專(zhuān)利名稱(chēng)：包含透明的導(dǎo)電氧化物膜的基底及其制造方法
包含透明的導(dǎo)電氧化物膜的基底及其制造方法本發(fā)明涉及一種基底，其包含由透明的導(dǎo)電氧化物(TCO)制成的至少一個(gè)散射膜，和涉及制造這樣的基底的方法。它還涉及包含這樣的基底的太陽(yáng)能電池。在改進(jìn)薄膜太陽(yáng)能電池性能方面一個(gè)非常令人感興趣的主題是開(kāi)發(fā)用于沉積具有優(yōu)化的電學(xué)和光學(xué)性能的透明的導(dǎo)電氧化物(TCO)的方式，即，典型的在350-1100nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)透射率高于90%和電阻率低于5 X 10_4Ω. cm。這些太陽(yáng)能電池是基于氫化的無(wú)定形硅(a-Si H)的電池、串聯(lián)電池、基于由Cu(In，Ga)Se2(CIGS)制成的吸收層的電池等。在這些太陽(yáng)能電池中，使用表面紋理化的TCO來(lái)改進(jìn)光子朝著太陽(yáng)能電池活性材料的散射(光學(xué)捕獲)，和因此提高光電轉(zhuǎn)化效率?！ぜy理化的透明的導(dǎo)電氧化物的光學(xué)響應(yīng)通常是通過(guò)它的“霧度值”(即，它的光散射因子)來(lái)量化的。這種量是透射的散射光與透射光總量的比率。為了改進(jìn)光子朝著太陽(yáng)能電池活性材料的散射，和因此提高光電轉(zhuǎn)化效率，已知的是將透明氧化物層的表面(入射光經(jīng)由該表面進(jìn)入太陽(yáng)能電池)進(jìn)行“紋理化”。這種“紋理化”對(duì)應(yīng)于在TCO層表面上產(chǎn)生粗糙度，S卩，產(chǎn)生一系列的凹陷和突起。圖I示意了一種具有上層(superstrate)構(gòu)造的a_Si :H太陽(yáng)能電池，即，光穿過(guò)玻璃基底進(jìn)入其中，和圖2不意了具有基底構(gòu)造的CIGS電池的結(jié)構(gòu)。可以看到，在這些結(jié)構(gòu)中，TCO層的厚度典型的是200nm-lym。在這些構(gòu)造中，TCO層(其功能是透射光線)充當(dāng)了電荷收集電極，并且通過(guò)它的“紋理化”來(lái)散射光線。目前，Asahi U玻璃(其是由通過(guò)APCVD沉積而涂覆有SnO2 :F層的玻璃基底組成的)設(shè)定了 a-Si :H太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)。該紋理化的TCO層是通過(guò)大氣壓化學(xué)氣相沉積(APCVD)，在200-600°C的溫度生產(chǎn)的，這樣來(lái)獲得“紋理化”。通常，TCO是氟摻雜的氧化錫(Sn02 F)。這種玻璃是使用歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)No. 1443527A1中所述的方法來(lái)制造的。這種方法的組成為在500°C的溫度，通過(guò)大氣壓化學(xué)氣相沉積來(lái)在玻璃基底上沉積透明的導(dǎo)電氧化物膜，同時(shí)注入四氯化錫、水和氣態(tài)氯化氫。使用這種方法，在玻璃基底表面上形成了不連續(xù)的突起。接下來(lái)，使用大氣壓化學(xué)氣相沉積方法在這些不連續(xù)的突起上形成連續(xù)的透明的導(dǎo)電氧化物層。這個(gè)層還可以通過(guò)電子束氣相沉積、真空氣相沉積方法、噴霧方法或者濺射方法來(lái)生產(chǎn)。在APCVD的情況中，從圖3中可見(jiàn)，所述表面是通過(guò)在第一氧化物層沉積過(guò)程中形成的凹陷和突起來(lái)進(jìn)行“紋理化的”，圖3是Asahi-HU玻璃表面的掃描電子顯微鏡圖。但是，在這種方法中，所形成的凹陷和突起，獨(dú)立于它們的紋理化，全部都是相同尺寸的，并且所獲得的玻璃具有比中心在大約350-400nm的波長(zhǎng)范圍僅僅80%更高的擴(kuò)散
