專(zhuān)利名稱(chēng)：光伏面板的正面基板、光伏面板及光伏面板的正面基板的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏面板的正面基板，特別是涉及透明玻璃基板。
背景技術(shù)：
在光伏面板中，由在入射輻射的作用下產(chǎn)生電能的光伏材料制成的光伏系統(tǒng)被定位在背面基板和正面基板之間，其中該正面基板是入射輻射在到達(dá)光伏材料之前所通過(guò)的
第一基板。在光伏面板中，正面基板在面對(duì)光伏材料的主表面下方一般包括透明電極涂層， 該透明電極涂層與被置于在考慮入射輻射的主要到達(dá)方向是來(lái)自上方時(shí)為下方的光伏材料電接觸。因此，正面電極涂層例如構(gòu)成光伏面板的負(fù)端子。當(dāng)然，朝背面基板的方向，光伏面板還包括因此構(gòu)成光伏面板的正端子的電極涂層，但是通常，背面基板的電極涂層是不透明的。在本發(fā)明的意義上，“光伏面板”意味著通過(guò)太陽(yáng)輻射的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致在電極之間產(chǎn)生電流的組成部分的任何集合，而與該組件的尺寸無(wú)關(guān)并且與所產(chǎn)生的電壓和電流無(wú)關(guān)，并且特別地，該組成部分集合具有或者不具有一個(gè)(或更多個(gè))(串聯(lián)和/或并聯(lián))內(nèi)部電氣連接。因此本發(fā)明的意義上的“光伏面板”的概念在這里等同于“光伏模塊”甚或“光伏電池” 的概念?！阌糜谡婊宓耐该麟姌O涂層的材料通常是基于透明導(dǎo)電氧化物(英語(yǔ)為 TC0)的材料，像例如基于氧化銦錫(ΙΤ0)、或者基于摻雜有鋁的氧化鋅(Ζη0:Α1)或者摻雜有硼的氧化鋅(ZnO:B)甚或基于摻雜有氟的氧化錫(SnO2 = F)的材料。這些材料以化學(xué)方式進(jìn)行沉積，像例如通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)、在需要時(shí)通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)進(jìn)行沉積，或者通過(guò)物理方式進(jìn)行沉積，像例如通過(guò)陰極濺射的真空沉積、在需要時(shí)通過(guò)磁場(chǎng)輔助(磁控管)的真空沉積進(jìn)行沉積。然而，為了獲得期望的電傳導(dǎo)或者更確切地說(shuō)期望的低阻，由基于TCO的材料制成的電極涂層必須沉積到相對(duì)高的物理厚度，達(dá)到約500至1000 nm并且有時(shí)甚至更高，考慮將到這些材料沉積為該厚度的層的成本，這是昂貴的。當(dāng)沉積方法要求熱輸入時(shí)，這進(jìn)一步增加了生產(chǎn)成本。由基于TCO的材料制成的電極涂層的另一主要缺陷在于，對(duì)于選定材料，物理厚度總是在最終獲得的電傳導(dǎo)和最終獲得的透明度之間的折中，因?yàn)槲锢砗穸仍礁?，傳?dǎo)率越高，但是透明度越低，反之亦然，物理厚度越低，則透明度越大，但是傳導(dǎo)率越低。因此，對(duì)于由基于TCO的材料制成的電極涂層，不可能獨(dú)立地使電極涂層的傳導(dǎo)率及其透明度最優(yōu)化?，F(xiàn)有技術(shù)包含美國(guó)專(zhuān)利US 6 169 M6，該專(zhuān)利涉及由基于鎘的吸收性光伏材料制成的光伏電池，所述電池包括透明玻璃正面基板，該透明玻璃正面基板在主表面上包括透明電極涂層，該透明電極涂層包括透明傳導(dǎo)氧化物TC0。根據(jù)該文獻(xiàn)，在TCO電極涂層下方和在光伏材料上方，插入錫酸鋅的緩沖層，因此所述層既不是TCO電極涂層的部分，也不是光伏材料的部分。