用于透明光伏器件的多层透明电极的方法和系统技术方案

一种透明光伏器件，包括透明衬底和联接到透明衬底的透明底部电极。透明光伏器件还包括联接到透明底部电极的有源层以及透明多层顶部电极，该透明多层顶部电极包括联接到有源层的籽晶层和联接到籽晶层的金属层。透明光伏器件的特征在于具有大于25％的平均可见光透射率(AVT)和小于100Ohm/sq的顶部电极薄层电阻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于透明光伏器件的多层透明电极的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求于2018年9月14日提交的名称为“用于透明光伏器件的多层透明电极的方法和系统”的第62/731,600号美国临时专利申请的优先权，其公开内容在此通过引用以整体并入本文中以用于所有目的。
技术介绍
对能够集成到住宅和摩天大楼中的建筑玻璃、汽车玻璃以及用于台式监视器、膝上型或笔记本计算机、平板计算机、移动电话、电子阅读器等中的显示屏中的透明光伏器件的兴趣日益增长。透明光伏器件可以包括透射可见光波长并且可以选择性地吸收紫外(Ultraviolet，UV)和近红外(Nearinfrared，NIR)波长的光的活性材料。对于建筑玻璃应用，存在着对表现出平均可见光透射率(AverageVisibleTransmission，AVT)与太阳光透射分数(fractionofsolartransmission,Tsol)的高比率、高选择性(定义为AVT与太阳热增益系数(SolarHeatGainCoefficient，SHGC)的比率)和低发射率值的改进的透明光伏器件的需求。
技术实现思路
根据本专利技术的一些实施例，可以包括一个或多个离散金属层的多层顶部电极被用于透明光伏器件中，以改善器件中的NIR反射，该NIR反射会降低Tsol、SHGC和器件发射率。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种透明光伏器件。透明光伏器件包括透明衬底和联接到透明衬底的透明底部电极。透明光伏器件还包括透明多层顶部电极和联接到透明底部电极的有源层，该透明多层顶部电极包括联接到有源层的籽晶层和联接到籽晶层的金属层。透明光伏器件的特征在于具有大于25％的平均可见光透射率(AVT)和小于100Ohm/sq(欧姆/平方)的顶部电极薄层电阻。在具体实施例中，AVT与透射太阳光辐射分数之比(AVT/Tsol)大于1.3且小于或等于2.5。根据本专利技术的另一个实施例，提供了一种透明光伏器件。透明光伏器件包括透明衬底和联接到透明衬底的透明底部电极。透明光伏器件还包括透明多层顶部电极和联接到透明底部电极的有源层。透明多层顶部电极包括沉积在有源层上的籽晶层、沉积在籽晶层上的第一金属层、沉积在第一金属层上的互连层以及沉积在互连层上的第二金属层。透明光伏器件的特征在于大于25％的平均可见光透射率(AVT)和小于100Ohm/sq的顶部电极薄层电阻。在具体实施例中，AVT与透射太阳辐射分数(fractionoftransmittedsolarradiation)之比(AVT/Tsol)大于1.7且小于或等于2.5。根据本专利技术的一个具体实施例，提供了一种包括透明光伏器件的绝缘玻璃单元(InsulatedGlassUnit，IGU)。IGU包括第一玻璃窗(firstglazing)和与第一玻璃窗相对的第二玻璃窗(secondglazing)。透明光伏器件设置在第一玻璃窗和第二玻璃窗之间，并且包括透明衬底、联接到透明衬底的透明底部电极、联接到透明底部电极的有源层、以及透明多层顶部电极。透明多层顶部电极包括联接到有源层的电荷选择性籽晶层(chargeselectiveseedlayer)和联接到电荷选择性籽晶层的金属层。绝缘玻璃单元具有大于25％的平均可见光透射率(AverageVisibleTransmission，AVT)。在一些实施例中，IGU的特征在于选择性大于1.3且小于或等于2.5，但是本专利技术并不必需如此。根据一些实施例，光伏器件包括透明衬底、联接到透明衬底的透明底部电极、联接到透明底部电极的有源层(其可以包括串叠型电池或多结电池)、以及透明顶部电极。透明底部电极可包括第一透明导电氧化物层、第二金属层和第二透明导电氧化物层。在一些实施例中，有源层在可见光波长范围内是透明的，并且有源层可以包括在NIR中具有选择性吸收的有机小分子半导体。透明顶部电极包括联接到有源层的籽晶层和联接到籽晶层的金属层，该籽晶层可以是电荷选择性籽晶层。籽晶层可以包括HAT-CN、TPB1:C60、氧化铟锡(ITO)、ZnO、SnO2、锑掺杂氧化锡(AntimonydopedTinOxide，ATO)、铝掺杂氧化锌(Aluminum-dopedZinc-Oxide，AZO)、铟掺杂氧化镉、氟掺杂氧化锡(FluorinedopedTinOxide，FTO)中的一者或其组合，并且可以具有0.1nm至100nm范围内的籽晶层厚度。金属层可以包括Ag、Au、Al、Sn或Cu中的至少一者。在一些实施例中，金属层包括Ag、Au、Sn、Al、Cu的合金或其组合的合金，例如Al掺杂的Ag或Sn掺杂的Ag。金属层具有3μm至30μm范围内的厚度。透明顶部电极还可以包括联接到金属层的抗反射层。光伏器件的特征在于，AVT值大于25％，顶部电极薄层电阻小于100Ohm/sq。AVT可以大于35％、大于45％、或大于60％。根据另一些实施例，透明光伏器件包括透明衬底、联接到透明衬底的透明底部电极、联接到透明底部电极的有源层、以及透明顶部电极。透明顶部电极包括联接到有源层的籽晶层、联接到籽晶层的第一金属层、联接到第一金属层的互连层(例如透明导电氧化物)、以及联接到互连层的第二金属层。光伏器件的特征在于，AVT大于25％，且顶部电极薄层电阻小于100Ohm/sq。有源层可以包括透明有机或无机材料。互连层具有5μm至120μm范围内的厚度。第一金属层和第二金属层中的每一者可具有3μm至30μm范围内的厚度。籽晶层可以是电荷选择性的。作为示例，籽晶层可以包括HAT-CN、TPB1:C60、氧化铟锡(ITO)、ZnO、SnO2、锑掺杂氧化锡(AntimonydopedTinOxide，ATO)、铝掺杂氧化锌(Aluminum-dopedZinc-Oxide，AZO)、铟掺杂氧化镉、氟掺杂氧化锡(FluorinedopedTinOxide，FTO)中的一者或其组合。顶部电极还可以包括联接到第二金属层的抗反射层。透明底部电极可以包括透明导电氧化物。在其他实施例中，透明底部电极包括第一透明籽晶层(例如，透明导电氧化物或透明氧化物)、第三金属层和电荷选择性层(例如，透明导电氧化物或透明氧化物)。根据一些其他实施例，一种光伏器件包括：透明衬底、联接至透明衬底的透明底部电极、(一个或多个)有源层以及多层顶部电极，该(一个或多个)有源层包括单个结或通过联接至透明底部电极的电荷复合区连接的多个结。多层顶部电极包括联接到该(一个或多个)有源层的电荷选择性籽晶层和联接到电荷选择性籽晶层的金属层。光伏器件的特征在于，AVT大于25％，且顶部电极薄层电阻(sheetresistance)小于约100Ohm/sq。有源区可以包括单个结或通过电荷复合区连接的多个结。在一个实施例中，有源区包括在NIR中具有选择性吸收的有机小分子半导体。透明多层顶部电极可以包括联接到金属层的互连层和联接到互连层的第二金属层。透明多层顶部电极还可以包括联接到第二金属层的抗反射层。在一个实施例中，透明多层顶部电极包括一个或多个附加互连层和一个或多个附加金属层，该一个或多个附加互连层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透明光伏器件，包括：/n透明衬底；/n联接到所述透明衬底的透明底部电极；/n联接到所述透明底部电极的有源层；以及/n透明多层顶部电极，包括：/n联接到所述有源层的籽晶层；以及/n联接到所述籽晶层的金属层；/n其中，所述透明光伏器件的特征在于具有大于25％的平均可见光透射率(AVT)和小于100Ohm/sq的顶部电极薄层电阻。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180914 US 62/731,6001.一种透明光伏器件，包括：
透明衬底；
联接到所述透明衬底的透明底部电极；
联接到所述透明底部电极的有源层；以及
透明多层顶部电极，包括：
联接到所述有源层的籽晶层；以及
联接到所述籽晶层的金属层；
其中，所述透明光伏器件的特征在于具有大于25％的平均可见光透射率(AVT)和小于100Ohm/sq的顶部电极薄层电阻。


