù)、電化學(xué)沉積技術(shù)等的沉積技術(shù)沉積所述層。薄膜PV 電池可包含例如薄膜硅、CIS、CdTe或CIGS的非晶或多晶材料。薄膜PV電池的一些優(yōu)點(diǎn)為 小裝置占據(jù)面積及制造工藝的可縮放性以及其它。圖8為示意性說明典型薄膜PV電池800的框圖。典型PV電池800包括光可穿過 的玻璃襯底801。第一電極層802、PV活性層803 (展示為包含非晶硅)及第二電極層805 沉積于所述玻璃襯底801上。第一電極層802可包含例如ITO等透明導(dǎo)電材料。如所說 明，第一電極層802及第二電極層805將薄膜PV活性層803夾于其間。所說明的PV活性 層803包含非晶硅層。如此項(xiàng)技術(shù)中已知，充當(dāng)PV材料的非晶硅可包含一個(gè)或一個(gè)以上二 極管結(jié)。此外，非晶硅PV層可包含p-i-n結(jié)，其中本征硅層被夾于ρ型摻雜層與η型摻雜 層之間。如圖9Α及圖9Β中說明，許多PV裝置在裝置的正面或光入射面上以及PV裝置900 的背面上采用鏡射或反射導(dǎo)體910、911。在正面或光入射面上的導(dǎo)體可包含總線電極910 或柵格線路電極911。當(dāng)光能由PV活性材料903吸收時(shí)，產(chǎn)生電子-空穴對。如圖9Β中展 示，這些電子及空穴可通過移動(dòng)到前電極910、911中的一者或另一者或背電極905而產(chǎn)生 電流。前導(dǎo)體或電極910、911經(jīng)圖案化以減少電子或空穴到達(dá)電極必須行進(jìn)的距離，同時(shí) 還允許足夠光穿過到PV活性層903。然而，由這些電極產(chǎn)生的強(qiáng)反射線常常被視為無吸引 力的，使得在可見位置中常常不采用PV裝置。因此，下文的一些實(shí)施例描述覆蓋難看電極使得電極圖案表現(xiàn)為黑暗或黑色以較 好地匹配經(jīng)暴露PV活性區(qū)的外觀的方法。此外，下文描述的一些實(shí)施例提供在外觀上一致 的光伏裝置，使得其可較好地與周圍結(jié)構(gòu)(例如，屋頂瓦)融合。此可通過使PV裝置的前 面的具有經(jīng)圖案化電極的部分變暗或通過使光伏裝置的整個(gè)前表面(電極及活性區(qū))變暗 來實(shí)現(xiàn)。使電極變暗或以其它方式遮蔽電極以便抑制從導(dǎo)電層或電極的反射的一種方式 為使用干涉式調(diào)制器(IMOD)作為掩模，其中調(diào)諧反射率以使電極變暗及/或與經(jīng)暴露PV 活性區(qū)的色彩外觀融合。在IMOD堆疊中，IMOD反射器(例如，圖3Α或圖3Β的反射器303) 的功能可由正受到遮蔽的導(dǎo)體(例如，圖9Α及圖9Β的前總線電極910或柵格線路電極911) 提供。歸因于上文論述的光干涉的原理，入射于IMOD掩模上的光在電極區(qū)中引起極少或無 可見反射。有利地，干涉效應(yīng)由吸收器及光學(xué)諧振腔的厚度及材料控制。因而，與一般染料 或涂料相比，遮蔽效應(yīng)不再同樣易于隨時(shí)間流逝而衰退。圖IOA到圖IOG說明用于制造在前電極上并入有IMOD掩模的PV裝置的工藝的一 個(gè)實(shí)例。所述實(shí)例采用經(jīng)沉積PV活性材料薄膜。在一個(gè)實(shí)施例中，所述光伏裝置可形成于 例如塑料、玻璃或另一適合工件的襯底1010上。如圖IOA中說明，制造所述裝置的方法可 包含使用已知方法在襯底1010上形成背電極1020。可沉積金屬層來充當(dāng)光伏裝置的背電 極1020，但還可使用非金屬導(dǎo)電材料。參看圖10Β，所述方法進(jìn)一步包括光伏活性材料1030的形成。在所說明的實(shí)施例中，光伏(PV)活性材料1030包含經(jīng)沉積薄膜，然而，在其它布置中采用單晶、半導(dǎo)體襯底及 /或所述襯底上方的外延層的部分。經(jīng)沉積PV活性材料可包含(例如)非晶硅薄膜，其最 近正得以風(fēng)行。作為薄膜的非晶硅可通過物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、電化 學(xué)氣相沉積或等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)以及通過所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其 它方法而沉積于較大區(qū)域上。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知，包含非晶硅層的PV活性材料可 包括η型摻雜及/或ρ型摻雜硅的一個(gè)或一個(gè)以上結(jié)且可進(jìn)一步包含p-i-n結(jié)。用于PV 活性材料1030的其它適當(dāng)材料包括鍺(Ge)、Ge合金及如銅銦鎵硒(CIGS)、碲化鎘(CdTe) 的合金，以及III-V族半導(dǎo)體材料，或級聯(lián)的多結(jié)光伏材料及膜。III-V族半導(dǎo)體材料包括 例如砷化鎵(GaAs)、氮化銦(InN)、氮化鎵(GaN)、砷化硼(BAs)的材料。還可使用如氮化銦 鎵的半導(dǎo)體合金。其它光伏材料及裝置也為可能的。形成這些材料的方法為所屬領(lǐng)域的技 術(shù)人員已知的。作為說明性實(shí)例，如CIGS的合金可由基于真空的工藝形成，其中銅、鎵及銦 共蒸發(fā)或共濺射，接著用硒化物蒸氣退火以形成最終CIGS結(jié)構(gòu)?；诜钦婵盏奶娲に囈?為所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的。在圖IOC中，透明導(dǎo)電氧化物(TCO) 1040任選地沉積于PV活性材料1030上方。 TCO層常常與光伏材料(尤其是薄膜光伏材料)一起使用，以便改進(jìn)到PV活性層1030的電 極接觸。功能上TCO 1040形成前電極的部分，從而完成用于攜載由PV活性材料1030產(chǎn)生 的電流的電路，但按照慣例上覆于TCO 1040上且將PV電池連接到更廣電路的更導(dǎo)電金屬 導(dǎo)體被稱為前電極。