由于并入該材料的靶(Cible) 是相對(duì)不傳導(dǎo)的，因此該層也具有非常難于通過(guò)磁控管濺射技術(shù)進(jìn)行沉積的缺陷。磁控管 “涂層機(jī)(coater)”中的該類(lèi)型的絕緣靶的使用在濺射期間生成了大量電弧，從而引起了沉積層中的許多缺陷?，F(xiàn)有技術(shù)包含來(lái)自國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)第WO 01/43204號(hào)的用于制造光伏面板的方法， 其中透明電極涂層未由基于TCO的材料制成而是包括沉積在正面基板的主面上的薄層堆， 該涂層包括至少一個(gè)金屬功能層、特別是基于銀的金屬功能層，以及包括至少兩個(gè)抗反射涂層，所述抗反射涂層中的每個(gè)都包括至少一個(gè)抗反射層，所述功能層被置于兩個(gè)抗反射涂層之間。該方法的特征在于，當(dāng)在從上方進(jìn)入面板的入射光的意義上進(jìn)行考慮時(shí)，至少一個(gè)高折射的氧化物或氮化物層被沉積在金屬功能層下方和光伏材料上方。該文獻(xiàn)描述了如下實(shí)現(xiàn)實(shí)例在該實(shí)現(xiàn)實(shí)例中，金屬功能層的任意側(cè)上的兩個(gè)抗反射涂層、即置于金屬功能層下面的朝向基板的抗反射涂層以及置于金屬功能層上方的與基板相對(duì)的抗反射涂層均包括至少一個(gè)由高折射材料制成的層，在這種情況下為由氧化鋅 (ZnO)制成或者由氮化硅(Si3N4)制成的層。然而，可以進(jìn)一步改進(jìn)該解決方案，特別是對(duì)于在高溫下實(shí)施的用于沉積光伏涂層的方法，如在針對(duì)基于鎘的光伏涂層的情況中那樣。

發(fā)明內(nèi)容
因此，對(duì)于光伏面板的正面基板，本發(fā)明在于，根據(jù)所選擇的光伏材料定義針對(duì)正面電極涂層的光學(xué)路徑的特定條件，以便獲得期望的光伏面板效率，特別是在所選擇的光伏材料針對(duì)其應(yīng)用要求熱處理時(shí)。(在本發(fā)明的意義上，“熱處理”意味著經(jīng)歷持續(xù)至少一分鐘的至少400° C的溫度)。因此，在第一方法中，本發(fā)明涉及一種由吸收性光伏材料、特別是基于鎘的吸收性光伏材料制成的光伏面板，所述面板包括正面基板、特別是透明玻璃基板，所述正面基板在主表面上包括含有薄層堆的透明電極涂層，該薄層堆包括至少一個(gè)金屬功能層、特別是基于銀的金屬功能層以及至少兩個(gè)抗反射涂層，所述抗反射涂層中的每個(gè)涂層都包括至少一個(gè)抗反射層，所述功能層被置于兩個(gè)抗反射涂層之間，被置于金屬功能層之上的與基板相對(duì)的抗反射涂層包括在整個(gè)厚度上基于混合氧化鋅錫的單個(gè)抗反射層，基于混合氧化鋅錫的該抗反射層呈現(xiàn)出的光學(xué)厚度是被置于金屬功能層之下的抗反射涂層的光學(xué)厚度的1. 5 到4. 5倍之間(包括端點(diǎn)值)、甚至是1. 5到3倍之間(包括端點(diǎn)值)并且優(yōu)選地是1. 8到2. 8 倍之間(包括端點(diǎn)值)。因此，在第二方法中，本發(fā)明涉及一種由吸收性光伏材料、特別是基于鎘的吸收性光伏材料制成的光伏面板，所述面板包括正面基板、特別是透明玻璃基板，所述正面基板在主表面上包括含有薄層堆的透明電極涂層，該薄層堆包括至少一個(gè)金屬功能層、特別是基于銀的金屬功能層以及至少兩個(gè)抗反射涂層，所述抗反射涂層中的每個(gè)涂層都包括至少一個(gè)抗反射層，所述功能層被置于兩個(gè)抗反射涂層之間，被置于金屬功能層之上的與基板相對(duì)的抗反射涂層包括至少兩個(gè)抗反射層，一方面為更接近于功能層并且在整個(gè)厚度上基于混合氧化鋅錫的抗反射層，而另一方面為進(jìn)一步遠(yuǎn)離功能層并且在整個(gè)厚度上不基于混合氧化鋅錫的抗反射層，所述基于混合氧化鋅錫的(多個(gè))抗反射層呈現(xiàn)出的總光學(xué)厚度是被置于金屬功能層之下的抗反射涂層的光學(xué)厚度的0. 