2.如权利要求1所述的透明光伏器件，其特征在于：
所述籽晶层沉积在所述有源层上；以及
所述金属层沉积在所述籽晶层上。


3.如权利要求1所述的透明光伏器件，其特征在于，所述AVT与透射太阳辐射分数之比(AVT/Tsol)大于1.3且小于或等于2.5，并且发射率小于0.2。


4.如权利要求1所述的透明光伏器件，其特征在于，所述籽晶层是电荷选择性的。


5.如权利要求1所述的透明光伏器件，其特征在于，所述籽晶层包括TPBi：C60、ZnO或它们的一些组合。


6.如权利要求1所述的透明光伏器件，其特征在于，所述籽晶层具有0.1nm至100nm范围内的厚度，并且所述金属层具有3nm至30nm范围内的厚度。


7.如权利要求1所述的透明光伏器件，其特征在于，所述透明多层顶部电极还包括沉积在所述金属层上的抗反射层。


8.如权利要求1所述的透明光伏器件，其特征在于，所述有源层包括通过一个或多个电荷复合区连接的串叠型电池。


9.如权利要求1所述的透明光伏器件，其特征在于，所述有源层在可见光波长范围内是透明的，并且在UV或NIR中展现出选择性吸收。


10.如权利要求1所述的透明光伏器件，其特征在于，所述透明底部电极包括：
第一透明籽晶层；
沉积在所述籽晶层上的第二金属层；以及
沉积在所述金属层上的第二透明电荷选择性层。


11.一种透明光伏器件，包括：
透明衬底；
联接到所述透明衬底的透明底部电极；
联接到所述透明底部电极的有源层；以及
透明多层顶部电极，包括：
沉积在所述有源层上的籽晶层；
沉积在所述籽晶层...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈尔斯·C·巴尔，里沙·潘迪，马修·E·赛克斯，约翰·A·洛夫，加布里埃尔·A·弗洛里斯，
申请(专利权)人：无处不在能量公司，
类型：发明
国别省市：美国;US