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用于串联光伏器件的界面制备制造技术

技术编号:42554554 阅读:10 留言:0更新日期:2024-08-29 00:26
提供了制作和使用串联光伏器件的方法,其中这样的器件可以包括第一子模块、第二子模块以及第一子模块和第二子模块之间的界面。界面允许光的一部分通过那里并且光耦合第一子模块和第二子模块。光耦合第一子模块和第二子模块包括减少通过界面的光的所述一部分的反射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本技术涉及光伏器件,并且更具体地,涉及在串联光伏器件内制备界面以最小化不期望的反射的方法。


技术介绍

1、这部分提供了与本公开有关的背景信息,其不一定是现有技术。

2、光伏器件通过使用表现出光伏效应的半导体材料将光转化成电来生成电力。某些半导体材料在吸收特定范围的电磁谱方面更高效。为了提高光伏器件的整体效率,器件可以结合堆叠的子模块,还被称为子电池,利用具有不同吸收特性的半导体材料来形成串联光伏器件。

3、在示例串联光伏器件中,太阳辐射或光通过顶部子模块进入并且辐射的一部分通过顶部子模块到达底部子模块。顶部子模块可以吸收更多的具有更短波长的更高能量的光子,而底部子模块可以吸收具有更长波长的更低能量的光子。界面存在于顶部子模块和底部子模块之间。

4、针对独立的子模块测量相关光谱范围内的吸收效率的实验室实验已经表明存在有可一起使用来吸收更大比例的入射辐射的有前途的子模块。然而,随着串联架构的增加的复杂度,缩小实际性能和理论性能之间的差距也可能是有挑战性的。生产具有良好效率和可制造性的串联光伏器件的重大挑战是在子模块之间提供具有期望的电、光、物理和热特性的界面方面。

5、因此,存在对于在串联光伏器件内制备界面的方法以及对于最小化串联光伏器件架构中的不期望的反射的需要。


技术实现思路

1、根据本公开,本技术提供了与制作和使用串联光伏器件的方法有关的制品、系统和工艺。

2、提供了可以包括第一子模块、第二子模块以及第一子模块和第二子模块之间的界面的串联光伏器件。界面可以允许光的一部分通过那里并且可以因此光耦合第一子模块和第二子模块。第一子模块和第二子模块的光耦合可以包括减少通过界面的光的所述一部分的反射。

3、串联光伏器件的某些实施例可以包括以下方面。界面可以包括第一子模块的第一层,其中第一层邻近第二子模块。第一层可以具有第一表面,所述第一表面具有带有小于170纳米的均方根平均值的粗糙度。界面可以包括第一子模块的第二层,其中第二层与第一层的第一表面接触。界面的第二层可以位于第一层和第二子模块之间。第一层和第二层可以具有至少0.75的折射率失配。界面的第一层可以包括具有ii-vi族半导体的吸收体层并且第二层可以包括透明层。第二层可以包括导电层。

4、串联光伏器件的某些实施例可以包括以下方面。界面可以包括第一子模块的第一层和第一子模块的第二层。第一子模块界面的第一层可以邻近第一子模块界面的第二层,其中第一子模块的第一层可以具有第一表面,所述第一表面具有带有从大约50纳米至大约200纳米的均方根平均值的粗糙度。第一子模块的第二层可以与第一层的第一表面接触。第一子模块的第二层可以位于第一子模块的第一层和第二子模块之间,其中第一子模块的第一层和第一子模块的第二层可以具有小于0.2的折射率失配。第一子模块界面的第二层可以包括第一表面和第二表面,第二层的第一表面可以与第一层的第一表面接触。第二层的第二表面可以具有带有小于170纳米的均方根平均值的粗糙度。第一子模块界面的第一层可以包括具有ii-vi族半导体的吸收体层并且第二层可以包括透明层。透明层可以包括二氧化钛。

5、提供了制作和使用串联光伏器件的方法,所述方法包括提供第一子模块和第二子模块并且在第一子模块和第二子模块之间形成界面。界面允许光的一部分通过那里,使得界面光耦合第一子模块和第二子模块。第一子模块和第二子模块的光耦合包括减少光的所述一部分的反射。

