[发明专利]织构化玻璃上的多结构型薄膜硅太阳能电池

说明书

本申请根据35U.S.C.§119要求2010年9月3日提交的美国临时申请第61/379844号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。 

背景技术

领域 

本发明的实施方式一般地涉及太阳能电池或者位于具有织构化表面的基材上的所谓多结型例如硅串联型太阳能模块，即叠置光伏吸收器件。 

技术背景 

图1是本领域已知的串联结硅薄膜太阳能电池。该薄膜太阳能电池100通常包含依次堆叠在基材10上的第一或前电极12、一个或多个半导体薄膜p-i-n结（顶电池具有层14、16和18，底电池具有层20、22和）以及第二或背电极26。各个p-i-n结30、32或者薄膜光电转换单元包含i型层16、22，所述i型层16、22夹在p型层14、20与n型层18、24之间（p型=正掺杂的，n型=负掺杂的）。p型层和n型层可以是无定形或者微晶的。本文中基本为本征的应理解为未掺杂的或者基本没有展现出掺杂的结果。主要在所述i型层中发生光电转换，它因此也被称作吸收层。背电极上通常包含背面反射层28。 

取决于i型层16、22的结晶分数（结晶度），太阳能电池或者光电（转换）器件可表征为无定形（a-Si,16）或者微晶（μc-Si,22）太阳能电池，这与相邻p层和n层的结晶度类型无关。作为本领域的常识，微晶层应理解为在无定形基质中包含很大一部分晶体硅（所谓微晶）的层。p-i-n结的堆叠被称作串联或三结光伏电池。如图1所示，无定形与微晶p-i-n结的结合也被称作微形态串联电池。光（箭头34）通常从沉积基材一侧入射，从而基材在电池结构中作为覆材。 

图2示意性地显示了本领域已知的等离子体强化的化学气相沉积 （PECVD）沉积系统。基本来说，PECVD反应器200包含两个金属电极36、38，它们分别具有外表面36a、38a。电极在面内基本相互平行地相互分开排列。气源（未示出）为反应器200提供反应气体（或者气体混合物），在此基础上，通过射频放电产生等离子体。可以使用已知的泵送装置通过出口（图2中略去）抽出废气。通过至少一个与其中一个电极（此处为电极36）相连的射频源40产生射频放电。如图2所示，另一个电极38接地。可以对该电气方案做出变化，且该电气方案并非用于限制性的目的。 

可以在电极36和38之间延伸的内部加工空间42中观察到等离子体。可以在其中一个电极（图2中为下电极38）上放置基材11。所述基材11可以是厚度基本均匀的电介质板，其限定了PECVD反应器200操作过程中的内部加工空间42的下限，从而基材11受到等离子体放电的加工作用。基材11和电极36的相向表面之间的距离标为d；在操作时，表面朝向等离子体。 

太阳能电池/模块中负责光电作用的大多数层是在PECVD系统中沉积的。一个非常常见的应用是对具有某些结晶度的硅和硅化合物的掺杂和未掺杂层进行沉积。 

“市电同价”划出了所谓的替代能源发电的边界线，从该点出发，所述替代能源发电被认为与传统方式产生的能源有充分竞争力。这应通过提升太阳能电池的总体效率来实现，而太阳能电池总体效率的提升进一步降低了太阳能电力系统的安装成本。 

通过使所谓的薄膜串联结电池在工业上可行，实现了薄膜硅技术前进的重要一步。基于瑞士纳沙泰尔（Neuchatel）大学的Johannes Meier和Ulrich Kroll在90年代中期的研究工作，基于无定形硅的销结与另一个基于微晶硅的销结的结合已经成为令人感兴趣的科学领域。 

通常认为，捕光能力是高效薄膜太阳能电池的一个关键特性。捕光表示薄膜硅太阳能电池的吸光性的增加。所述捕光能力与短沉积时间的工业要求一起，限定了所有薄膜硅太阳能电池发展的主要目标。此类发展的第一个因素是太阳能电池的前透明导电氧化物（TCO）层，第二个因素（如下文所示）是底基材10上的表面结构；更确切来说，是如图1所示的基材10与前电极12之间的界面织构。