SA2992B1

Transparent front electrode for use in photovoltaic device and method of making same

Abstract

The invention relates to a front electrode/contact for use in an electronic device such as a photovoltaic device. In some representative embodiments, the front electrode of a photovoltaic device or similar comprises a multilayer coating comprising at least one transparent conductive oxide (TCO) layer (e.g., a layer made of or including On a material such as tin oxide, ITO, zinc oxide, or the like) and/or a metallic IR reflecting layer and at least one conductor (e.g., a silver-based layer, gold, or the like). that). In some exemplary cases the multilayer front electrode coating material may comprise one or more conductive metal(s) oxide layer(s) and one or more essentially metallic layers A substantially metallic metallic IR reflecting layer(s) that is conductive in order to reduce visible light reflection, increase conductivity, reduce manufacturing costs, and/or increase the ability to reflect infrared (IR) radiation. At least one of the glass substrate surfaces may be mounted in certain representative embodiments of this invention.

Term

No projected expiry on record.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Today

12 claims: 12 independent, 0 dependent

  1. 1
    2 2 2 23 1- A photovoltaic device that includes:a largely permeable front glass substrate (1);Starting from the glass substrate and moving outward: A first layer (2a) comprising one or more of silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, and/or tin oxide;a second layer (2b) comprising niobium oxide, wherein the first layer (2a) is located at least between the front substrate (1) and the second layer (2b);A third layer (2C) comprising zinc oxide and/or zinc aluminum oxide;A conductive layer (4C) comprising silver from about 3 to 12 nm thick, where at least a third layer (2C) is provided between the layers. conductor (4c) containing silver and the second layer (2b);Where the first layer (2a) has a refractive index (n) ranging from about 1.7 to 2.2, and the second layer (2b) has a refractive index (n) ranging from about 2.2 to 2.6, and where the second layer (2b) has The refractive index (n) is greater than that of the first layer (2a);A film (4e) of conductive oxide (TCO) is provided between the conductive layer (4c) comprising silver. silver and a semiconductor film (5) for a photovoltaic device;Wherein the layer stack comprising said first layer, said second layer, said third layer, and said conductive layer comprising said silver and said TCO is provided on an inner surface (1b) of the front glass substrate (1) facing the semiconductor film ( 5), and an outer surface (1a) of the front glass substrate (1) facing incident light shall be mounted such that It works to reduce the reflection loss of incidental solar flux and increase the absorption of photons in the semiconductor membrane. 