6、制作和使用串联光伏器件的某些实施例可以包括以下方面。界面可以包括第一子模块的第一层,第一层邻近第二子模块,第一层具有第一表面,其中第一表面可以被抛光以产生带有小于170纳米的均方根平均值的粗糙度。在其他实施例中,界面可以包括第一层并且还可以包括第一子模块界面的第二层,第一层邻近第二层并且第二层邻近第二子模块,其中界面的第二层在第一层和第二子模块之间。第一层具有第一表面,其中第一表面具有限定的表面粗糙度。在一些实施例中,第一表面粗糙度的均方平均值是从大约50纳米至大约200纳米。在一些实施例中,第一表面粗糙度的均方根平均值是从大约175纳米至大约200纳米。在一些实施例中,第一子模块界面的第二层可以包括至少一个导电层和透明层。在一些实施例中,第二层可以与第一层的第一表面接触。在一些实施例中,第二层可以位于第一层和第二子模块之间并且第一层和第二层可以具有小于0.2的折射率失配。

7、由本文中提供的描述,另外的适用性领域将会变得明显。本
技术实现思路
中的描述和具体示例仅用于说明的目的并且不是用来限制本公开的范围的。

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【技术保护点】

1.一种串联光伏器件,包括:

2.如权利要求1所述的串联光伏器件,其中,所述薄膜半导体是II-VI材料、I-III-VI材料或钙钛矿。

3.如权利要求1或权利要求2所述的串联光伏器件,其中,所述导电层包括透明导电氧化物。

4.如权利要求3所述的串联光伏器件,其中,所述透明导电氧化物是氧化镉锡。

5.如权利要求3所述的串联光伏器件,其中,所述透明导电氧化物是氧化镉。

6.如权利要求1所述的串联光伏器件,其中,所述导电层包括多个层,其中,所述多个层包括:氧化镉锡层和氧化镉层。

7.如权利要求1至6中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述导电层包括透明隧道结。

8.如权利要求1至7中的任一项所述的串联光伏器件,包括在所述吸收体层的所述表面上方的以及在所述吸收体层和所述导电层之间的背接触层。

9.如权利要求8所述的串联光伏器件,其中,所述背接触层包括ZnTe。

10.如权利要求1至9中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述吸收体层的所述表面粗糙度的所述均方根平均值小于170纳米。</p>

11.如权利要求1至9中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述吸收体层的所述表面粗糙度的所述均方根平均值小于160纳米、小于150纳米或小于120纳米。

12.如权利要求1至9中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述吸收体层的所述表面的所述均方根平均值小于100纳米。

13.如权利要求1至9中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述吸收体层的所述表面粗糙度的所述均方根平均值是从175纳米至200纳米。

14.如权利要求1至13中的任一项所述的串联光伏器件,包括所述导电层上方的透明层,其中,所述透明层包括二氧化钛。

15.如权利要求1至13中的任一项所述的串联光伏器件,包括所述导电层上方的透明层,其中,所述透明层和所述导电层具有小于0.2的折射率失配。

16.如权利要求1至15中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述透明层具有从1.7至2.3的折射率。

17.如权利要求14至16中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述透明层具有渐变折射率。

18.如权利要求14至17中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述透明层具有在100nm至1000nm的范围内的厚度。

19.如权利要求14至17中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述透明层具有在150nm至800nm的范围内的厚度。

20.一种串联光伏器件,包括:

21.一种串联光伏器件,包括:

22.如权利要求21所述的串联光伏器件,其中,所述界面包括所述第一子模块的第一层,所述第一层邻近所述第二子模块,所述第一层具有第一表面,所述第一表面具有带有小于170纳米的均方根平均值的粗糙度。

23.如权利要求22所述的串联光伏器件,其中,所述界面包括所述第一子模块的第二层,所述第二层与所述第一层的所述第一表面接触,所述第二层在所述第一层和所述第二子模块之间。

24.如权利要求23所述的串联光伏器件,其中,所述第一层和所述第二层具有至少0.75的折射率失配。

25.如权利要求23所述的串联光伏器件,其中,所述第一层包括具有II-VI族半导体的吸收体层并且所述第二层包括透明层。

26.如权利要求25所述的串联光伏器件,其中,所述第二层包括导电层。

27.如权利要求21所述的串联光伏器件,其中:

28.如权利要求21所述的串联光伏器件,其中,所述界面包括:

29.如权利要求28所述的串联光伏器件,其中,所述第二层包括第一表面和第二表面,所述第二层的所述第一表面与所述第一层的所述第一表面接触,所述第二层的所述第二表面具有带有小于170纳米的均方根平均值的粗糙度。

