[发明专利]具有提高的效率的太阳能电池及其制备方法

说明书

表面的物理和化学特性可以经由无机前体通过将纳米颗粒、微球或纳米纹理结合至表面来控制。表面可以获得各种期望的特性，例如防反射、防雾、防结霜、UV阻挡和IR吸收，同时保持对可见光的透明度。微米材料或纳米材料还可用作蚀刻掩模，以使表面纹理化并经由其微纹理或纳米纹理来控制其物理和化学特性。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年8月3日提交的美国专利申请第15/668,227号，于2017年7月14日提交的美国临时专利申请第62/532,854号和于2017年1月6日提交的美国临时专利申请第62/443,558号的优先权，这三者全部通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开内容涉及多功能表面。更特别地，涉及通过纳米颗粒单层控制表面特性的方法。

附图说明

并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本公开内容的一个或更多个实施方案，并且与示例性实施方案的描述一起用于说明本公开内容的原理和实施。

图1是将纳米颗粒(NP)共价附接至基底的示意图。

图2示出了使用NP-SAM复合物通过阻挡来对表面的形貌进行改性的实例。

图3至6示出了具有不同官能化作用的纳米颗粒和基底的实例。

图7示出了具有多个制造步骤的工作站。

图8示出了在阻挡UV光的同时对可见光透明的示例性表面。

图9示出了用于UV阻挡和可见光透射的示例性表面。

图10示出了用于提高太阳能电池效率的示例性装置。

图11示出了作为波长的函数的示例性可用功率。

图12至13示出了两个电池的示例性频谱效率。

图14示出了示例性功率增强。

图15示出了与图13类似但是对于15％效率的Si电池的数据。

图16示出了与图14类似但是对于15％效率的Si电池的数据。

图17示出了模拟结构的暗电流-电压(I-V)曲线。

图18示出了AM 1.5G功率的功率密度。

图19至20示出了包含E_g＝0.67eV的半导体的模拟器件的电流-电压特性。

图21示出了太阳能电池与顶部结构之间的间隔物的实例。

图22示出了不同波长下的频谱效率的示例性概念。

图23示出了整体串联效率的示例性模拟。

图24示出了具有PV板以及顶部和底部吸收体的示例性结构。

图25示出了彼此间隔开并且彼此平行的导线阵列。

图26示出了微球的示例性的单层和纳米颗粒蚀刻掩模。

图27至28示出了示例性分级结构。

图29至30示出了结构的示例性阵列。

图31示出了可以包括在结构中的示例性要素。

图32至35示出了示例性光吸收结构。

图36示出了固体应用。

图37示出了具有纳米颗粒的层的显示器。

图38至39示出了在窗玻璃上吸收光的示例性层。

图40至41示出了示例性多结太阳能电池。