4 2 2 2 23 1- جهاز ڤٌلطائي ضوئي photovoltaic device يشتمل على: ركيزة زجاجية أمامية front glass substrate منفذة إلى حد كبير (1)؛ وبدءاً من الركيزة الزجاجية glass substrate وعند الاتجاه للخارج: طبقة أولى (2أ) تشتمل على واحد أو أكثر من بين silicon nitride ، silicon oxide ، silicon oxynitride ، و/ أو tin oxide ؛ طبقة ثانية (2ب) تشتمل على niobium oxide ، حيث تتواجد الطبقة الأولى (2أ) على الأقل بين الركيزة الأمامية (1) والطبقة الثانية (2ب)؛ طبقة ثالثة (2ج) تشتمل على zinc oxide و/ أو zinc aluminum oxide ؛ طبقة موصلة (4ج) تشتمل على فضة يتراوح سمكها من حوالي 3 إلى 12 نانو متر، حيث يتم توفير الطبقة الثالثة (2ج) على الأقل بين الطبقة الموصلة (4ج) التي تشتمل على الفضة silver والطبقة الثانية (2ب)؛ حيث تكون الطبقة الأولى (2أ) ذات معامل انكسار refractive index (n) يتراوح من حوالي 1.7 إلى 2.2، والطبقة الثانية (2ب) ذات معامل انكسار refractive index (n) يتراوح من حوالي 2.2 إلى 2.6، وحيث تكون الطبقة الثانية (2ب) ذات معامل انكسار refractive index (n) أكبر من الطبقة الأولى (2أ)؛ و غشاء (4هـ) من أكسيد موصل منفذ (TCO) يتم توفيره بين الطبقة الموصلة (4ج) التي تشتمل على الفضة silver وغشاء (5) من أشباه الموصلات للجهاز الفلطائي الضوئي؛ حيث يتم توفير كومة الطبقة التي تشتمل على الطبقة الأولى المذكورة، و الطبقة الثانية المذكورة، و الطبقة الثالثة المذكورة، والطبقة الموصلة المذكورة التي تشتمل على الفضة silver وTCO المذكور على سطح داخلي (1ب) للركيزة الزجاجية الأمامية (1) المواجهة للغشاء شبه الموصل Semiconductor (5)، وسطح خارجي (1أ) للركيزة الزجاجية الأمامية (1) المواجهة للضوء العارض يكون مُركباً بحيث يعمل على تقليل فاقد انعكاس التدفق الشمسي العارض وزيادة امتصاص الفوتونات في الغشاء شبه الموصل Semiconductor . 4
  2. 2
    2- The photovoltaic device (PV) device according to protection item No. 1, where the value of the average surface roughness of the outer textured surface (1a) of the front glass substrate (1) ranges from about 0.5 to 20 micrometers. About 1-10 micrometres is best. 2- الجهاز الڤٌلطائي الضوئي photovoltaic (PV) device وفقاً لعنصر الحماية رقم 1، حيث تتراوح قيمة متوسط خشونة السطح average surface roughness الخارجي textured surface (1أ) للركيزة الزجاجية الأمامية (1) من حوالي 0.5 إلى 20 ميكرو متر. والأفضل من حوالي 1-10 ميكرو متر.
  3. 3
    3- The photovoltaic (PV) device according to Protection Clause No. 1, where the TCO (4e) membrane includes one or more of zinc oxide, zinc aluminum oxide, tin oxide, indium zinc oxide, indium tin oxide, and zinc gallium. aluminum oxide. 3- الجهاز الڤٌلطائي الضوئي photovoltaic (PV) device وفقاً لعنصر الحماية رقم 1، حيث يشتمل غشاء TCO (4هـ) على واحد أو أكثر من بين zinc oxide ، zinc aluminum oxide ، tin oxide ، indium zinc oxide ، indium tin oxide ، و zinc gallium aluminum oxide .
  4. 4
    4- The photovoltaic (PV) device according to protection element No. 1, which also includes a protective layer (4f) provided between the TCO membrane and the semiconductor membrane. 4- الجهاز الڤٌلطائي الضوئي photovoltaic (PV) device وفقاً لعنصر الحماية رقم 1، حيث يشتمل أيضاً على طبقة واقية (4و) يتم توفيرها بين الغشاء TCO والغشاء المصنع من أشباه الموصلات.
  5. 5
    5- The photovoltaic device (PV) device according to protection element No. 1, where the semiconductor membrane (5) includes a first layer containing CdS and a second layer containing CdTe. 5- الجهاز الڤٌلطائي الضوئي photovoltaic (PV) device وفقاً لعنصر الحماية رقم 1، حيث يشتمل الغشاء المصنع من أشباه الموصلات (5) على طبقة أولى تشتمل على CdS وطبقة ثانية تشتمل على CdTe.
  6. 6
    6- The photovoltaic device (PV) device according to protection item No. 1, where the TCO (4e) membrane includes a first and second layer that is manufactured or includes different metal oxides. 6- الجهاز الڤٌلطائي الضوئي photovoltaic (PV) device وفقاً لعنصر الحماية رقم 1، حيث يشتمل الغشاء TCO (4هـ) على طبقتين أولى وثانية مصنعتين أو تشتملان على أكاسيد معدنية metal oxides مختلفة.
  7. 7
    7- The photovoltaic (PV) device according to protection element No. 1, where the second layer (2b) includes oxide titanium. 7- الجهاز الڤٌلطائي الضوئي photovoltaic (PV) device وفقاً لعنصر الحماية رقم 1، حيث تشتمل الطبقة الثانية (2ب) على oxide titanium .