30.如权利要求28所述的串联光伏器件,其中,所述第一层包括具有II-VI族半导体的吸收体层并且所述第二层包括透明层。

31.如权利要求30所述的串联光伏器件,其中,所述透明层包括二氧化钛。

32.如权利要求21所述的串联光伏器件,其中,所述界面包括:

33.如权利要求21所述的串联光伏器件,其中,所述界面被配置成透射具有从大约800nm至大约1200nm的波长的光的至少60%通过那里。

34.一种制作串联光伏器件的方法,包括:

35.如权利要求34所述的方法,其中:

36.如权利要求35所述的方法,其中,抛光所述第一表面以产生带有小于170纳米的所述均方...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种串联光伏器件,包括:

2.如权利要求1所述的串联光伏器件,其中,所述薄膜半导体是ii-vi材料、i-iii-vi材料或钙钛矿。

3.如权利要求1或权利要求2所述的串联光伏器件,其中,所述导电层包括透明导电氧化物。

4.如权利要求3所述的串联光伏器件,其中,所述透明导电氧化物是氧化镉锡。

5.如权利要求3所述的串联光伏器件,其中,所述透明导电氧化物是氧化镉。

6.如权利要求1所述的串联光伏器件,其中,所述导电层包括多个层,其中,所述多个层包括:氧化镉锡层和氧化镉层。

7.如权利要求1至6中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述导电层包括透明隧道结。

8.如权利要求1至7中的任一项所述的串联光伏器件,包括在所述吸收体层的所述表面上方的以及在所述吸收体层和所述导电层之间的背接触层。

9.如权利要求8所述的串联光伏器件,其中,所述背接触层包括znte。

10.如权利要求1至9中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述吸收体层的所述表面粗糙度的所述均方根平均值小于170纳米。

11.如权利要求1至9中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述吸收体层的所述表面粗糙度的所述均方根平均值小于160纳米、小于150纳米或小于120纳米。

12.如权利要求1至9中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述吸收体层的所述表面的所述均方根平均值小于100纳米。

13.如权利要求1至9中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述吸收体层的所述表面粗糙度的所述均方根平均值是从175纳米至200纳米。

14.如权利要求1至13中的任一项所述的串联光伏器件,包括所述导电层上方的透明层,其中,所述透明层包括二氧化钛。

15.如权利要求1至13中的任一项所述的串联光伏器件,包括所述导电层上方的透明层,其中,所述透明层和所述导电层具有小于0.2的折射率失配。

16.如权利要求1至15中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述透明层具有从1.7至2.3的折射率。

17.如权利要求14至16中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述透明层具有渐变折射率。

18.如权利要求14至17中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述透明层具有在100nm至1000nm的范围内的厚度。

19.如权利要求14至17中的任一项所述的串联光伏器件,其中,所述透明层具有在150nm至800nm的范围内的厚度。

20.一种串联光伏器件,包括:

21.一种串联光伏器件,包括:

22.如权利要求21所述的串联光伏器件,其中,所述界面包括所述第一子模块的第一层,所述第一层邻近所述第二子模块,所述第一层具有第一表面,所述第一表面具有带有小于170纳米的均方根平均值的粗糙度。

23.如权利要求22所述的串联光伏器件,其中,所述界面包括所述第一子模块的第二层,所述第二层与所述第一层的所述第一表面接触,所述第二层在所述第一层和所述第二子模块之间。

24.如权利要求23所述的串联光伏器件,其中,所述第一层和所述第二层具有至少0.75的折射率失配。

25.如权利要求23所述的串联光伏器件,其中,所述第一层包括具有ii-vi族半导体的吸收体层并且所述第二层包括透明层。

26.如权利要求25所述的串联光伏器件,其中,所述第二层包括导电层。

27.如权利要求21所述的串联光伏器件,其中:

28.如权利要求21所述的串联光伏器件,其中,所述界面包括:

29.如权利要求28所述的串联光伏器件,其中,所述第二层包括第一表面和第二表面,所述第二层的所述第一表面与所述第一层的所述第一表面接触,所述第二层的所述第二表面具有带有小于170纳米的均方根平均值的粗糙度。

30.如权利要求28所述的串联光伏器件,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·贝克尔V·钱德拉塞卡兰C·科塔巴A·罗斯马家骝
申请(专利权)人:第一阳光公司
类型:发明
国别省市:

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