1到6倍之間、甚至是0. 2到4倍之間并且特別是0. 25到2. 5倍之間，其中包括每個(gè)范圍的端點(diǎn)值在內(nèi)。對(duì)于該第二方法，所述在整個(gè)厚度上不基于混合氧化鋅錫(即不同時(shí)包括Si和Sn 這兩個(gè)元素)的抗反射層優(yōu)選地在整個(gè)厚度上基于氧化鋅。因而，該層可以包括錫以外的元素和氧化鋅或者可以包括鋅以外的元素和氧化錫。此外，對(duì)于該第二方法，所述在整個(gè)厚度上基于混合氧化鋅錫的(多個(gè))抗反射層優(yōu)選地呈現(xiàn)出如下總光學(xué)厚度所述總光學(xué)厚度是在距基板最遠(yuǎn)的抗反射涂層的光學(xué)厚度的2到50%之間(包括端點(diǎn)值)，并且特別地在距基板最遠(yuǎn)的抗反射涂層的光學(xué)厚度的3到 30%之間(包括端點(diǎn)值)，以及尤其是在距基板最遠(yuǎn)的抗反射涂層的光學(xué)厚度值的3. 8%到 16. 9%之間(包括端點(diǎn)值)。然而，在該第二方法中，還有可能的是，所述在整個(gè)厚度上基于混合氧化鋅錫的 (多個(gè))抗反射層呈現(xiàn)出如下總光學(xué)厚度所述總光學(xué)厚度是在距基板最遠(yuǎn)的抗反射涂層的光學(xué)厚度的50和95%之間(包括端點(diǎn)值)，并且特別是在距基板最遠(yuǎn)的抗反射涂層的光學(xué)厚度的70和90%之間(包括端點(diǎn)值)。因此，這兩種方法針對(duì)在整個(gè)厚度上基于混合氧化鋅錫的特定層的功能層的上覆 (sus-jacent)涂層中的應(yīng)用提出了獨(dú)特的解決方案。事實(shí)上，已觀察到，該層具有特別能力，以使得形成特定透明電極涂層的薄層堆抵抗高度重視(sollicitant)的熱處理。然而，在整個(gè)厚度上基于混合氧化鋅錫的特定層的厚度不是以相同的方式根據(jù)該層是否是功能層的上覆抗反射涂層的唯一的層(在功能層和光伏材料之間)或者是否在功能層的上覆抗反射涂層中伴隨有另一材料的另一層而被定義，這解釋了這兩種方法。在整個(gè)厚度上基于混合氧化鋅錫的抗反射層優(yōu)選地呈現(xiàn)出在2 X 10_4 Ω . cm到IO5 Ω. cm之間(包括端點(diǎn)值)的電阻率P，甚至呈現(xiàn)出在0. 1到IO3 Ω. cm之間(包括端點(diǎn)值) 的電阻率P。在本發(fā)明的意義上，“涂層”意味著在該涂層中可能有單個(gè)層或者不同材料的多個(gè)層。在本發(fā)明的意義上，“抗反射層”意味著從其性質(zhì)的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，材料是“非金屬的”，也就是說(shuō)，該材料不是金屬。在本發(fā)明的上下文中，該術(shù)語(yǔ)并未旨在引入對(duì)材料的電阻率的限制，該電阻率可能是導(dǎo)體的電阻率(通常，P < ο—3 Ω. Cm)、絕緣體的電阻率(通常， P > IO9 Ω. cm)或半導(dǎo)體的電阻率(通常在前面兩個(gè)值之間)。金屬功能層的任意側(cè)上的涂層的目的在于使該金屬功能層“抗反射”。這是它們被稱(chēng)為“抗反射涂層”的原因。事實(shí)上，如果功能層允許其自身獲得電極涂層的期望的傳導(dǎo)率，即使在低的物理厚度(約10 nm)的情況下也如此，則該功能層將強(qiáng)烈地抗拒光通過(guò)。在不存在這樣的抗反射系統(tǒng)的情況下，光透射會(huì)過(guò)弱并且光反射會(huì)過(guò)強(qiáng)(因?yàn)樯婕肮夥姘宓纳a(chǎn)，所以是在可見(jiàn)光和近紅外光區(qū)中)。