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知，一般TCO為氧化銦錫(ITO)。形成或沉 積ITO的方法在此項(xiàng)技術(shù)中為眾所周知的，且包括電子束蒸發(fā)、物理氣相沉積或?yàn)R射沉積 技術(shù)。還可使用其它TCO材料及制造工藝。在其它實(shí)施例中TCO層可省略。在圖IOD中，TCO材料1040的沉積之后為形成前導(dǎo)體層1050。前導(dǎo)體層1050可 包含金屬或高導(dǎo)電材料以充當(dāng)前電極且將PV電池連接到攜載由PV電池產(chǎn)生的電流的電路 中。如上文提及，所述導(dǎo)體趨向于為高反射的且可破壞PV裝置的外觀且阻礙PV裝置的廣泛 使用。用于前導(dǎo)體層1050的典型反射材料包括鋁(Al)、鉬(Mo)、鋯(&)、鎢(W)、鐵(Fe)、 銀(Ag)及鉻(Cr)。如圖IOE中展示，光學(xué)諧振腔1060形成于前導(dǎo)體1050上方。在所說明的實(shí)施例 中，光學(xué)諧振腔1060為經(jīng)沉積的透明層，但如上文相對于圖3A及圖3B論述，在其它布置 中，所述腔可包含由間隔物(例如柱、支柱或軌)界定的氣隙(參見圖3B)；單一透明導(dǎo)電 或電介質(zhì)層；由多個(gè)導(dǎo)電或電介質(zhì)透明層形成的復(fù)合物；或由氣隙與一個(gè)或一個(gè)以上透明 層的組合形成的復(fù)合物。單一透明材料層的光學(xué)諧振腔可簡化制造且減少成本。具有多個(gè) 層及/或氣隙的復(fù)合結(jié)構(gòu)可采用多個(gè)層來提供多個(gè)功能，例如除了其在正形成的IMOD掩模 中的光學(xué)作用之外的裝置鈍化或耐刮傷性。氣隙或復(fù)合光學(xué)諧振腔還可提供多個(gè)功能，例如裝置通風(fēng)或提供采用MEMS以用 于反射多個(gè)色彩(例如，彩色模式及黑色掩模模式)或用于形成活動(dòng)地(電)可調(diào)諧IMOD 掩模的能力。在IMOD掩模的反射器303也充當(dāng)PV裝置的前電極的所說明實(shí)施例中，當(dāng)PV 裝置不活動(dòng)時(shí)，反射器303可用作用于靜電激活的靜止電極。吸收器301可充當(dāng)可移動(dòng)電 極。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，用于處理靜電MEMS操作及來自PV裝置的電流收集的雙 重功能的互連及外部電路可與PV裝置的活性IMOD掩模集成。—個(gè)實(shí)施例的光學(xué)諧振腔1060由SiO2層或其它透明電介質(zhì)材料層形成。SiO2 (或
12類似指標(biāo))光學(xué)諧振腔1060的適合厚度在300 A (埃)與1000 A之間以產(chǎn)生黑暗或黑色的 干涉效應(yīng)。沉積或形成SiO2W方法在此項(xiàng)技術(shù)中為已知的，包括CVD以及其它方法。用于 形成光學(xué)諧振腔1060的其它適合透明材料包括ITO、Si3N4及Cr203。另一實(shí)施例的光學(xué)諧 振腔1060由氣隙層及SiO2或另一透明電介質(zhì)材料形成。氣隙光學(xué)諧振腔1060的適合厚 度在450 A與1600 A之間以產(chǎn)生黑暗或黑色的干涉效應(yīng)。參看圖10F，吸收器層1070形成于光學(xué)諧振腔1060上方。在正建構(gòu)的IMOD掩模經(jīng) 設(shè)計(jì)以用干涉方式使自然地反射的前導(dǎo)體1050的外觀變暗的所說明實(shí)施例中，吸收器層 1070可包含(例如)金屬或半導(dǎo)體層的半透明厚度。吸收器層還可包含具有非零nXk(即， 折射率(η)與消光系數(shù)(k)的非零乘積)的材料。明確地說，鉻(Cr)、鉬(Mo)、鉬鉻合金 (MoCr)、鈦(Ti)、硅(Si)、鉭(Ta)及鎢(W)均形成適合層。在一個(gè)實(shí)施例中，吸收器層1070 的厚度在20 A與300 A之間。所述厚度經(jīng)選定以小于產(chǎn)生不透明層的厚度。參看圖10G，圖IOF中說明的堆疊接著使用(例如)光刻圖案化及蝕刻或另一適合 技術(shù)圖案化以形成如圖IOG中展示的PV裝置1000G。所得干涉式調(diào)制器(IMOD)掩模300 包含反射器303 (還充當(dāng)PV裝置的前導(dǎo)體或電極)、光學(xué)諧振腔302 (在圖案化之前參看參 考數(shù)字1060)及經(jīng)圖案化吸收器301。在圖IOG的實(shí)施例中，反射器303、光學(xué)諧振腔302 及吸收器301 —起經(jīng)圖案化且因此彼此對準(zhǔn)。在其它布置中，如將從下文的圖12的論述較 好地理解，IMOD掩模300的組件可具有以某方式而與充當(dāng)IMOD掩模反射器303的導(dǎo)體的 圖案不同的圖案。IMOD掩模300因此覆蓋前電極或反射器303。IMOD掩模300與充當(dāng)PV 裝置的前電極的反射器303的對準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)在于以銳角視角從反射器303的側(cè)面的一些反射 最小。另一方面，吸收器301以不阻止與反射器303相比任何更多光到達(dá)PV活性層的方式 圖案化，所述反射器無論如何作為前電極存在(已經(jīng)是這樣的)。因此，吸收器301以避免 PV效率的任何進(jìn)一步減少的方式圖案化。吸收器301及光學(xué)諧振腔302的材料及尺寸經(jīng)選定以減少從下伏反射器303的 反射率。將反射率界定為在正交于掩模300的上表面的方向上[從IMOD掩模300反射的 光的強(qiáng)度]與[在IMOD掩模300的頂部上的入射光的強(qiáng)度]的比率。用于反射器303的 常見PV裝置前電極材料展現(xiàn)在30%到90%的范圍內(nèi)的反射率。然而，IMOD掩模300經(jīng)配 置以干涉方式減少全反射率到小于10%。