專利名稱：用于光伏裝置的薄膜層的折射率匹配及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題一般涉及在光伏裝置中使用的折射率匹配薄膜層，連同其沉積的方法。更具體地來說，本文公開的主題涉及在碲化鎘薄膜光伏裝置中使用的折射率匹配薄膜層及其制造方法。
背景技術(shù)：
包括具有約為可見光波長(zhǎng)(S卩，約0.03 Pm至約I U m)厚度的薄膜的裝置能引起與鏡面反射的光干擾。此干擾可能是相長(zhǎng)或相消的，并且因此可能引起從薄膜裝置反射的光的凈增加或減少。薄膜太陽能電池也不例外。確切地來說，在玻璃基板與光伏異質(zhì)結(jié)之間包括任何層的“窗口層疊層”可能常常
對(duì)裝置添加反射。例如，在碲化鎘薄膜光伏裝置中，窗口層疊層可包含前接觸層(例如，TCO層)、緩沖層和硫化鎘層。此反射可能減少達(dá)到光伏異質(zhì)結(jié)的光量，這又導(dǎo)致從裝置收集的電流量的減少。此外，源于由膜厚度的輕微變化引起的模塊至模塊的無意的顏色變化可產(chǎn)生外觀不一致的光伏模塊陣列。因此，存在對(duì)具有減少的窗口層疊層中的反射損耗量的光伏裝置的需求。

發(fā)明內(nèi)容
在下文描述中將部分地闡述、或可以從該描述顯見或可以通過本發(fā)明的實(shí)施認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的多個(gè)方面和優(yōu)點(diǎn)。一般提供薄膜光伏裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，該裝置包括玻璃基板上的高折射率層(例如，具有約2或更大的折射率)和高折射率層上的低折射率層(例如，具有約I. 5或更小的折射率)。透明導(dǎo)電氧化物層位于該低折射率層上，以及光伏異質(zhì)結(jié)(例如，硫化鎘層和碲化鎘層)位于該透明導(dǎo)電氧化物層上。在備選實(shí)施例中，該裝置可包括玻璃基板上的低折射率層和低折射率層上的高折射率層。—般還提供用于制造這種薄膜光伏裝置的方法。例如，可以通過在玻璃上板(superstate)上形成高折射率層以及在高折射率層上形成低折射率層來制造該裝置。然后可以在低折射率層上形成透明導(dǎo)電氧化物層，以及在透明導(dǎo)電氧化物層上形成光伏異質(zhì)結(jié)。參考下文描述和附圖將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。并入本說明書中并構(gòu)成其一部分的附圖連同描述，說明本發(fā)明的實(shí)施例并用于解釋本發(fā)明原理。


在本說明書中闡述了針對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的本發(fā)明的全面且可實(shí)現(xiàn)的公開，包括其最佳方式，本說明書參考附圖，其中
圖I示出包括一對(duì)折射率匹配層的示范碲化鎘薄膜光伏裝置的橫截面大致示意圖；圖2示出包括兩對(duì)折射率匹配層的另一個(gè)示范碲化鎘薄膜光伏裝置的橫截面大致示意 圖3示出包括一對(duì)折射率匹配層的備選示范碲化鎘薄膜光伏裝置的橫截面大致示意
圖4示出包括兩對(duì)折射率匹配層的備選示范碲化鎘薄膜光伏裝置的橫截面大致示意
圖5示出制造薄膜光伏裝置的示范方法的流程 圖6示出制造薄膜光伏裝置的另一個(gè)示范方法的流程圖；以及 圖7示出比較作為波長(zhǎng)(nm)的函數(shù)的不同示例的反射率(％)的曲線圖。在本說明書和附圖中重復(fù)使用參考符號(hào)旨在表示相同或相似的特征或元件。參考標(biāo)記說明
權(quán)利要求
1.一種薄膜光伏裝置(10)，包括 玻璃基板(12)； 所述玻璃基板上(12)的高折射率層(11)，其中所述高折射率層(11)具有約2或更大的折射率； 所述高折射率層(11)上的低折射率層(13)，其中所述低折射率層(13)具有約I. 5或更小的折射率； 所述低折射率層(13)上的透明導(dǎo)電氧化物層(14);以及 所述透明導(dǎo)電氧化物層(14)上的光伏異質(zhì)結(jié)。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述高折射率層(11)具有約2至約2.5的折射率，以及其中所述低折射率層(13)具有約I. I至約I. 5的折射率。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述高折射率層(11)包含二氧化鈦、氧化錫、氧化鋅、氧化鋅錫、氧化銦、氧化鉿、五氧化二鉭、氧化銀、氧化錯(cuò)、氧化釔、氧化鐿、氮化娃、氮化鋁或其混合物。
