[发明专利]具有抗反射涂层的太阳能电池前电极

说明书

本发明涉及一种载体基底，特别应用于太阳能电池的构造尤其是太阳能电池的前电极。

根据本发明的内容，太阳能电池的前电极是光线穿过的两个电极中的第一个。

众所周知，在某些太阳能电池中电极由透明导电的氧化物(称做TCO)形成，例如特别是掺杂氟的氧化锡SnO₂:F，掺杂铝的氧化锌ZnO:Al(称做AZO)和ITO(混合的铟锡氧化物)。这些氧化物具有吸收可见光谱中的蓝色和大部分红外光谱的缺点，因此，一方面太阳光谱中的一部分不能转变为电能，另一方面，这也排除了使用某些在这些波长范围内敏感的光电材料。

此外，众所周知，SnO₂:F虽然在环境湿气中非常稳定，但是当在沉积例如硅或锗层的功能层的操作期间暴露于氢等离子体时，具有还原为金属锡形式的缺点，ITO层也有相同的缺点。另一方面，在氢等离子体中非常稳定的ZnO:Al，由于周围的湿气的影响在构造步骤之后迅速地被腐蚀，当储存玻璃产品时引起严重的问题。另外，就AZO而言，众所周知，为了导电其层必须处于结晶的状态，其缺点为要么对于由室温磁控溅射沉积的层需要进行退火操作，所述的操作构成增加了操作成本的附加步骤，要么需要高温沉积，使得沉积过程更加复杂和昂贵。

最终，形成电极的TCO具有的折射率(n＜1.9)与它们所接触的硅的折射率(n＝3.8)相差甚远。这意味着，为了减少发生在两种元件接触面之间的反射，TCO例如AZO或ITO的表面，不得不经历纳米组织化步骤，其表现为增加产品成本的附加操作。

总而言之，用来形成诸如太阳能电池玻璃体系的电极的透明导电氧化物，每种都具有不同程度的具体缺点。

本发明的目的是为了提供一种能够避免上述缺点的太阳能电池载体基底，其电极能够在所有的可见光谱和近红外光谱中实现导电功能，另外，其对于氢等离子体和环境湿气不敏感，以及其构造允许电极的导电功能与其他的功能分离，因此在选择材料方面给予了设计者极大的自由。

因此，本发明的一个主题是一种载体基底，包括：特别是具有玻璃功能的基底，至少在可见光和近红外范围内是透明的，和容纳至少在可见光和近红外范围内透明的导电电极，该电极载体基底用来和其他功能元件一起构成太阳能电池，该载体基底使得：

-电极包括具有亚毫米尺寸的由导电材料制备的开口微筛，并且优选由一个该开口微筛构成；和

-该微筛与至少轻微导电的抗反射涂层接触，该抗反射涂层面向其要接触的功能元件中的一个。

除了本发明可补救上述的多种缺点之外，应当注意到，由于其电极与使用金属氧化物的电极相比具有高导电性，其所支撑的抗反射层可以仅具有低的导电率。事实上，本发明使得将由前电极所提供的导电功能与分配到此的其他功能分离(换句话说，分开)变为可能。因此太阳能电池设计者在构造所述的电池时对材料的选择和它们的配置具有更多的自由选择。

因此本发明允许设计者使用除常规地与电极结合使用的金属氧化物以外的吸收体，从而使得将光电转换的范围特别地延伸到近红外变得可能。

在至少可见光和近红外线的范围内，本发明在辐射穿越载体基底的透射与载体基底电极的导电率之间达成较好的平衡成为了可能。这改善了太阳能电池的光电效率，其中根据本发明的载体基底被整合为正面，这归功于在这些元件有用的波长范围内优良的进入到太阳能电池吸收元件的辐射透射，和从吸收元件获得的优良的电荷收集，源于抗反射涂层和电极的导电率。

有益地，微筛可以基于金属或金属合金，特别是银或金。

根据一个具体实施方案，微筛包括多层薄膜叠片，该叠片至少包括金属第一层和一个在金属第一层之下、另一个在金属第一层之上的两个基于电介质的涂层，和紧密位于金属第一层之上并与之接触的保护性金属层。

微筛的开口优选在至少一个方向是非周期性分布的。所述的亚毫米尺寸开口的分布也将优选是随机的。

此外，抗反射涂层可以由多层叠片组成，所述多层叠片包括电介质材料制备的至少两个薄层，与玻璃基底接触和打算与功能元件接触的层分别具有与所述基底和所述元件的折射率相近的折射率。抗反射涂层的多层叠片可以由至少三个薄层组成，其折射率可以交替地高或低。