光透射率。另外，這些擴(kuò)散透射率值從550nm向上時(shí)非?？斓慕档偷降陀?0%。此外，J.Zhu等人在“Nanodome Solar Cells with Efficient Light Managementand Self-Cleaning^anoletters 2009中描述了一種技術(shù),用于將基底紋理化成納米圓蓋的形式，來(lái)結(jié)構(gòu)化完全的a-Si :H太陽(yáng)能電池多層。這些納米圓蓋是通過(guò)等離子體蝕刻事先沉積在基底上的二氧化硅珠來(lái)生產(chǎn)的。這些珠子的蝕刻產(chǎn)生了一種周期性陣列的納米圓蓋。這種周期性陣列然后經(jīng)由多層的沉積來(lái)在整個(gè)電池中再現(xiàn)。但是，這種方法包含許多步驟，包括蝕刻二氧化硅珠的步驟。在制造方法中引入另外的步驟導(dǎo)致了不可忽視的成本增加。
本發(fā)明目標(biāo)是如下來(lái)克服形成包含一個(gè)或多個(gè)由透明的導(dǎo)電氧化物制成的散射層的基底的方法的問(wèn)題通過(guò)提供包含至少一個(gè)透明的導(dǎo)電氧化物散射層的基底及其制造方法，使得散射因子或者霧度值能夠高于在350-1500nm的整個(gè)波長(zhǎng)上所獲得的80%，該方法僅需幾個(gè)制造步驟。為此目的，本發(fā)明涉及一種基底，其包含由沉積在載體至少一個(gè)表面上的透明的導(dǎo)電氧化物(TCO)制成的至少第一散射層，特征在于它另外包含由選自電介質(zhì)材料和透明的導(dǎo)電氧化物的材料制成的球形粒子的層，并且其直徑屬于至少兩個(gè)不同的直徑群，在由TCO制成的層中，該由TCO制成的層具有基本上恒定的厚度，即，是等形沉積(conformaldeposition)的。措詞“基本上恒定的厚度”被理解為表示在所述層的平均厚度上下，厚度差異不大于20%和優(yōu)選不大于10%。措詞“兩個(gè)不同的直徑群”被具體理解為表示在形成層3的總球形粒子群中，至少5%數(shù)目的所述的粒子所具有的直徑比相對(duì)于球形粒子總數(shù)的至少5%數(shù)目的球形粒子的直徑大或小多于500nm。優(yōu)選本發(fā)明的基底另外在載體和球形粒子層之間包含由透明的導(dǎo)電氧化物制成的第二層，該導(dǎo)電氧化物等同于或者不同于形成第一 TCO層的導(dǎo)電氧化物。有利的，該第一和第二 TCO層包覆球形粒子層，以使得所述的粒子與TCO層連續(xù)接觸。本發(fā)明基底的載體是由選自下面的材料制成的玻璃、P-摻雜的硅、η-摻雜的硅、氫化的無(wú)定形硅(a-Si :H)、Cu (In，Ga) Se2、單晶硅或者多晶硅、CdS、或者有機(jī)電池層。在本發(fā)明所用的球形粒子層中，所述粒子沒(méi)有彼此全部接觸。優(yōu)選它們僅僅部分接觸。該球形粒子優(yōu)選的平均直徑是300nm-10ym。這個(gè)直徑可以通過(guò)透射電子顯微鏡
法來(lái)測(cè)量。根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方案，在形成層3的球形粒子總?cè)褐?，至?5%數(shù)目的所述的粒子具有比在100%數(shù)目的球形粒子中至少15%數(shù)目的球形粒子的直徑大或小多于500nm的直徑。在另外一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，整個(gè)球形粒子群的至少10%和優(yōu)選15%數(shù)目的粒子的直徑是200nm-4 μ m,和整個(gè)球形粒子群的至少10%和優(yōu)選15%數(shù)目的粒子的直徑是4· 5 μ m-12 μ m，其余的粒子具有中間直徑。在這種情況中，更優(yōu)選在直徑為200ηπι-4μ m的粒子群中，相對(duì)于粒子總數(shù)，至少5%數(shù)目的粒子的直徑是300nm-3. 5 μ m,和在直徑為4. 5 μ m_12 μ m的粒子群中，相對(duì)于粒子總數(shù)，5%數(shù)目的全部的粒子群一起采用了大于4. 5 μ m和小于6 μ m的直徑。該球形粒子是由選自下面的材料制成的Si02、Sn02、Zn0、Zn0 Α1,Ζη0 B, SnO2 :F、IT0、氟-摻雜的氧化銦、In2O3 Mo (IMO)和 ZnO =Ga0關(guān)于透明的導(dǎo)電氧化物，它選自ZnO A1 (AZO)、ZnO B (BZO)、ZnO Ga (GZO)、SnO2 F、In2O3 Sn (ITO)、ITO :ZnO、ITO :Ti、ln203、In2O3 ZnO (IZO)、In2O3 :F、In2O3 Mo (IMO)、In2O3 Ga、In2O3 :Ti、In2O3 ff> In2O3 Zr> In2O3 :Nb、ZnO (Al, F)和 ZnO (Ga, B)。