[发明专利]透明电极、光伏电池、电子器件及透明电极的制备方法

说明书

本申请涉及一种透明电极、光伏电池、电子器件及透明电极的制备方法。透明电极包括光学多层膜，具有负等效相对磁导率；以及电极层，与光学多层膜邻接，电极层由导电材料形成且具有小于等于110nm的层厚。上述透明电极可使光波在宽频、宽角度下仍具有较高的能量透射率，且该透明电极结构简单，可大大降低制备成本；除此之外，该透明电极的电极层层厚可以增大至110nm，从而有利于提升透明电极的导电性能。

技术领域

本发明涉及光伏电池技术领域，特别是涉及一种透明电极、光伏电池、电子器件以及透明电极的制备方法。

背景技术

目前，掺锡氧化铟(ITO)是应用最为广泛的透明电极材料。但铟、锡等材料存在自然储量少、制备工艺复杂、成本高、稳定性差等缺点，同时它还具有一定的毒性。美国和英国公布铟的职业接触限值为0.1mg/m3，过多接触铟会危害身体健康，因此限制了其在太阳能电池、液晶显示器等器件上的应用。

氧化锌(ZnO)作为Ⅱ-Ⅵ族n型半导体材料，正成为ITO的替代品，其室温下的直接光学带隙为3.37eV，具有良好的导电性和透光性。ZnO薄膜具有价格低廉、原料丰富、对人体无害等优势，但其导电性能尚需提高。

另一方面，由于银具有非常好的导电性能，因此基于银线阵列或银线网络可以设计出性能优良的透明电极，但银线阵列设计和制备比较复杂，这增加了透明电极的设计成本。此外，银线阵列的设计也会影响透明电极整体的导电性能。

发明内容

基于此，有必要针对传统透明电极中的银线阵列或银线网络设计复杂、制备成本较高的问题，提供一种改进的透明电极。

一种透明电极，包括：

光学多层膜，具有正等效相对介电常数和负等效相对磁导率；以及，

电极层，与所述光学多层膜邻接，所述电极层由导电材料形成且具有小于等于110nm的层厚。

上述透明电极，通过将具有正等效相对介电常数和负等效相对磁导率的所述光学多层膜与所述电极层邻接，可使所述透明电极形成互补材料，使光波在宽频、宽角度下仍具有较高的能量透射率，且该透明电极结构简单，可大大降低其制备成本；除此之外，所述电极层的层厚可以达到110nm，从而有利于提升所述透明电极的导电性能。

在其中一个实施例中，所述透明电极满足下列关系式：

ε_ed_e+ε_cd_c＝0；

μ_ed_e+d_c＝0；

其中，所述光学多层膜的等效相对介电常数为ε_e，所述光学多层膜的等效相对磁导率为μ_e，所述光学多层膜的厚度为d_e，所述电极层的相对介电常数为ε_c，所述电极层的厚度为d_c。

在其中一个实施例中，所述光学多层膜由至少一组具有轴对称性质的多层膜组沿所述光学多层膜光波入射表面的法线方向邻接排布形成，所述多层膜组的对称轴与其排布方向垂直。

在其中一个实施例中，所述具有轴对称性质的多层膜组包括两层第一光学膜以及设于该两层第一光学膜之间的第二光学膜，所述第一光学膜的折射率和所述第二光学膜的折射率不同。

在其中一个实施例中，所述第一光学膜的厚度范围为100nm～200nm，所述第二光学膜的厚度范围为50nm～100nm。

在其中一个实施例中，所述第一光学膜的厚度范围为123nm～135nm，所述第二光学膜的厚度范围为59nm。

在其中一个实施例中，所述多层膜组的组数小于或等于一预设组数。