表達(dá)“光學(xué)路徑”采取特定的含義并且用于表明如下不同抗反射涂層的不同光學(xué)厚度的和這些抗反射涂層在因而實(shí)現(xiàn)的干涉濾光器的金屬功能層的下面和上面?？上氲降氖牵?dāng)在涂層中僅存在單個(gè)層時(shí)，涂層的光學(xué)厚度等于材料的物理厚度與其指數(shù) (indice)的乘積，或者當(dāng)存在多個(gè)層時(shí)，涂層的光學(xué)厚度等于每個(gè)層的材料的物理厚度與其指數(shù)的乘積的和(本文中表示的所有指數(shù)(或折射率)是通常在陽(yáng)0 nm的波長(zhǎng)下測(cè)得的)。根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)路徑絕對(duì)是金屬功能層的物理厚度的函數(shù)，但是實(shí)際上在允許獲得期望的傳導(dǎo)性的金屬功能層的物理厚度范圍中，可以說(shuō)，其恰巧不變化。因而，當(dāng)例如基于銀的功能層是單個(gè)層并且具有在5到20 nm之間(包括端點(diǎn)值)的物理厚度時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的解決方案是適當(dāng)?shù)?。此外，?yōu)選地，所述置于金屬功能層上方的抗反射涂層具有在光伏材料的最大吸收波長(zhǎng)λ m的0. 4到0. 6倍之間(包括端點(diǎn)值)的光學(xué)厚度，并且優(yōu)選地，所述置于金屬功能層上方的抗反射涂層具有在光伏材料的吸收光譜與太陽(yáng)光譜的乘積的最大波長(zhǎng)λ M的0. 4 到0. 6倍之間(包括端點(diǎn)值)的光學(xué)厚度。此外，優(yōu)選地，所述置于金屬功能層下方的抗反射涂層具有在光伏材料的最大吸收波長(zhǎng)0.075到0. 175倍之間(包括端點(diǎn)值)的光學(xué)厚度，并且優(yōu)選地，所述置于金屬功能層下方的抗反射涂層具有在光伏材料的吸收光譜與太陽(yáng)光譜的乘積的最大波長(zhǎng)λ Μ的 0. 075到0. 175倍之間(包括端點(diǎn)值)的光學(xué)厚度。因此，根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)光伏材料的最大吸收波長(zhǎng)λ m或者優(yōu)選地根據(jù)光伏材料的吸收光譜與太陽(yáng)光譜的乘積的最大波長(zhǎng)λ M，定義最優(yōu)光學(xué)路徑，以便獲得光伏面板的最好效率。這里提到的太陽(yáng)光譜是如由ASTM標(biāo)準(zhǔn)定義的AM 1. 5太陽(yáng)光譜。極為意外地，根據(jù)本發(fā)明的包括單層功能薄層堆的電極涂層的光學(xué)路徑允許獲得提高的光伏面板效率以及提高的對(duì)在面板操作期間生成的應(yīng)力的抵抗。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成透明電極的薄層堆通常通過(guò)利用諸如陰極濺射、可選地通過(guò)磁場(chǎng)輔助的陰極濺射的真空技術(shù)產(chǎn)生的一連串沉積物來(lái)獲得。在本發(fā)明的意義上，當(dāng)明確指出層或(包括一個(gè)或更多層的)涂層的沉積物直接實(shí)現(xiàn)在另一沉積物的下面或直接實(shí)現(xiàn)在另一沉積物的上面時(shí)，這意味著沒(méi)有層被插入在這兩個(gè)沉積物之間。在特定的變型方案中，基板在電極涂層下面包括基礎(chǔ)抗反射層，該基礎(chǔ)抗反射層具有與基板的折射率接近的低折射率，所述基礎(chǔ)抗反射層優(yōu)選地基于二氧化硅或者基于氧化鋁或者基于這兩者的混合物。