[发明专利]用于太阳能电池的高雾度底层

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年3月12日提交的美国临时专利No.61/777182的优先权，其以其整体通过引用并入本文。

发明背景

1.发明领域

本发明大体涉及太阳能电池，且在一具体实施方式中涉及具有改进的底层结构的非晶硅薄膜太阳能电池。

2.技术考虑

常规的非晶硅薄膜太阳能电池通常包括玻璃基板，其上方提供透明导电氧化物(TCO)接触层和具有p-n结的非晶硅薄膜活性层。后金属层充当反射器和背接触。TCO具有不规则表面以增加光散射。在太阳能电池中，使用光散射或“雾度”来捕获电池活性区中的光。电池中捕获的光越多，可获得的效率越高。然而，雾度不可大至对光穿过TCO的透明度造成不利影响。因此，光捕获是尝试改进太阳能电池效率时的重要问题且在薄膜电池设计中尤为重要。然而，利用薄膜器件，该光捕获更加困难，这是由于层厚度远远薄于先前已知单晶器件中的那些。随着膜厚度减小，它们倾向形成(tend toward)主要具有平行表面的涂层。该等平行表面通常无法提供大量光散射。

薄膜太阳能电池的另一重要特征是TCO的表面电阻率。当辐照电池时，辐照所产生的电子移动穿过硅且进入透明导电氧化物层中。电子尽可能快地移动穿过导电层的光电转换效率是重要的。即，期望透明导电层的表面电阻率是低的。还期望透明导电层高度透明以容许最大量的太阳能辐射传至硅层。

因此，期望提供用于太阳能电池的增强穿过透明导电氧化物层的电子流、同时还增强太阳能电池的光散射及透明度特征的涂层配置(coating configuration)。

发明概述

硅薄膜太阳能电池包含基板和在基板的至少一部分上形成的底涂层。底涂层包含包含氧化锡的连续第一层；和包含Sn、P和Si中至少两者的氧化物的第二层。在第一涂层的至少一部分上形成导电涂层，其中导电涂层包含Zn、Fe、Mn、Al、Ce、Sn、Sb、Hf、Zr、Ni、Zn、Bi、Ti、Co、Cr、Si或In中一或多者的氧化物或这些材料中两者或更多者的合金。在优选实施方式中，第一层由未经掺杂氧化锡的连续层组成。

在一具体太阳能电池中，基板为玻璃，第一层包含具有范围在10nm至25nm的厚度的连续氧化锡层。第二层包含具有范围在10nm至40nm的厚度且具有范围在1摩尔％至40摩尔％、例如小于20摩尔％的氧化锡的二氧化硅、氧化锡和三氧化二磷(phosphorous oxide)之混合物。导电涂层包含具有大于470nm的厚度的氟掺杂氧化锡。

太阳能电池具有基板和在基板的至少一部分上形成的底涂层。底涂层包括氧化锡的连续第一层和具有Sn、P和Si的氧化物的第二层。在底涂层的至少一部分上形成透明导电涂层。第二层包括上表面上造成导电涂层的不均匀晶体生长的突出物。

经涂覆制品包含玻璃基板和在基板的至少一部分上形成的底涂层。底涂层包括包含具有范围在10nm至25nm厚度的氧化锡的连续第一层和包含Sn、P和Si的氧化物的第二层。第二层包含50至60原子％的硅、12至16原子％的锡和25至30原子％的磷。在底涂层的至少一部分上形成包含氟掺杂氧化锡的透明导电涂层。第二层包括上表面上造成导电涂层的不均匀晶体生长的突出物。

附图简述

在结合附图考虑时，由以下描述将获得本发明的完整理解。

图1是包含本发明底涂层的太阳能电池基板的侧面剖视图(未按比例)；和

图2是具有本发明底涂层的太阳能电池基板的侧视图(未按比例)。

优选实施方式的描述