因此，針對最常見前電極(反射器303)材料，在 IMOD掩模300上可觀測到的反射率小于10% (在此點(diǎn)反射趨向于表現(xiàn)為“灰色”)，且更通 常小于5%。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，鑒于本文的揭示內(nèi)容，通過吸收器301及光學(xué)諧 振腔302中的層的材料及尺寸的正確選擇，反射率可減少為僅僅到3%，因此確實(shí)地表 現(xiàn)為“黑色”。因此，極少或無從PV裝置的前導(dǎo)體反射的光被觀測者看到。因此，由覆蓋電極的 IMOD掩模300形成的圖案可表現(xiàn)為黑暗或黑色。或者，IMOD掩模300的結(jié)構(gòu)經(jīng)選定以反射 大體上匹配鄰近前導(dǎo)體的光伏活性材料的可見區(qū)的色彩的色彩。對于大多數(shù)PV裝置，PV活 性區(qū)域表現(xiàn)為十分暗，使得經(jīng)由IMOD掩模300進(jìn)行的減少可見反射有效地使導(dǎo)體與PV活 性區(qū)域的外觀融合，從而使得憑目視難以區(qū)分PV裝置的所述兩個(gè)區(qū)。然而，就PV活性材料 的可見區(qū)歸因于非常規(guī)PV材料或PV活性材料上方的窗口上方的其它涂層而表明不同于黑 暗或黑色的色彩來說，IMOD掩模300可經(jīng)建構(gòu)以反射其它色彩以便與PV活性區(qū)域的可見 區(qū)匹配且針對PV裝置產(chǎn)生一致色彩或外觀。
13
在光學(xué)諧振腔302包含由間隔物(例如柱、支柱或軌(參見圖3B))界定的氣隙 的一個(gè)實(shí)例中，部分地視經(jīng)選定用于IMOD掩模300的其它材料而定，用于產(chǎn)生黑暗或黑色 IMOD掩模300的氣隙的適合高度在450 A與1600 A之間。在光學(xué)諧振腔302包含具有1與 3之間的折射率的電介質(zhì)(例如，SiO2)的另一實(shí)例中，黑暗或黑色I(xiàn)MOD掩模300可經(jīng)產(chǎn)生 而具有300 A與1000 A之間的電介質(zhì)厚度。參看圖10H，在不損傷IMOD掩模的遮蔽功能的情況下，PV裝置1000H可包含額外 層，例如上覆硬涂層、抗反射涂層或鈍化層。舉例來說，上覆于MOD掩模300上的電介質(zhì)層 1080可包含SiO2或氮化硅，且可充當(dāng)PV裝置的頂部鈍化層。此外，電介質(zhì)層1080可以適 于充當(dāng)可進(jìn)一步增強(qiáng)前電極區(qū)的黑暗狀態(tài)的抗反射(AR)層的厚度提供。具有氧化硅或氮 化硅的AR層的典型厚度在約300 A與1500 A之間。就其它層定位于觀察者與前電極反射器 303之間來說，在選擇各種層的材料、光學(xué)性質(zhì)及厚度時(shí)可需要調(diào)整以確保干涉式掩模300 產(chǎn)生所要反射率。圖IlA到圖IlD說明IMOD黑色掩模在圖案化前電極之后形成的另一實(shí)施例。圖 IlA說明在圖IOD的導(dǎo)體層1050已(例如)通過光刻及蝕刻而圖案化以留下經(jīng)圖案化的前 電極或反射器303之后的圖IOD的PV裝置結(jié)構(gòu)。用于前導(dǎo)體層1050的適合材料在上文相 對于圖IOD論述。圖案化界定經(jīng)圖案化的導(dǎo)體或前電極，其還將充當(dāng)待形成的IMOD掩模的 反射器303。圖IlA的結(jié)構(gòu)可表示(例如)封裝之前的預(yù)制造光伏(PV)裝置。或者，在另 一實(shí)施例中，PV裝置可經(jīng)封裝且包括(例如)在進(jìn)行圖IlB到圖IlD的步驟之前圖IlA的 結(jié)構(gòu)上方的鈍化層(未圖示)。在所述布置中，隨后形成的光學(xué)諧振腔及吸收器的材料及尺 寸的選擇應(yīng)考慮到鈍化層的光學(xué)效應(yīng)。換句話說，在所述未描繪的實(shí)施例中，鈍化層(未圖 示)可視為正形成的復(fù)合光學(xué)諧振腔的部分。圖IlB展示在形成經(jīng)選定以界定IMOD掩模的光學(xué)諧振腔層1060的毯覆層或復(fù)合 層之后圖IlA的結(jié)構(gòu)。如在圖IOE的論述中提及，光學(xué)諧振腔1060可為由間隔物(例如柱、 支柱或軌)界定的氣隙(參見圖3B)；單一透明導(dǎo)電或電介質(zhì)層；由多個(gè)導(dǎo)電或電介質(zhì)透明 層形成的復(fù)合物；或由氣隙與一個(gè)或一個(gè)以上透明層的組合形成的復(fù)合物。圖IlC說明在沉積吸收器層1070之后圖IlB的結(jié)構(gòu)。用于半透明吸收器層1070 的適合材料及厚度在上文相對于圖IOF論述。圖IlD說明在圖案化吸收器層1070以留下經(jīng)圖案化吸收器301之后圖IlC的結(jié) 構(gòu)。在所說明的實(shí)施例中，光學(xué)諧振腔層1060作為毯覆層或未經(jīng)圖案化層留下。因此，光 學(xué)諧振腔層1060毯覆于PV電池上方。例如通過光刻遮蔽及蝕刻而圖案化吸收器301以大 體上覆蓋導(dǎo)體/電極303。圖IlD的所得結(jié)構(gòu)為包含干涉式或IMOD掩模300的PV裝置1100，掩模300包括 還充當(dāng)PV裝置的前導(dǎo)體或前電極的經(jīng)圖案化的反射器303、毯覆式光學(xué)諧振腔層1060及經(jīng) 圖案化的吸收器301?？扇缟衔乃撌霰硎締我粚踊驈?fù)合結(jié)構(gòu)的毯覆式光學(xué)諧振腔層1060 還可跨越其中PV活性層1030可見或暴露的區(qū)提供其它功能，例如用于PV活性層1030或 用于任選介入的TCO層1040的鈍化或抗反射。光學(xué)諧振腔層1060的位于經(jīng)圖案化反射器 303與吸收器301之間的區(qū)形成IMOD掩模300的光學(xué)諧振腔302。在所說明實(shí)施例中，吸 收器301經(jīng)圖案化以大體上與反射器303對準(zhǔn)。圖12展示本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中如相對于圖IlC論述的上覆于PV裝置的層