本發(fā)明還提供了一種制造基底的方法，該基底包含由透明的導(dǎo)電氧化物(TCO)制成的至少一個(gè)散射層，特征在于它包含下面的步驟 a)在載體的至少一個(gè)表面上沉積選自電介質(zhì)材料和透明的導(dǎo)電氧化物的材料制成的球形粒子的層，并且其直徑屬于至少兩個(gè)不同的直徑群；和b)在該球形粒子層的空閑表面上沉積由等角的透明的導(dǎo)電氧化物制成的層。在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法另外包含在步驟a)之前，在載體上沉積的球形粒子層上沉積由透明的導(dǎo)電氧化物制成的第二層的步驟，該透明的導(dǎo)電氧化物等同于或者不同于形成第一 TCO層的透明的導(dǎo)電氧化物，這個(gè)層與所述層接觸的表面具有與它所接觸的所形成的表面相同的形狀。根據(jù)第一變化，該一層或多層的透明的導(dǎo)電氧化物是通過(guò)物理氣相沉積(PVD)來(lái)沉積的。優(yōu)選和根據(jù)第二變化，該一層或多層的透明的導(dǎo)電氧化物是通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)來(lái)沉積的。在本發(fā)明方法全部的變化中，所述載體是由選自下面的材料制成的玻璃、P-摻雜的硅、η-摻雜的硅、氫化的無(wú)定形硅(a-Si :H)、Cu (InGa) Se2、單晶硅或者多晶硅、CdS、或者有機(jī)電池層。同樣優(yōu)選的，該球形粒子的直徑是300nm_10 μ m。最優(yōu)選占球形粒子總?cè)旱闹辽?0%和優(yōu)選15%數(shù)目的粒子的直徑是200nm_4 μ m,和占球形粒子總?cè)旱闹辽?0%和優(yōu)選15%數(shù)目的粒子的直徑是4. 5 μ m-12 μ m,其余的部分的群是由中間直徑的粒子組成的。另外，優(yōu)選該球形粒子是由選自下面的材料制成Si02、ZnO、ZnO :A1、ZnO :B、SO2 F、ITO、氟-摻雜的氧化銦、In2O3 Mo (IMO)和 ZnO =Ga0關(guān)于透明的導(dǎo)電氧化物，它優(yōu)選是選自ZnO A1 (AZO)、ZnO B (BZO)、ZnO Ga (GZO)、SnO2 :F、In2O3 =Sn(ITO), ITO :ZnO、ITO :Ti、In2O3'In2O3 =ZnO(IZO), In2O3 :F、In2O3 Mo (IMO),In2O3 :Ga、In2O3 :Ti、In2O3 ff> In2O3 Zr> In2O3 :Nb、ZnO (Al, F)和 ZnO (Ga, B)。本發(fā)明還涉及一種太陽(yáng)能電池，其包含本發(fā)明的基底或者是通過(guò)本發(fā)明的方法來(lái)獲得的。通過(guò)閱讀下面的參考附圖給出的示例性說(shuō)明，本發(fā)明將更好理解，并且它的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見(jiàn)，在其中-圖I表示了現(xiàn)有技術(shù)的a-Si:H太陽(yáng)能電池的構(gòu)造，其處于上層構(gòu)造；
-圖2表示了現(xiàn)有技術(shù)的CIGS太陽(yáng)能電池的示意結(jié)構(gòu)，其處于基底構(gòu)造；-圖3是通過(guò)歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)1443527A所述的方法獲得的、并且在商標(biāo)名HU下由Asahi ■銷(xiāo)售的透明的導(dǎo)電氧化物層的表面的掃描電鏡照片；-圖4表示了根據(jù)本發(fā)明的a-Si:H太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意，其處于上層構(gòu)造；-圖5表示了根據(jù)本發(fā)明的CIGS太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意，其處于基底構(gòu)造；-圖6表示了實(shí)施例I所用的二氧化硅珠的粒度分布；和-圖7表示了作為入射光波長(zhǎng)的函數(shù)的霧度因子，其用下面的基底來(lái)獲得-本發(fā)明的基底，具有單個(gè)尺寸或者多個(gè)尺寸的珠子； -HU 類(lèi)型 Asahi 基底；和-包含無(wú)紋理的透明的導(dǎo)電氧化物層的基底。