此外，該介電層可以構(gòu)成針對(duì)擴(kuò)散的化學(xué)勢(shì)壘層，并且特別地構(gòu)成針對(duì)來(lái)自基板的鈉的擴(kuò)散的化學(xué)勢(shì)壘層，從而保護(hù)電極涂層，并且更特別地保護(hù)金屬功能層，特別是在可能發(fā)生的熱處理、特別是回火期間進(jìn)行保護(hù)。在本發(fā)明的上下文中，介電層是不參與電荷移動(dòng)(電流)的層，或者與電極涂層的其他層相比，該介電層參與電荷移動(dòng)的效果可以被視為零。此外，該基礎(chǔ)抗反射層優(yōu)選地具有在10到300 nm之間或者在25到200 nm之間以及甚至更優(yōu)選地在35到120 nm之間的物理厚度。金屬功能層優(yōu)選地以晶體形式被沉積在也優(yōu)選地為晶體的薄介電層(在該情況中
7因?yàn)槠浯龠M(jìn)沉積在上方的金屬層的適當(dāng)晶體取向，所以被稱(chēng)為“浸潤(rùn)層”)上。該金屬功能層可以基于銀、銅或金，并且可以在需要時(shí)摻雜有這些元素中的至少另一種元素。摻雜一般被理解為元素以低于層中的金屬元素的10 的數(shù)量存在，并且在本文中，表達(dá)“基于”通常意味著主要包含該材料、也就是包含至少50 mol%的該材料的層；因而表達(dá)“基于”涵蓋摻雜。實(shí)現(xiàn)電極涂層的薄層堆優(yōu)選地是功能單層涂層，即具有單個(gè)功能層；該涂層可以不是功能多層。因而，功能層優(yōu)選地沉積在浸潤(rùn)層上方或者直接沉積在浸潤(rùn)層上面，其中該浸潤(rùn)層基于氧化物、特別是基于氧化鋅、可選地?fù)诫s的氧化鋅、可選地?fù)诫s鋁的氧化鋅。浸潤(rùn)層的物理(或?qū)嶋H)厚度優(yōu)選地在2到30 nm之間并且更優(yōu)選地在3到20 nm 之間。該浸潤(rùn)層是介電的并且是優(yōu)選地具有如下(通過(guò)層的每平方電阻與其厚度的乘積來(lái)定義的)電阻率P的材料0. 5 Ω. cm< P < 200 Ω . cm或者50 Ω . cm < P < 200 Ω . cm。此外，功能層可以被直接置于至少一個(gè)下層阻擋涂層的上面和/或被直接置于至少一個(gè)上覆阻擋涂層的下面。至少一個(gè)阻擋涂層可以基于Ni或Ti，或者基于Ni基合金，特別是基于NiCr合金。在特定的變型方案中，金屬功能層下面的朝向基板的涂層包括基于混合氧化物、 特別是基于混合氧化鋅錫或者基于混合氧化銦錫(ΙΤ0)的層。此外，金屬功能層下面的朝向基板的涂層和/或金屬功能層上方的涂層可以包括具有高折射率的層、特別是折射率高于或等于2的層，諸如例如基于氮化硅的層，可選地被摻雜的層，例如摻雜鋁或鋯的層。在另一特定變型方案中，金屬功能層下面的朝向基板的涂層和/或金屬功能層上方的涂層包括具有非常高的折射率的層、特別是折射率高于或等于2. 35的層，像例如基于
二氧化鈦的層。在特定的變型方案中，所述電極涂層包括建筑玻璃門(mén)窗(vitrage)的堆、特別是建筑玻璃門(mén)窗的“可回火的”或者“待回火的”的堆，以及特別是低輻射堆、特別是“可回火的” 或者“待回火的”的低輻射堆，該薄層堆具有本發(fā)明的特征。本發(fā)明還涉及一種用于根據(jù)本發(fā)明的光伏面板的基板，特別是具有本發(fā)明特征的涂有薄層堆的用于建筑玻璃門(mén)窗的基板，特別是用于建筑玻璃門(mén)窗的具有本發(fā)明特征的 “可回火的”或者“待回火的”基板，以及尤其是低輻射基板，特別是具有本發(fā)明特征的“可回火的”或者“待回火的”低輻射基板。該基板還包括電極涂層上方的、與用于制造根據(jù)本發(fā)明的光伏面板的正面基板相對(duì)的、基于光伏材料的涂層。