14上的光學(xué)諧振腔層1060及吸收器層1070 (參見圖11C) 一起經(jīng)圖案化以覆蓋經(jīng)圖案化的反 射器303，從而得到如圖12中展示的PV裝置1200。在此實(shí)施例中，吸收器301及光學(xué)諧振 腔302兩者均經(jīng)圖案化以覆蓋電極，但稍延伸超出電極303。在所述實(shí)施例中，經(jīng)圖案化的 吸收器301在每一側(cè)上可橫向地延伸超出電極的邊緣小于電極寬度的10%，且在一個(gè)實(shí)施 例中延伸超出小于電極寬度的5%，且吸收器301的長度(未描繪)可獨(dú)立地與電極長度 對準(zhǔn)或比電極長度長(小于10%或小于5% )。較寬的吸收器301可較好地確保對從前導(dǎo) 體/反射器303的掩模反射的覆蓋，且適應(yīng)反射器303圖案與吸收器301圖案之間的合理 級別的掩模不對準(zhǔn)。另一方面，通過使吸收器301比正以干涉方式遮蔽的反射器303寬的 程度達(dá)最小化，到達(dá)PV活性層1030的光量及因此整體PV裝置效率可保持為高。在未說明的其它實(shí)施例中，吸收器層及光學(xué)諧振腔結(jié)構(gòu)可在整個(gè)PV裝置上延伸， 但在所述狀況下吸收器層應(yīng)非常薄(幾乎透射)以便使到達(dá)PV活性層的光的減少達(dá)最小 化。因此，當(dāng)使毯覆式吸收器層變薄以使透射達(dá)最大化時(shí)，會(huì)稍微犧牲黑暗或“黑色”效應(yīng) 的程度。在所述狀況下，可能還需要在PV活性層上方采用具有相對高透射的額外半透明反 射器，以便使經(jīng)反射的色彩與前電極區(qū)中IMOD的色彩更好地匹配。如相對于圖IOH論述，圖IlD及圖12的干涉式掩模300還可由在所述實(shí)施例的表 面上方形成或沉積的額外層來保護(hù)或鈍化。圖13A到圖13E描繪用于制造另一實(shí)施例的工藝，其中PV裝置的層形成于透明 襯底上方，光可透射穿過所述透明襯底進(jìn)入PV活性區(qū)域中。圖13A以適當(dāng)光學(xué)透明襯底 1310 (例如，玻璃、塑料或具有有用光學(xué)性質(zhì)的其它適當(dāng)襯底)開始。吸收器層1320形成于 或沉積于襯底的與光入射面或正面相對的背面上。因此，在圖13A到圖13E中，光從下面入 射。用于半透明吸收器層1320的適合材料及厚度在上文相對于圖IOF的吸收器層1070論 述。圖13B說明在于吸收器層1320上方形成或沉積光學(xué)諧振腔層1330之后圖13A的 結(jié)構(gòu)。如在圖IOE的論述中所提及，光學(xué)諧振腔層1330可為由間隔物(例如柱、支柱或軌) 界定的氣隙(參見圖3B)；單一透明導(dǎo)電或電介質(zhì)層；由多個(gè)導(dǎo)電或電介質(zhì)透明層形成的復(fù) 合物；或由氣隙與一個(gè)或一個(gè)以上透明層的組合形成的復(fù)合物。圖13C說明導(dǎo)體層1340在光學(xué)諧振腔層1330上方的進(jìn)一步形成或沉積。用于導(dǎo) 體層1340的適合材料在上文相對于圖IOD的導(dǎo)體層1050論述。參看圖13D，圖案化或蝕刻所述層1320、1330、1340形成大體上類似于或覆蓋反射 器303圖案的IMOD掩模300。圖案化所述層堆疊界定經(jīng)圖案化的導(dǎo)體或前電極，其還將充 當(dāng)IMOD掩模300的反射器303。盡管反射器303形成于襯底的背面上，但反射器303相對 于尚待必須形成的PV活性層仍為朝前的(更接近于光入射側(cè))，且因此說反射器303界定 PV裝置的“前導(dǎo)體”。圖13E說明在干涉式掩模300的光入射面后面或與光入射面相對沉積薄膜光伏 (PV)活性層1350繼之以背導(dǎo)體層1360的沉積的結(jié)果。用于薄膜PV活性層的適合材料在 上文相對于圖IOB論述，且一般來說PV活性材料包括許多類型的感光半導(dǎo)體材料，例如非 晶硅。盡管未圖示，但例如ITO等透明導(dǎo)體層(TCO)可在沉積PV活性層1350之前沉積，以 便改進(jìn)PV活性層1350與前導(dǎo)體303之間的電接觸且因此改進(jìn)PV裝置1300E的收集效率。 背導(dǎo)體層1360可包含金屬導(dǎo)電層，且通常形成到不透明的厚度。
15
在圖13A到圖13E中的實(shí)施例中，PV裝置的干涉式掩模300在形成或沉積PV活性 材料1350之前形成于光學(xué)襯底上。在此實(shí)施例中，光伏裝置及干涉式掩模300形成于光學(xué) 襯底的與襯底的光入射面或正面相對的面上。因此，層形成的順序可與圖10A到圖10G的 順序相反。額外層(未圖示)可包括PV活性層1350與襯底1310之間的TC0，及襯底1310 的正面上的AR涂層或硬涂層。圖13F說明另一實(shí)施例。圖13F展示13A的吸收器層1320在形成光學(xué)諧振腔層 1370之前圖案化，從而留下經(jīng)圖案化的吸收器301。接著所述光學(xué)諧振腔層1370沉積或形 成于經(jīng)圖案化的吸收器層301上方。如在圖10E的論述中提及，光學(xué)諧振腔層1370可為由 間隔物(例如柱、支柱或軌)界定的氣隙(參見圖3B)；單一透明導(dǎo)電或電介質(zhì)層；由多個(gè) 導(dǎo)電或電介質(zhì)透明層形成的復(fù)合物；或由氣隙與一個(gè)或一個(gè)以上透明層的組合形成的復(fù)合 物。導(dǎo)體材料層沉積于所述光學(xué)諧振腔層1370上方。導(dǎo)體層可接著經(jīng)圖案化以形成PV裝 置1300F的前電極，還充當(dāng)IM0D掩模300的經(jīng)圖案化的反射器303，同時(shí)留下光學(xué)諧振腔 層1370在PV電池上方未經(jīng)圖案化。隨后PV活性層1350形成于IM0D掩模300 (包括前電 極)上方，且背電極1360形成于PV活性層1350上方。如圖13F中展示，在光透射過襯底的實(shí)施例中，毯覆式光學(xué)諧振腔層1370的使用 可具有若干優(yōu)點(diǎn)。如上文提及，透明導(dǎo)電氧化物(TC0)常常用于改進(jìn)電極與光伏材料之間 的接觸。