紋理化透明的導(dǎo)電氧化物層的光學(xué)響應(yīng)通常是通過(guò)它的霧度值(即，光的散射因子)來(lái)量化的。這個(gè)量是透射的散射光與透射的光的總量的比率。已經(jīng)廣泛的證實(shí)了這個(gè)量在透明的導(dǎo)電氧化物(TCO)層紋理化時(shí)得以改進(jìn)。在下面，術(shù)語(yǔ)“紋理化”被理解為表示所產(chǎn)生的粗糙度，S卩，在TCO層中或者通過(guò)該層所形成的連續(xù)的凹陷和突起。從圖4和5中可見(jiàn)，本發(fā)明的基底包含在載體(參見(jiàn)圖4和5中的I)上由透明的導(dǎo)電氧化物制成的至少一個(gè)散射層(參見(jiàn)圖4和5中的2)，與

圖1、2和3所示的現(xiàn)有技術(shù)的沉積的基底相同。但是，不同于圖1、2和3所示的現(xiàn)有技術(shù)的基底，本發(fā)明的基底另外包含由選自電介質(zhì)材料和透明的導(dǎo)電氧化物的材料制成的球形粒子的層，參見(jiàn)圖4和5中的3。明確的，將由材料例如諸如Si02、ZnO、銦摻雜的氧化錫制成的球形粒子沉積到載體I和層2之間。將這些球形粒子的尺寸研磨成至少兩個(gè)直徑群。換句話說(shuō)，該形成層3的球形粒子并非全部具有相同的直徑。依靠這些粒子可變的尺寸，將散射光在寬的波長(zhǎng)范圍(即，350nm-1500nm)的透射效率進(jìn)行了優(yōu)化。這些粒子的尺寸在300nm-10ym之間是可變的。因此獲得了不同高度和寬度的突起和凹陷，這用歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)1443527A1的方法是不可能的。當(dāng)然也可以選擇該電介質(zhì)粒子的尺寸(直徑)來(lái)選擇精確的波長(zhǎng)范圍。在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，和為了在寬的波長(zhǎng)范圍350nm-1500nm中獲得最佳的效率，占所用的球形粒子總?cè)旱闹辽?0%和優(yōu)選15%數(shù)目的粒子的直徑是200nm-4 μ m，和占所用球形粒子總?cè)旱闹辽?0%和優(yōu)選15%數(shù)目的粒子的直徑是4. 5 μ m-12 μ m,其余是由中間直徑的粒子組成的。根據(jù)本發(fā)明的一種改進(jìn)，在上述15%中，至少5%數(shù)目(相對(duì)于總?cè)?的粒子的直徑是300nm-3. 5 μ m，和5%數(shù)目(相對(duì)于總?cè)?的粒子的直徑是4. 5 μ m_ μ m。為了進(jìn)一步改進(jìn)擴(kuò)散透射效率，和在一種特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，該球形粒子沒(méi)有彼此完全接觸，和優(yōu)選它們是全部彼此分離的。這意味著，如圖4和5中所見(jiàn)，這些球形粒子形成了單層，S卩，該球形粒子并非彼此
疊置的。
該球形粒子優(yōu)選是通過(guò)Langmuir-Blodgett類(lèi)型的沉積來(lái)沉積的，其具有優(yōu)點(diǎn)，即，使得大的面積得以廉價(jià)的處理，或者甚至通過(guò)用溶膠凝膠旋涂、浸涂來(lái)處理，由此精確的控制該球形粒子的尺寸和面密度。優(yōu)選使用液體聚合物/球形粒子納米復(fù)合材料，并且其的粒子濃度決定了所處理的基底表面上的最終密度。該聚合物溶劑然后通過(guò)熱處理來(lái)蒸發(fā)?？梢允褂帽砻婊钚詣﹣?lái)促進(jìn)粒子的良好分散。球形粒子的這個(gè)層3然后用透明的導(dǎo)電氧化物層包覆。如從圖4和5中所見(jiàn)，透明的導(dǎo)電氧化物層2的形狀是球形粒子的層3的表面的陰面。它在每個(gè)點(diǎn)上具有相同的厚度。它是等角沉積的。