然而，在光伏材料基于通過(guò)熱處理沉積的碲化鎘的情況下，如果根據(jù)本發(fā)明的電極涂層是可回火的薄層堆，則在該熱處理由于其溫度而與回火熱處理情況相似的情況下， 承載該堆的基板在該熱處理之后不進(jìn)行回火。因此，根據(jù)本發(fā)明的正面基板的優(yōu)選結(jié)構(gòu)具有如下類(lèi)型基板/ (可選的基礎(chǔ)抗反射層)/根據(jù)本發(fā)明的電極涂層/光伏材料，甚或具有如下類(lèi)型基板/ (可選的基礎(chǔ)抗反射層)/根據(jù)本發(fā)明的電極涂層/光伏材料/電極涂層。因此，本發(fā)明的目標(biāo)還在于這種涂有具有本發(fā)明的特征并且遭受熱處理的薄層堆的用于建筑玻璃門(mén)窗的基板，以及在于這種涂有具有本發(fā)明的特征的遭受了熱處理的薄層堆的用于建筑玻璃門(mén)窗的基板，該熱處理特別是從國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)第WO 2008/096089號(hào)中得知的類(lèi)型的熱處理，其中該申請(qǐng)的內(nèi)容合并于此。根據(jù)本發(fā)明的薄層堆的類(lèi)型在用于建筑物或車(chē)輛的玻璃門(mén)窗的領(lǐng)域中是公知的， 用于獲得“低輻射”和/或“陽(yáng)光控制”類(lèi)型的增強(qiáng)熱絕緣玻璃門(mén)窗。因此，本發(fā)明人已意識(shí)到，像特別是用于低輻射玻璃的堆的類(lèi)型的某些堆適合用于實(shí)現(xiàn)光伏面板的電極涂層，以及特別是被稱(chēng)為“可回火的”堆或者“待回火的”堆的堆、即當(dāng)期望承載該堆的基板遭受回火熱處理時(shí)使用的堆。因此，本發(fā)明的目標(biāo)還在于將具有本發(fā)明的特征的用于建筑玻璃門(mén)窗的薄層堆以及特別是“可回火的”或“待回火的”類(lèi)型的堆、特別是尤其是“可回火的”或“待回火的”低輻射堆用以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的光伏面板的正面基板，以及在于將涂有薄層堆的基板用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的光伏面板的正面基板。包括電極涂層的該堆或該基板可以是用于建筑玻璃門(mén)窗的堆或基板，特別是用于建筑玻璃門(mén)窗的“可回火的”或者“待回火的”堆或者基板，以及尤其是特別是“可回火的” 或者“待回火的”低輻射堆或者基板。因此，本發(fā)明的目標(biāo)還在于使用已遭受熱處理的該薄層堆，以及在于使用具有本發(fā)明的特征的遭受了從國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)第WO 2008/096089號(hào)得知的類(lèi)型的表面熱處理的用于建筑玻璃門(mén)窗的薄層堆。在本發(fā)明的意義上，“可回火的”堆或者基板意味著在熱處理期間保持基本光學(xué)特性和(通過(guò)與發(fā)射率直接相關(guān)的每平方電阻表達(dá)的)熱特性。因此，可能例如在同一建筑物正面上彼此接近地放置集成了已回火的基板和未回火的基板的玻璃門(mén)窗，所有基板被涂有相同的堆，而不可能通過(guò)反射顏色和/或光反射/透射的簡(jiǎn)單視覺(jué)觀察來(lái)區(qū)分它們。例如，涂有具有如下熱處理前/后變化的堆的堆或基板將被視為可回火的，因?yàn)檫@些變化對(duì)肉眼是不可察覺(jué)的
-小的(在可見(jiàn)光區(qū)中的)光透射變化Δ γ，小于3%甚或洲；和/或 -小的(在可見(jiàn)光區(qū)中的)光反射變化△ &，小于3%甚或m ；和/或 - 小的(在 L a b 系統(tǒng) 中的) 顏色 變化