在圖13F的實(shí)施例中，光學(xué)諧振腔結(jié)構(gòu)可包括與由反射器303形成的前電極接觸 的TC0層或由所述TC0層形成。如從圖13E與圖13F之間的比較顯而易見，毯覆式光學(xué)腔 層1370的使用還減小裝置的輪廓或構(gòu)形，且因此使隨后沉積(例如，薄膜PV活性層1350 的沉積)更容易。圖13G說明另一實(shí)施例，其中干涉式掩模300形成于透明襯底1310的光入射面 或正面上，同時(shí)前電極1390及光伏(PV)活性層1350在襯底1310的與光入射面或正面相 對的背面上。在所述實(shí)施例中，歸因于襯底1310在反射前電極1390與吸收器301之間的 厚度，需要正面IM0D掩模300在襯底1310的正面上包括單獨(dú)反射器303，其經(jīng)圖案化以覆 蓋在襯底1310的另一側(cè)面上的反射前電極1390。在此狀況下，PV裝置1300G在襯底1310 的背面上可具有常規(guī)構(gòu)造，包括在透明襯底1310的背表面上方按順序形成的經(jīng)圖案化的 前電極1390、TC0層1380、PV活性層1350及背電極1360。襯底1310的正面包括按順序形 成于透光襯底1310的正面上的單獨(dú)反射器303、光學(xué)諧振腔302及吸收器301的IM0D掩 模300堆疊。如同在所說明的實(shí)施例的情況下，此IM0D堆疊將優(yōu)選地經(jīng)圖案化以覆蓋經(jīng)圖 案化的前導(dǎo)體1390。因?yàn)樗鯥M0D堆疊具有其自身的反射器303及吸收器301，所以所述 IM0D掩模與PV活性層1350電分離，且可因此分離地互連以形成靜電MEMS IM0D。在所述 實(shí)施例中，IM0D掩模300將能夠如圖3C及圖3D所說明打開及關(guān)閉。在此狀況下，光學(xué)諧 振腔302可包括氣隙(圖3C中的340)，可移動(dòng)電極(圖3C及圖3D中的303)可經(jīng)由所述 氣隙移動(dòng)。如將由所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員了解，在所述實(shí)施例中，電介質(zhì)層及其它層以及用于 間隔可移動(dòng)電極/反射器與靜止電極/吸收器的支撐柱可形成于襯底1310前面，以在襯底 1310的光入射面上實(shí)施可移動(dòng)IM0D掩模300。圖14A到圖14B說明集成IM0D掩模與PV裝置1400A的實(shí)施例，其中光伏材料為 單晶半導(dǎo)體襯底及/或形成于所述單晶襯底上方的外延層的一部分。圖14A描繪光伏(PV) 裝置1400B，其包含背電極1410、p型硅層1420、n型硅層1430、前導(dǎo)體或電極303及抗反射涂層1450。如先前提及，需要遮蔽前電極303 (其可為(例如)PV陣列的總線線路或柵格線 路)，或減少或最小化從其的反射。因此，如圖14B中展示，干涉式掩模300可形成于電極的 光入射面或正面上。此可以類似于上文描述的方式的方式使用類似材料完成。在一個(gè)實(shí)施 例中，如在圖14A中，所述工藝可以包含關(guān)于具有已經(jīng)圖案化的導(dǎo)體303的活性區(qū)的硅襯底 或單晶硅材料開始，且IM0D掩模300形成于其上方。在另一實(shí)施例中，所述工藝可以包含 無前導(dǎo)體或電極圖案的活性區(qū)的硅襯底或單晶硅材料開始，且所述前導(dǎo)體使用類似于上文 相對于圖10A到圖10G及圖11A到圖11D論述的技術(shù)作為反射器303連同光學(xué)諧振腔302 及吸收器301 —起形成。如先前提及，吸收器301及光學(xué)諧振腔302或單獨(dú)吸收器可經(jīng)圖 案化以大體上與前電極/反射器303對準(zhǔn)，以便如圖14B中所示覆蓋反射器303。在另一實(shí) 施例中，吸收器301及光學(xué)諧振腔302或單獨(dú)吸收器可經(jīng)圖案化以便遵循前電極/反射器 303的圖案，但較寬以覆蓋比反射器303大的表面區(qū)域。如在圖11D及圖13F中，可留下光 學(xué)諧振腔層未經(jīng)圖案化或光學(xué)諧振腔層可毯覆于PV電池上方，而前電極/反射器303及吸 收器301經(jīng)圖案化。在又一實(shí)施例中，吸收器301、光學(xué)諧振腔302及/或前電極/反射器 303可經(jīng)絲網(wǎng)印刷，在所述狀況下形成及圖案化同時(shí)進(jìn)行。形成前電極/反射器、光學(xué)諧振 腔及吸收器的層可以任一分組一起或單獨(dú)地絲網(wǎng)印刷。此外，一些層可通過光刻及蝕刻圖 案化，而其它層可經(jīng)絲網(wǎng)印刷。前述實(shí)施例教示可用以以干涉方式遮蔽具有廣泛多種構(gòu)造的PV裝置的前電極的 IM0D掩模構(gòu)造。舉例來說，除了上文論述的薄膜及晶體硅PV電池及透射襯底實(shí)施例之外， 干涉式或IM0D掩?？捎糜谡诒螐谋∧じ缮嬖鰪?qiáng)的光伏電池或裝置的前電極的反射。圖15說明PV裝置1500的實(shí)施例，其中干涉式掩模300遮蔽從反射器303的反射， 反射器303可充當(dāng)形成于適合襯底1510上的干涉增強(qiáng)電池的前導(dǎo)體或電極。在所說明的 實(shí)施例中，導(dǎo)體303經(jīng)由TC0層1550與PV活性層1540電接觸。在其它實(shí)施例中，導(dǎo)體303 直接與活性層1540電接觸，或經(jīng)由未圖示的其它層及材料與其電接觸。所說明的干涉調(diào)諧 的光伏電池包含反射器1520及安置于PV活性層1540的光入射面的后面或與所述光入射 面相對的光學(xué)諧振腔1530。PV活性層1540可包含薄膜光伏材料，例如非晶硅、CIGS或其它 半導(dǎo)體薄膜光伏材料。反射器1520及光學(xué)諧振腔1530的光學(xué)性質(zhì)(尺寸及材料性質(zhì))經(jīng) 選定以使得從分層PV裝置1500的界面的反射相干地相加以在光伏電池的PV活性層1540 中產(chǎn)生增加的場，其中光能轉(zhuǎn)化成電能。