  8. 8
    8- The photovoltaic (PV) device according to protection item No. 1, where the first layer (2a) includes one or more of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride. 3 8- الجهاز الڤٌلطائي الضوئي photovoltaic (PV) device وفقاً لعنصر الحماية رقم 1، حيث تشتمل الطبقة الأولى (2أ) على واحد أو أكثر من بين silicon oxide ، silicon nitride ، وsilicon oxynitride . 3
  9. 9
    9- The photovoltaic (PV) device in accordance with Claim No. 1, which also includes a layer containing NiCr oxide and/or Ti oxide located above and in direct contact with the conductive layer containing silver. 9 9- الجهاز الڤٌلطائي الضوئي photovoltaic (PV) device وفقاً لعنصر الحماية رقم 1، حيث يشتمل أيضاً على طبقة تشتمل على أكسيد NiCr و/ أو أكسيد Ti تتواجد فوق الطبقة الموصلة المشتملة على الفضة silver وتتلامس معها مباشرة. 9
  10. 10
    10- The photovoltaic (PV) device in accordance with Protection Clause No. 1, wherein the front substrate (1) and all layers of the photovoltaic (PV) device on the front side of the semiconductor membrane (5) collectively have an IR reflection rate of At least about 45% in at least a fairly large portion of the IR wavelength range of about 1400-2300 nm, or where the front substrate (1) and all layers of the device have The photovoltaic (PV) device on the front side of the semiconductor film (5) has a combined IR reflection rate of at least about 45% in at least most of the IR wavelength range of about 1000-2500 nm. 2 10- الجهاز الڤٌلطائي الضوئي photovoltaic (PV) device وفقاً لعنصر الحماية رقم 1، حيث يكون للركيزة الأمامية (1) وجميع طبقات الجهاز الڤٌلطائي الضوئي photovoltaic (PV) device على جانب أمامي للغشاء المصنع من أشباه الموصلات (5) مجتمعة نسبة انعكاس للأشعة IR تبلغ حوالي 45٪ على الأقل في جزء كبير إلى حدٍ ما على الأقل من نطاق للطول الموجي للأشعة IR يتراوح من حوالي 1400- 2300 نانو متر، أو حيث يكون للركيزة الأمامية (1) وجميع طبقات الجهاز الڤٌلطائي الضوئي photovoltaic (PV) device على جانب أمامي للغشاء المصنع من أشباه الموصلات (5) مجتمعة نسبة انعكاس للأشعة IR تبلغ حوالي 45٪ على الأقل في معظم نطاق للطول الموجي للأشعة IR على الأقل يتراوح من حوالي 1000- 2500 نانو متر. 2
  11. 11
    11- The photovoltaic (PV) device according to Protection No. 1, where the semiconductor film (5) includes CdS and/or CdTe, or a-Si. 11- الجهاز الڤٌلطائي الضوئي photovoltaic (PV) device وفقاً لعنصر الحماية رقم 1، حيث يشتمل الغشاء المصنع من أشباه الموصلات (5) على CdS و/أو CdTe، أو a-Si.
  12. 12
    12- The photovoltaic device (PV) device according to protection item No. 1, wherein the aforementioned TCO (4e) membrane includes a first layer that includes a first metal oxide and a second layer that includes a second metal oxide, and the first layer of the TCO membrane has a resistance Considerably lower than that of the second layer of the TCO membrane, with the first layer of the TCO membrane located closer to the front substrate than the second layer of the TCO membrane. 12- الجهاز الڤٌلطائي الضوئي photovoltaic (PV) device وفقاً لعنصر الحماية رقم 1، حيث يشتمل الغشاء TCO (4هـ) المذكور على طبقة أولى تشتمل على أكسيد معدني metal oxide أول وطبقة ثانية تشتمل على أكسيد معدني metal oxide ثانٍ، ويكون للطبقة الأولى للغشاء TCO مقاومة أقل إلى حدٍ كبير من تلك التي للطبقة الثانية للغشاء TCO، وحيث تتواجد الطبقة الأولى للغشاء TCO أقرب إلى الركيزة الأمامية من الطبقة الثانية للغشاء TCO.