用于太陽能電池和模塊的透明覆蓋層的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏太陽能電池和太陽能模塊。更具體地，本發(fā)明涉及用于太陽能模塊的透明覆蓋層及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池是從太陽光直接產(chǎn)生電流的發(fā)電裝置。多個(gè)太陽能電池可通過各自的互連結(jié)構(gòu)而連接以形成太陽能電池模塊?？梢赃B接多個(gè)模塊以形成陣列。
[0003]一些太陽能電池裝置包括太陽能電池上方的保護(hù)覆蓋層。太陽光穿過保護(hù)覆蓋層到達(dá)下面的太陽能電池以通過光伏效應(yīng)被轉(zhuǎn)化成電流。穿過保護(hù)覆蓋層的光學(xué)透射率影響太陽能電池裝置的效率。例如，太陽能電池產(chǎn)生的電量取決于穿過保護(hù)覆蓋層并且到達(dá)太陽能電池的吸收層的光量。此外，透射光的傳輸長度決定了它穿過吸收層的傳輸距離。
[0004]由于反射、折射和吸收所引起的穿過覆蓋層的光損耗減少了到達(dá)太陽能電池尤其是到達(dá)吸收層的光量。例如，對(duì)于玻璃保護(hù)覆蓋層而言，在垂直入射下，空氣/玻璃界面處的反射率為約4%至5%。因此，穿過保護(hù)覆蓋層的光損耗降低了太陽能裝置的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于制造太陽能電池的方法，包括:提供襯底；在所述襯底上方沉積背面接觸層、吸收層和緩沖層以形成光伏子結(jié)構(gòu)；形成與所述光伏子結(jié)構(gòu)分離的透明覆蓋層，所述透明覆蓋層包括:透明層，和等離子體納米結(jié)構(gòu)層，與所述透明層接觸；以及將所述透明覆蓋層粘附在所述光伏子結(jié)構(gòu)的頂部上。
[0006]在該方法中，所述透明覆蓋層還包括抗反射涂層。
[0007]在該方法中，所述光伏子結(jié)構(gòu)還包括:位于所述緩沖層和所述透明覆蓋層之間的透明導(dǎo)電氧化物(TCO )層。
[0008]在該方法中，所述粘附的步驟包括:在所述光伏子結(jié)構(gòu)上方沉積粘膜；以及在所述粘膜上設(shè)置所述透明覆蓋層。
[0009]在該方法中，所述形成的步驟包括:沉積與所述透明層接觸的所述等離子體納米結(jié)構(gòu)層。
[0010]在該方法中，所述形成的步驟包括:沉積與所述透明層接觸的金屬層；以及對(duì)所述金屬層和所述透明層進(jìn)行退火以形成所述等離子體納米結(jié)構(gòu)層。
[0011]在該方法中，在介于約200°C至約500°C之間的溫度下對(duì)所述金屬層和所述透明層進(jìn)行退火。
[0012]在該方法中，順序執(zhí)行所述提供、沉積、形成和粘附的步驟。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于太陽能電池的透明覆蓋層，包括:透明層，位于光伏子結(jié)構(gòu)上方；以及等離子體納米結(jié)構(gòu)層，與所述透明層接觸。
[0014]在該透明覆蓋層中，所述等離子體納米結(jié)構(gòu)層包括金屬或金屬氧化物。
[0015]在該透明覆蓋層中，所述等離子體納米結(jié)構(gòu)層包括金屬納米粒子。
[0016]在該透明覆蓋層中，所述等離子體納米結(jié)構(gòu)層包括選自Au、Ag、Pt、Al、Cu或它們的組合的金屬。
[0017]在該透明覆蓋層中，所述等離子體納米結(jié)構(gòu)層包括尺寸介于約5nm至約300nm之間的納米粒子。
[0018]在該透明覆蓋層中，所述等離子體納米結(jié)構(gòu)層位于所述透明層的頂部。
[0019]在該透明覆蓋層中，所述等離子體納米結(jié)構(gòu)層位于所述透明層的下方。
[0020]在該透明覆蓋層中，所述等離子體納米結(jié)構(gòu)層在所述透明層內(nèi)。
[0021]在該透明覆蓋層中，所述等離子體納米結(jié)構(gòu)層包括多個(gè)等離子體納米結(jié)構(gòu)層。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種太陽能模塊，包括:多個(gè)太陽能電池；以及透明覆蓋層，用透明粘膜粘接在所述多個(gè)太陽能電池的頂部上，所述透明覆蓋層包括:透明層；和等離子體納米結(jié)構(gòu)層，與所述透明層接觸。