所述干涉增強(qiáng)的光伏裝置增加在干涉式光伏電池 的活性區(qū)中的光能的吸收，且從而增加裝置1500的效率。在關(guān)于此實(shí)施例的變型中，可采 用多個(gè)光學(xué)諧振腔以單獨(dú)地調(diào)諧不同光波長且最大化所述PV活性層中的吸收。嵌埋的光 學(xué)諧振腔1530可包含透明導(dǎo)電或電介質(zhì)材料、氣隙或其組合。參看圖16，在光伏裝置的背面可為可見的應(yīng)用中(例如，針對窗口應(yīng)用)，干涉式 掩模300可與光伏活性層1350集成或形成于光伏活性層1350的背面上，且更明確地形成 于背電極1660 (參見圖16)的背面上方。如同前電極1690，背電極1660趨向于為反射性 的且當(dāng)可見時(shí)為不適宜的。在一些實(shí)施例中，IM0D掩模300經(jīng)配置以使得從掩模反射的光 的色彩大體上匹配光伏裝置的背面上的周圍特征的色彩。在一些實(shí)施例中，IM0D掩模300 經(jīng)配置以使得從掩模反射的光的色彩大體上匹配可見光譜中的色彩。在一些實(shí)施例中，從 IM0D掩模300反射的光落在與可見光譜相關(guān)聯(lián)的波長內(nèi)。在一些實(shí)施例中，IM0D掩模300 經(jīng)配置以使得極少或無可見入射光從IM0D掩模300的背面反射，從而使得從正視角度IM0D掩模表現(xiàn)為黑色。IM0D掩模300因此可大大地將從背電極的反射率(正常為30%到90% ) 減少到小于10%或小于5%。如果黑色外觀為所要的，則反射率可為約到3%。在一些實(shí)施例中，背面干涉式掩模300可跨越晶片或跨越電池圖案化以覆蓋背電 極1660中的任一圖案。從PV功能性的觀點(diǎn)，由于待轉(zhuǎn)化的光經(jīng)過正面且背面可為不透明 的，所以所述圖案化可不為需要的，使得背面干涉式掩模可毯覆或覆蓋晶片的整個(gè)背面。然 而，對于其中背面可見的應(yīng)用，窗口或太陽能面板的若干部分常常為次透明、透明或半透明 的。在所述狀況下，圖案化IM0D掩模300以遵循背電極1660的圖案可有助于維持鄰近背 電極1660的區(qū)中的透明性，從而允許一些光穿過。如上文論述，相對于前電極，所述IM0D 掩模圖案可與背電極圖案對準(zhǔn)或可能覆蓋或延伸超出背電極的表面小于10%或小于5%。 并且，類似于正面IM0D掩模，背面掩模300的光學(xué)諧振腔302可以光學(xué)透明膜形成，所述光 學(xué)透明膜包括導(dǎo)電或電介質(zhì)層、氣隙、多個(gè)層或?qū)优c氣隙的組合。參看圖17A到圖20，干涉式調(diào)制器(IM0D)掩模可遮蔽導(dǎo)電帶或翼片的高反射率。 所述帶連接跨越多個(gè)光伏(PV)裝置、電池或晶片的電極或總線以形成大太陽能面板，其大 大地增加可轉(zhuǎn)化成直流電的電荷的量。導(dǎo)電帶上方IM0D掩模的引入遮蔽或融合反射帶與 周圍光伏裝置的外觀，從而使得所述裝置對消費(fèi)者更有吸引力。對于典型PV裝置，IM0D 掩模減少PV裝置的正面或背面上從帶的反射，以使從帶的強(qiáng)反射變暗。在一些實(shí)施例中， IM0D掩模經(jīng)配置以使得從掩模反射的光的色彩大體上匹配光伏裝置上的周圍特征的色彩。 在一些實(shí)施例中，IM0D掩模經(jīng)配置以使得從掩模反射的光的色彩大體上匹配可見光譜中的 色彩。在一些實(shí)施例中，從IM0D掩模反射的光落在與可見光譜相關(guān)聯(lián)的波長內(nèi)。在一些實(shí) 施例中，IM0D掩模經(jīng)配置以使得極少或無可見入射光從IM0D掩模300反射，從而使得從正 視角度IM0D掩模表現(xiàn)為黑色。如上文相對于前電極論述，IM0D掩模優(yōu)選地展現(xiàn)在小于10% 或甚至小于5%的可見范圍中的反射率。如果黑色外觀為所要的，則IM0D掩模可布置在約
到3%范圍中的反射率。在其它布置中，“遮蔽”可涉及以干涉方式產(chǎn)生與裝置上的鄰近 特征融合的可見光譜中的色彩?！安噬?IM0D掩模可反射相干波長帶以表現(xiàn)為(例如)紅 色、綠色、藍(lán)色、橙色等。參看圖17A，在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電帶在所述帶的一個(gè)側(cè)面上與干涉式掩模堆疊集 成。所說明的導(dǎo)電帶包含細(xì)長導(dǎo)體層303、光學(xué)諧振腔302及吸收器層301。在一些實(shí)施例 中，單獨(dú)的金屬反射器層或鏡層(未圖示)在光學(xué)諧振腔302及吸收器層301的沉積之前 沉積于導(dǎo)體層303上。鏡層可由A1或Mo或其它類似材料形成。在圖17A中展示的實(shí)施例 中，導(dǎo)體層303自身充當(dāng)IM0D掩模300的反射器及攜載PV電池之間的大量電流的導(dǎo)電帶 材料兩者。所述導(dǎo)體層通常經(jīng)定尺寸具有足以連接多個(gè)PV裝置、電池或晶片的長度及足以 產(chǎn)生高導(dǎo)電性的寬度1702及厚度1704。典型厚度1704在0. 08mm與0. 3mm之間，而典型寬 度1702在1.5mm與15mm之間。導(dǎo)體層303的邊緣可為成角度的或圓化的。導(dǎo)體層303通 常包含銅，但可以其它導(dǎo)電材料形成。光學(xué)諧振腔302可由光學(xué)透明電介質(zhì)層(例如，Si02) 或光學(xué)透明導(dǎo)電材料(例如，IT0或ZnO)形成。如先前針對正面及背面IM0D掩模描述，光 學(xué)諧振腔302可使用多個(gè)層、氣隙及其組合以單一光學(xué)透明層形成。光學(xué)諧振腔302在尺 寸上經(jīng)配置以使得其優(yōu)化選擇光波長的相長及/或相消干涉，例如選擇針對相長或相消干 涉的與可見光譜相關(guān)聯(lián)的某些波長。如圖17A中展示，導(dǎo)體層303的兩個(gè)主要側(cè)面中的一者可被涂覆或?qū)訅河泄鈱W(xué)