作為透明的導(dǎo)電氧化物，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何透明的導(dǎo)電氧化物。作為例子，可以提到的是ZnO :A1、銦摻雜的氧化錫(ITO)、鑰摻雜的氧化錫(IMO)、未摻雜的或者氟摻雜的SnO2 (SnO2 F)、SnO2, ZnO :B、SnO2 :F、ITO、氟-摻雜的氧化銦、In2O3 Mo (IMO), ZnO :Ga。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的變化中，本發(fā)明的裝置另外在基底I和球形粒子的層3之間包括由透明的導(dǎo)電氧化物制成的第二層(參見(jiàn)圖4和5中的4)，該透明的導(dǎo)電氧化物等同于層2的導(dǎo)電氧化物，或者與之不同。該透明的導(dǎo)電氧化物的層4選自與在層2中提及的那些相同的材料。用于形成層2或者層4的該透明的導(dǎo)電氧化物可以通過(guò)物理氣相沉積(PVD)或者通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)而沉積。這些技術(shù)使得由電介質(zhì)材料制成的球形粒子包封到TCO薄膜中。該球形粒子是包覆的。當(dāng)該沉積是通過(guò)PVD進(jìn)行時(shí)，TCO層2和/或4中的凹陷和突起的表面不具有“紋理化”，即，它優(yōu)選是光滑的。但是，為了獲得TCO層2 (其優(yōu)選在它們形成的表面處是與球形粒子的形狀匹配的，并且在每個(gè)點(diǎn)具有相同的厚度)，它優(yōu)選是使用CVD方法。在這種情況中，因?yàn)榘枷莺屯黄鸬谋砻媾c球形粒子的層3的形狀是匹配的，因此它們本身將具有粗糙度(紋理化)。制造本發(fā)明基底的方法包含下面的步驟a)在載體I的至少一個(gè)表面上沉積選自電介質(zhì)材料和透明的導(dǎo)電氧化物的材料制成的球形粒子的層3，并且其直徑屬于至少兩個(gè)不同的直徑群；和b)在層3的空閑表面上沉積由透明的導(dǎo)電氧化物制成的層。在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法另外包含在步驟a)之前，沉積由透明的導(dǎo)電氧化物制成的層4的步驟，該導(dǎo)電氧化物等同于或者不同于形成層2的那些。用于沉積層2和/或4和球形粒子的方法已經(jīng)在上面進(jìn)行了描述，并且形成層2和/或4和3的材料的性質(zhì)也已經(jīng)在上面進(jìn)行了描述。該球形粒子的尺寸也在上面進(jìn)行了描述。本發(fā)明的基底或者通過(guò)本發(fā)明的方法獲得的基底特別適于形成由TCO制成的用于太陽(yáng)能電池的散射層。因此，本發(fā)明的另一主題是包含這樣的基底的太陽(yáng)能電池。為了更好的理解本發(fā)明，現(xiàn)在將它能夠給完全示例性的和非限制性的實(shí)施例來(lái)描述其實(shí)施方案。
實(shí)施例I :生產(chǎn)由基于球形二氧化硅粒子的TCO制成的散射層生產(chǎn)本發(fā)明的基底。在第一步驟中，將IOOnm厚的用2. 5wt%的鋁摻雜的ZnO層通過(guò)磁控管濺射沉積到玻璃載體上。接下來(lái)，將球形二氧化硅粒子(其的粒度分布表示在圖6中)使用Langmuir-Blodgett方法進(jìn)行沉積。接下來(lái)，將球形粒子層用2. 5%的Al摻雜的ZnO層(其是通過(guò)磁控管濺射來(lái)沉積的)進(jìn)行覆蓋。這個(gè)層的厚度是400nm。實(shí)施例2
在這個(gè)實(shí)施例中，用2. 5%的Al摻雜的第一 ZnO層是使用磁控管濺射技術(shù)來(lái)沉積的。所用的沉積參數(shù)是在緊下面給出的。
革巴子ZnO A1 (2. 5wt%)
靶子直徑200mm
基底Eagle XG玻璃
壓力O. 15Pa
Ar 流速20sccm
移動(dòng)旋轉(zhuǎn)-IOrpm
功率500W
功率密度I. 6ff/cm2
革巴子-基底距離55mm
時(shí)間38m in
沉積速率100nm/min接下來(lái)，沉積直徑為I μ m的單尺寸二氧化硅粒子。這些粒子是使用Langmuir-Blodgett技術(shù)來(lái)沉積的。接下來(lái)，將用2. 5%A1摻雜的等角的200nm厚的第二 ZnO層沉積到單層的二氧化硅