4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述低折射率層(13)包含二氧化硅、氟化鎂、氟化鋰、氟化鈣、氟化鈉、其他I族或II族氟化物或其混合物。
5.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述透明導(dǎo)電氧化物層(14)直接在所述低折射率層(13)上。
6.如權(quán)利要求I所述的裝置，還包括 所述低折射率層(13)上的第二高折射率層(21)，其中所述第二高折射率層(21)具有約2或更大的折射率；以及 所述第二高折射率層(21)上的第二低折射率層(23)，使得所述透明導(dǎo)電氧化物層(14)在所述第二低折射率層(23)上，其中所述第二低折射率層(23)具有約I. 5或更小的折射率。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述第二高折射率層(21)具有約2至約2.5的折射率，以及其中所述第二低折射率層(23)具有約I. I至約I. 5的折射率。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述透明導(dǎo)電氧化物層(14)直接在所述第二低折射率層(23)上。
9.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述光伏異質(zhì)結(jié)包括所述透明導(dǎo)電氧化物層(14)上的硫化鎘層(18)和所述硫化鎘層(18)上的碲化鎘層(20)。
10.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述高折射率層(11)包含氧化鈦，并且具有約IOnm至約15nm的厚度，以及其中所述低折射率層(13)包含二氧化娃,并且具有約30 nm至約33 nm的厚度。
11.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述高折射率層(11)包含氧化鋅錫，并且具有約20 nm至約27 nm的厚度，以及其中所述低折射率層(13)包含二氧化硅，并且具有約20 nm至約30 nm的厚度。
12.—種薄膜光伏裝置(10)，包括 玻璃基板(20)； 所述玻璃基板(12)上的低折射率層(13)，其中所述低折射率層(13)具有約I. 5或更小的折射率；所述低折射率層(13)上的高折射率層(11 )，其中所述高折射率層(11)具有約2或更大的折射率； 所述低折射率層(13)上的透明導(dǎo)電氧化物層(14);以及 所述透明導(dǎo)電氧化物層(14 )上的光伏異質(zhì)結(jié)。
13.一種用于制造薄膜光伏裝置(10)的方法，所述方法包括 在玻璃上板(12)上形成高折射率層(11)，其中所述高折射率層(11)具有約2或更大的折射率； 在所述玻璃上板(12)上形成低折射率層(13)，其中所述低折射率層(13)具有約I. 5或更小的折射率； 在所述低折射率層(13)上形成透明導(dǎo)電氧化物層(14);以及 在所述透明導(dǎo)電氧化物層(14 )上形成光伏異質(zhì)結(jié)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述高折射率層(11)包含二氧化鈦、氧化錫、氧化鋅、氧化鋅錫、氧化銦、氧化鉿、五氧化二鉭、氧化銀、氧化錯(cuò)、氧化釔、氧化鐿、氮化娃、氮 化鋁或其混合物。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述低折射率層(13)包含二氧化硅、氟化鎂、氟化鋰、氟化鈣、氟化鈉、其他I族或II族氟化物或其混合物。
全文摘要
一般提供薄膜光伏裝置(10)。在一個(gè)實(shí)施例中，該裝置(10)包括玻璃基板(12)上的高折射率層(11)(例如，具有約2或更大的折射率)和高折射率層(11)上的低折射率層(13)(例如，具有約1.5或更小的折射率)。透明導(dǎo)電氧化物層(14)位于該低折射率層(13)上，以及光伏異質(zhì)結(jié)(例如，硫化鎘層(18)和碲化鎘層(20))位于該透明導(dǎo)電氧化物層(14)上。在備選實(shí)施例中，該裝置(10)可包括玻璃基板(12)上的低折射率層(13)和低折射率層(13)上的高折射率層(11)。一般還提供用于制造這種薄膜光伏裝置(10)的方法。
文檔編號(hào)H01L31/073GK102810572SQ201210172338
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者R.D.戈斯曼 申請(qǐng)人:初星太陽能公司