18諧振腔302及吸收器層301。形成圖17A的實(shí)施例的一種方式為將帶導(dǎo)體放置于支撐層 1710 (例如卷帶或另一襯底)上，且用額外材料涂覆所述帶導(dǎo)體以在暴露表面上形成光學(xué) 諧振腔302及吸收器層301。在帶導(dǎo)體303上涂覆光學(xué)諧振腔302及吸收器層301的另一 方式為在輥之間卷繞所述帶導(dǎo)體同時(shí)用濺射工具沉積所述層301、302。參看圖20，具有經(jīng)集成的IM0D掩模300的預(yù)制造帶可接著與多個(gè)太陽能電池 2010的接點(diǎn)、電極或總線互連以形成較大太陽電池板2000。所述晶片從堆疊卸下且對準(zhǔn)。 所述光伏帶按長度切割且具備應(yīng)力消除彎曲。盡管圖20說明施加到晶片的背面的光伏帶， 但此工藝還可在正面上執(zhí)行。圖17B說明施加到待互連的導(dǎo)體的至少一部分的焊料1720或具有另一材料的粘 著層的使用。如圖17B中說明，經(jīng)集成的IM0D掩模300的導(dǎo)體303接著放置于焊料1720 上，焊料1720定位于電池接點(diǎn)1730的頂上或前電極1790上。盡管說明焊料1720經(jīng)由電 池接點(diǎn)1730接觸背電極1760，但應(yīng)理解焊料還可直接接觸背電極。此方法對于在單一步驟 中或多個(gè)步驟中經(jīng)由絕緣材料將帶導(dǎo)體303焊接到前電極1790、背電極1760及/或接點(diǎn) 1730上為有用的。在一些實(shí)施例中，IM0D掩模300還可為導(dǎo)電的，以促進(jìn)導(dǎo)電特征間的電 接觸。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，圖17B的結(jié)構(gòu)還可通過多個(gè)PV裝置的帶互連的標(biāo)準(zhǔn) 形成繼之以IM0D掩模層的蔭遮蔽(shadow-masked)沉積或沉積及圖案化而獲得。盡管所 述工藝可省略焊料或其它導(dǎo)電粘著層，但在大的互連太陽能面板上的薄膜沉積實(shí)際上為困 難的。在圖18A中說明的另一實(shí)施例中，為在較大程度上使制造簡單，帶導(dǎo)體303在兩個(gè) 側(cè)面上用干涉式掩模堆疊涂覆，以在將所述帶附著在PV裝置上之前形成經(jīng)集成的IM0D遮 蔽帶1800。在此實(shí)施例中，光學(xué)諧振腔302優(yōu)選地由透明導(dǎo)電材料形成，例如透明導(dǎo)電氧 化物(TC0)(例如，IT0或ZnO)。吸收器層301還優(yōu)選地由導(dǎo)電材料(例如，半透明厚度的 Mo.Cr.MoCr或Ti)形成，以便促進(jìn)PV裝置的導(dǎo)體與帶導(dǎo)體303 (其在所說明的實(shí)施例中還 充當(dāng)IM0D掩模300的反射器)之間的電接觸。因此，經(jīng)涂覆帶1800可容易地焊接或以其 它方式電及機(jī)械地連接到PV裝置的導(dǎo)體。如相對于圖17A提及，圍繞帶實(shí)施例的IM0D掩 模300還可包括帶導(dǎo)體303與光學(xué)諧振腔302之間的單獨(dú)的反射鏡層。圖18B說明附著經(jīng)集成的IM0D遮蔽帶1800與光伏裝置的一種方法的近視圖。在 此實(shí)施例中，具有光學(xué)諧振腔302及涂覆于帶導(dǎo)體303的兩個(gè)側(cè)面上的吸收器層301的經(jīng) 集成的IM0D遮蔽帶1800施加到PV裝置的前電極1890且經(jīng)由粘著層1810附著。在所說 明實(shí)施例中，前電極1890經(jīng)由TC0層1880與PV活性層1850電連通。此方法類似于圖17B 中展示的焊接方法，不同之處為帶導(dǎo)體303變?yōu)榕c經(jīng)集成的IM0D掩模300 —起預(yù)制造。在圖19中說明的另一實(shí)施例中，IM0D掩模層(光學(xué)諧振腔302及吸收器層301) 及帶導(dǎo)體303經(jīng)預(yù)制造但單獨(dú)地提供。舉例來說，形成光學(xué)諧振腔302及吸收器層301的 層任選地以釋放層(未圖示)形成于卷帶或其它襯底(未圖示)上。在此實(shí)施例中，導(dǎo)體 帶303及光伏層可在帶固定或焊接時(shí)或隨后集成于所述PV裝置上。參看圖17B及圖19，根 據(jù)一種可能的順序，第一焊料1720放置于PV裝置的待互連的前電極及背電極上。接下來， 帶導(dǎo)體303與前述電池接點(diǎn)1730、前電極1790及/或背電極1760對準(zhǔn)且焊接或固定于適 當(dāng)位置。接下來，IM0D掩模層(光學(xué)諧振腔302及吸收器層301)涂覆或?qū)訅河趲?dǎo)體303上。 盡管前述詳細(xì)描述揭示本發(fā)明的若干實(shí)施例，但應(yīng)理解此揭示內(nèi)容僅為說明性的 且并不限制本發(fā)明。應(yīng)了解所揭示的特定配置及操作可不同于上文所描述的那些配置及操 作，且本文描述的方法可在不同于半導(dǎo)體裝置的制造的情形中使用。
權(quán)利要求
一種光伏裝置，其界定光入射于上面的正面及與所述正面相對的背面，所述光伏裝置包含光伏活性材料；導(dǎo)體，其位于所述光伏材料的背面上；以及光學(xué)干涉式掩模，其位于所述導(dǎo)體的背面上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中所述光學(xué)干涉式掩模經(jīng)配置以使得從所述掩 模反射的光的色彩大體上匹配所述光伏裝置的所述背面上的周圍特征的色彩。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏裝置，其中所述光學(xué)干涉式掩模經(jīng)配置以使得所述從所 述掩模反射的光的色彩大體上匹配可見光譜中的色彩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中所述從所述光學(xué)干涉式掩模反射的光落在與 所述可見光譜相關(guān)聯(lián)的波長內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中所述光學(xué)干涉式掩模經(jīng)配置以使得極少或無 可見入射光從所述干涉式掩模的背面反射，從而使得從正視角度觀察，所述干涉式掩模表 現(xiàn)為黑色。