粒子上，來(lái)完全覆蓋它。這個(gè)沉積是通過(guò)磁控管濺射來(lái)進(jìn)行的。在這個(gè)沉積過(guò)程中所用的參數(shù)與實(shí)施例I中所用的那些相同。
接下來(lái)，通過(guò)分光光度法測(cè)量霧度因子，用于穿過(guò)實(shí)施例I所獲得的基底的入射光；并且為了對(duì)比，還測(cè)量了用Asahi^HU結(jié)構(gòu)獲得的霧度因子，和用僅僅包含無(wú)“紋理化”的直接沉積到玻璃基底上的用2. 5%的鋁摻雜的ZnO層的結(jié)構(gòu)的霧度因子，和根據(jù)本發(fā)明的，但是球形粒子是單尺寸的結(jié)構(gòu)(例如實(shí)施例2所獲得的結(jié)構(gòu))的霧度因子。所獲得的曲線表示在圖7中。從圖7中可見(jiàn)，在玻璃上的僅僅用2. 5%A1摻雜的ZnO層形成的結(jié)構(gòu)不具有霧度因子。這是參照結(jié)構(gòu)。對(duì)于Asahi HU結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，將觀察到它的霧度因子大于在350_550nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的僅僅80%，并且在500nm是最大值。同等的，使用單尺寸球不會(huì)改進(jìn)霧度因子。相反，使用本發(fā)明的基底，霧度因子在310-2300nm寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)大于80%?！?br> 權(quán)利要求
1.一種基底，其包含由沉積在載體(I)至少一個(gè)表面上的由透明的導(dǎo)電氧化物(TCO)制成的至少一個(gè)散射層(2)，特征在于它另外包含由選自電介質(zhì)材料和透明的導(dǎo)電氧化物的材料制成的球形粒子的層(3)，并且其直徑屬于至少兩個(gè)不同的直徑群，在由TCO制成的層(2)中，該由TCO制成的層⑵具有基本上恒定的厚度。
2.權(quán)利要求I所要求的基底，特征在于它在載體(I)和球形粒子的層(3)之間，另外包含由透明的導(dǎo)電氧化物制成的第二層(4)，該透明的導(dǎo)電氧化物等同于或者不同于形成層(2)的透明的導(dǎo)電氧化物。
3.權(quán)利要求2所要求的基底，特征在于該第一和第二TCO層(2，4)包覆著球形粒子層⑶。
4.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所要求的基底，特征在于該載體(I)是由選自下面的材料制成玻璃、P-摻雜的娃、η-摻雜的娃、氫化的無(wú)定形娃(a-Si :H)、Cu (In, Ga) Se2、單晶娃或者多晶娃、WS、或者有機(jī)電池的層。
5.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所要求的基底，特征在于該球形粒子的直徑是300nm_10μ m。
6.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所要求的基底，特征在于在形成層(3)的球形粒子總?cè)褐?，至?%數(shù)目的所述的粒子具有比相對(duì)于球形粒子總數(shù)的至少5%數(shù)目的球形粒子的直徑大或小多于500nm的直徑。
7.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所要求的基底，特征在于該球形粒子是由選自下面的材料制成的Si02, ZnO, ZnO :Α1、Ζη0 B, SnO2 :F、ΙΤ0、氟-摻雜的氧化銦、In203 Mo (IMO)和 ZnO :Ga。
8.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所要求的基底，特征在于該透明的導(dǎo)電氧化物選自ZnO:Al (AZO)、ZnO B(BZ0), ZnO :Ga (GZO)、SnO2 :F、In2O3 Sn (ITO), ITO :ZnO、ITO :Ti、In2O3'In2O3 ZnO (IZO)、In2O3 :F、In2O3 Mo (IMO)、In2O3 :Ga、In2O3 :Ti、In2O3 ff> In2O3 Zr> In2O3 :Nb、ZnO (Al, F)和 ZnO (Ga, B)。