[0023]在該太陽能模塊中，所述透明覆蓋層包括玻璃，并且所述等離子體納米結(jié)構(gòu)層包括金屬納米粒子。
[0024]在該太陽能模塊中，所述透明覆蓋層還包括抗反射涂層。
【附圖說明】
[0025]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，從下面的詳細(xì)描述可以更好地理解本發(fā)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，根據(jù)普遍實(shí)踐，不必按比例繪制附圖中的各個(gè)部件。相反，為了清楚起見，可任意擴(kuò)大或縮小各個(gè)部件的尺寸。在整個(gè)說明書和附圖中，相似的標(biāo)號(hào)表示相似的部件。
[0026]圖1是制造本發(fā)明描述的太陽能電池裝置的方法的流程圖。
[0027]圖2A是本發(fā)明描述的針對(duì)圖1的步驟100的方法的流程圖。
[0028]圖2B是本發(fā)明描述的針對(duì)圖1的步驟200的方法的流程圖。
[0029]圖2C是本發(fā)明描述的針對(duì)圖1的步驟200的方法的流程圖。
[0030]圖2D是本發(fā)明描述的針對(duì)圖1的步驟300的方法的流程圖。
[0031]圖3A是本發(fā)明描述的太陽能電池裝置的截面的示意圖。
[0032]圖3B是本發(fā)明描述的太陽能電池裝置的截面的示意圖。
[0033]圖4是本發(fā)明描述的透明覆蓋層的截面示意圖。
[0034]圖5是本發(fā)明描述的透明覆蓋層的截面示意圖。
[0035]圖6是本發(fā)明描述的透明覆蓋層的截面示意圖。
[0036]圖7是本發(fā)明描述的透明覆蓋層的截面示意圖。
[0037]圖8是本發(fā)明描述的透明覆蓋層的截面示意圖。
[0038]圖9是本發(fā)明描述的透明覆蓋層的截面示意圖。
[0039]圖10是本發(fā)明描述的透明覆蓋層的截面示意圖。
[0040]圖11是本發(fā)明描述的透明覆蓋層的截面示意圖。
[0041]圖12是本發(fā)明描述的透明覆蓋層的截面示意圖。
[0042]圖13是本發(fā)明描述的太陽能模塊的分解圖。
[0043]圖14是本發(fā)明描述的太陽能面板的分解圖。
[0044]圖15是示出了傳統(tǒng)的覆蓋層和本發(fā)明描述的透明覆蓋層的透射率數(shù)據(jù)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]在說明書中，諸如“下方”、“上方”、“水平的”、“垂直的”、“在…上方”、“在…下方”、“向上”、“向下”、“頂部”和“底部”的相對(duì)關(guān)系術(shù)語及其衍生詞(例如，“向下地”、“向上地”等)應(yīng)該解釋為指如隨后所述的或者如論述中的附圖所示的方位。這些相對(duì)術(shù)語是為了便于描述，而不要求以特定的方位構(gòu)造或操作裝置。除非另有明確描述，否則諸如“連接”和“互連”的關(guān)于接合、連接等的術(shù)語是指其中一個(gè)結(jié)構(gòu)直接或通過插入結(jié)構(gòu)間接地固定或接合至另一結(jié)構(gòu)的關(guān)系以及兩者都是可移動(dòng)的或剛性的接合或關(guān)系。
[0046]本發(fā)明提供了改進(jìn)的光伏太陽能電池裝置以及用于制造該裝置和子結(jié)構(gòu)的方法。具體地，本發(fā)明提供了采用捕光能力增強(qiáng)的透明覆蓋層以提高太陽能電池的模塊效率的方法。如本發(fā)明中所使用的，關(guān)于子結(jié)構(gòu)或材料的術(shù)語“透明”是指具有使光傳輸穿過子結(jié)構(gòu)或材料的性質(zhì)，并且包括將入射在子結(jié)構(gòu)或材料的表面上的全部的、基本上全部的或部分的入射光傳輸。
[0047]本發(fā)明公開的透明覆蓋層具有增強(qiáng)的光學(xué)性質(zhì)，利用局部表面等離子體共振(LSPR)以引起光的前向散射并且增大入射光穿過透明覆蓋層的傳輸距離。增強(qiáng)的光學(xué)性質(zhì)增加了穿過透明覆蓋層到達(dá)太陽能電池的吸收層的光量，增大了穿過吸收層的光的傳輸長度，并且提高了裝置的總效率。此外，本發(fā)明公開的透明覆蓋層與太陽能電池或太陽能模塊組合在一起而不會(huì)損害太陽能電池子結(jié)構(gòu)。
[0048]圖1中提供了根據(jù)本發(fā)明的用于制造太陽能電池和太陽能模塊裝置的方法