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中所述光學(xué)干涉式掩模經(jīng)配置以使得從所述掩 模的在可見范圍中的反射率小于10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中所述光學(xué)干涉式掩模包含 反射表面；光學(xué)諧振腔，其位于所述反射表面的背后上方；以及 吸收器，其位于所述光學(xué)諧振腔的背后上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏裝置，其中所述反射表面由所述導(dǎo)體與所述光學(xué)諧振腔 之間的單獨(dú)金屬反射器層界定。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏裝置，其中所述反射表面由所述導(dǎo)體的背表面界定。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光伏裝置并入于窗口中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其進(jìn)一步包含 顯不器；處理器，其經(jīng)配置以與所述顯示器通信，所述處理器經(jīng)配置以處理圖像數(shù)據(jù)；以及 存儲器裝置，其經(jīng)配置以與所述處理器通信。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光伏裝置，其進(jìn)一步包含 驅(qū)動(dòng)器電路，其經(jīng)配置以將至少一個(gè)信號發(fā)送到所述顯示器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光伏裝置，其進(jìn)一步包含控制器，其經(jīng)配置以將所述圖像數(shù)據(jù)的至少一部分發(fā)送到所述驅(qū)動(dòng)器電路。
14.一種光伏裝置，其包含用于從入射光產(chǎn)生電流的裝置，所述入射光入射在所述裝置的側(cè)面上；用于傳導(dǎo)所述所產(chǎn)生的電流的正面裝置及背面裝置；以及用于從所述光伏裝置的入射面以干涉方式遮蔽所述背面?zhèn)鲗?dǎo)裝置的裝置。
15.一種制造光伏裝置的方法，其包含提供具有光伏活性層、正面導(dǎo)體及背面導(dǎo)體的光伏產(chǎn)生器，所述正面導(dǎo)體經(jīng)配置以允 許光穿過正面到達(dá)所述光伏活性層；以及在所述光伏產(chǎn)生器的所述背面導(dǎo)體上方形成多個(gè)層以界定經(jīng)配置以遮蔽所述背面導(dǎo) 體的干涉式調(diào)制器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述干涉式調(diào)制器與所述光伏裝置的背面集成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中跨越所述背面導(dǎo)體沉積所述干涉式調(diào)制器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述干涉式調(diào)制器延伸超出所述背面導(dǎo)體的表 面小于約10%。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述干涉式調(diào)制器延伸超出所述背面導(dǎo)體的所 述表面小于約5%。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中跨越所述背面導(dǎo)體圖案化所述干涉式調(diào)制器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述干涉式調(diào)制器包含吸收器、光學(xué)諧振腔及 導(dǎo)體，其中所述吸收器經(jīng)圖案化以遵循所述背面導(dǎo)體的圖案。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述光學(xué)諧振腔經(jīng)圖案化以遵循所述背面導(dǎo)體 的圖案。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述吸收器及光學(xué)諧振腔經(jīng)配置以反射大體上 與所述光伏裝置的所暴露部分反射的可見光譜匹配的可見光。
24.一種制造光伏裝置的方法，所述光伏裝置具有光入射于上面的正面及與所述正面 相對的背面，所述方法包含形成干涉式調(diào)制器，所述干涉式調(diào)制器經(jīng)配置以減少可見光從 所述光伏裝置的所述背面的反射。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述干涉式調(diào)制器以干涉方式產(chǎn)生黑色外觀。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述干涉式調(diào)制器以干涉方式產(chǎn)生可見光譜中 的相干色彩。
全文摘要
干涉式掩模(300)覆蓋光伏裝置的背面上的反射導(dǎo)體(1660，1730)。所述干涉式掩模可減少入射光從所述導(dǎo)體的反射。在各種實(shí)施例中，所述掩模減少反射以使得前及背電極圖案表現(xiàn)為黑色或與所述裝置的周圍特征類似的色彩。在其它實(shí)施例中，所述掩?？烧{(diào)制光反射以使得所述電極圖案匹配可見光譜中的色彩。
文檔編號H01L31/0224GK101897033SQ200880120826
公開日2010年11月24日 申請日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者卡斯拉·哈澤尼, 馬尼什·科塔里 申請人:高通Mems科技公司