9.一種制造基底的方法，該基底包含由透明的導(dǎo)電氧化物(TCO)制成的至少一個(gè)散射層(2)，特征在于它包含下面的步驟 a)在載體(I)的至少一個(gè)表面上沉積選自電介質(zhì)材料和透明的導(dǎo)電氧化物的材料制成的球形粒子的層(3)，并且其直徑屬于至少兩個(gè)不同的直徑群；和 b)在層(3)的空閑表面上沉積由透明的導(dǎo)電氧化物制成的、具有基本上恒定厚度的層⑵。
10.權(quán)利要求9所要求的方法，特征在于它另外在步驟a)之前包括，在基底(I)與球形電介質(zhì)粒子層(3)之間，沉積由透明的導(dǎo)電氧化物制成的層(4)的步驟，該透明的導(dǎo)電氧化物等同于或者不同于形成第一層(2)的透明的導(dǎo)電氧化物，層(4)與層(3)接觸的表面具有與它所接觸的(3)所形成的表面相同的形狀。
11.權(quán)利要求9和10任一項(xiàng)所要求的方法，特征在于該一層或多層的透明的導(dǎo)電氧化物是通過(guò)物理氣相沉積(PVD)來(lái)沉積的。
12.權(quán)利要求9和10任一項(xiàng)所要求的方法，特征在于該一層或多層的透明的導(dǎo)電氧化物是通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)來(lái)沉積的。
13.權(quán)利要求9-12任一項(xiàng)所要求的方法，特征在于該載體(I)是由選自下面的材料制成玻璃、P-摻雜的娃、η-摻雜的娃、氫化的無(wú)定形娃(a-Si :H)、Cu (In, Ga) Se2、單晶娃或者多晶娃、WS、或者有機(jī)電池的層。
14.權(quán)利要求9-13任一項(xiàng)所要求的方法,特征在于該球形粒子的直徑是300nm-10μ m。
15.權(quán)利要求9-14任一項(xiàng)所要求的方法，特征在于該球形粒子總?cè)旱闹辽?0%和優(yōu)選15%數(shù)目的粒子的直徑是200nm-4 μ m,和該球形粒子總?cè)旱闹辽?0%和優(yōu)選15%數(shù)目的粒子的直徑是4. 5 μ m-12 μ m，所述群的其余部分是由中間直徑的粒子組成的。
16.權(quán)利要求9-15任一項(xiàng)所要求的方法，特征在于該球形粒子是由選自下面的材料制成的=SiO2,ZnO,ZnO Al,ZnO :B、S02 :F、ΙΤ0、氟-摻雜的氧化銦、In2O3 Mo (IMO)和 ZnO =Ga0
17.權(quán)利要求9-16任一項(xiàng)所要求的方法,特征在于該透明的導(dǎo)電氧化物選自ZnO:Al (AZO)、ZnO B (BZO)、ZnO Ga (GZO)、SnO2 :F、In2O3 Sn (ITO)、ITO :ZnO、ITO :Ti、In2O3,In2O3 ZnO (IZO)、In2O3 :F、In2O3 Mo (IMO)、In2O3 :Ga、In2O3 :Ti、In2O3 ff> In2O3 Zr> In2O3 :Nb、ZnO (Al, F)和 ZnO (Ga, B)。
18.太陽(yáng)能電池，特征在于它包含權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所要求的基底或者是通過(guò)權(quán)利要求9-17任一項(xiàng)所要求的方法來(lái)獲得的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基底，其包含由透明的導(dǎo)電氧化物(TCO)制成的至少一個(gè)散射膜，和涉及制造這樣的基底的方法。它還涉及包含這樣的基底的太陽(yáng)能電池。本發(fā)明的基底包含由選自電介質(zhì)和透明導(dǎo)電氧化物的材料制成的球形粒子層，該層涂覆有TCO膜，并且所述的球形粒子的直徑屬于至少兩個(gè)不同的直徑群。本發(fā)明可具體用于太陽(yáng)能電池。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102947943SQ201180031273
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者亞歷山大·佩雷拉, 塞德里克·迪克羅, 佐耶·特比 申請(qǐng)人:原子能與替代能源委員會(huì)