AE = ^((AL*)￡ + (Aa*)z + (Ab*)z),小于 3 甚或 2。在本發(fā)明的意義上，“可回火的”堆或基板意味著經(jīng)涂層的基板的光學(xué)特性和熱特性在熱處理之后是可接受的，而這些特性先前不是可接受的，或者并非在所有情況下都是可接受的。例如，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，涂有在熱處理之后具有如下特征的堆的堆或基板被視為待回火的，而在熱處理之前，這些特征中的至少一個(gè)未被滿足
-為至少65%、甚至70%、甚至為至少75%的高的(在可見(jiàn)光區(qū)中的)光透射IY ；和/或 -低于10%、甚至低于8%或者甚至5%的低的(在可見(jiàn)光區(qū)中；通過(guò)1- Υ-&定義的)光吸收；和/或
-至少與一般使用的傳導(dǎo)氧化物的每平方電阻一樣好的每平方電阻R，并且特別地低于20 Ω/、甚至低于15 Ω /甚或等于或低于10 Ω八因此，電極涂層必須是透明的。因此當(dāng)安裝在基板上時(shí)，該電極涂層必須具有最小為65%、甚至75%并且優(yōu)選地還為85%或者更特別地還為至少90%的在300到1200 nm之間的平均光透射。如果面基板在薄層沉積之后和在將該面基板安裝在光伏面板中或用于應(yīng)用光伏材料之前已遭受熱處理，則完全可能的是，在該熱處理之前，涂有充當(dāng)電極涂層的堆的基板是幾乎透明的。在該熱處理之前，該基板例如可以具有低于65%、甚或低于50%的在可見(jiàn)光區(qū)中的光透射。替代承載電極涂層的基板的回火或者除了該回火之外，可以應(yīng)用熱處理，并且該熱處理可以是光伏面板的制造步驟的結(jié)果。因此，在制造光伏涂層基于鎘的光伏面板的范圍內(nèi)，其中該光伏涂層確保了光線和電能之間的能量轉(zhuǎn)換，此光伏面板的制造工藝在400到700°C之間的溫度范圍中要求熱沉積階段。在形成透明正面電極的堆上沉積光伏涂層期間的熱輸入在光伏涂層內(nèi)部以及也在電極涂層內(nèi)部可能引起物理化學(xué)轉(zhuǎn)變，從而導(dǎo)致某些層的晶體結(jié)構(gòu)的修改。此外，該熱處理比回火熱處理更被重視，因?yàn)樵摕崽幚硗ǔ３掷m(xù)更長(zhǎng)時(shí)間和/或在更高的溫度下執(zhí)行。因此，對(duì)于電極涂層而言重要的是在熱處理之前是透明的，并且使得在該次(或多次)熱處理之后，該電極涂層具有最小為65%、甚至75%并且優(yōu)選地還為85%或者更特別地還為至少90%的在300到1200 nm之間的(在可見(jiàn)光區(qū)中的)平均光透射。此外，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，堆并不絕對(duì)具有最佳的可能的光透射，而是在根據(jù)本發(fā)明的光伏面板及其制造方法的背景下呈現(xiàn)出最佳的可能的光透射。電極涂層的所有層優(yōu)選地通過(guò)真空沉積技術(shù)沉積，然而對(duì)于堆的第一層(或多個(gè)第一層)，不排除通過(guò)另一技術(shù)進(jìn)行沉積，例如通過(guò)高溫分解類(lèi)型的熱分解技術(shù)或者通過(guò) CVD,在需要時(shí)在真空下進(jìn)行，在需要時(shí)通過(guò)等離子體來(lái)輔助。有利地，根據(jù)本發(fā)明的具有薄層堆的電極涂層還具有比TCO電極涂層高得多的機(jī)械抵抗力。因此，可以增加光伏面板的壽命。有利地，根據(jù)本發(fā)明的具有薄層堆的電極涂層還具有至少與一般使用的TCO傳導(dǎo)氧化物的電阻一樣好的電阻。根據(jù)本發(fā)明的電極涂層的每平方電阻R在1到20 Ω/之間， 甚至在2到15 Ω /之間，例如是約5至8 Ω八有利地，根據(jù)本發(fā)明的具有薄層堆的電極涂層還具有至少與一般使用的TCO傳導(dǎo)氧化物的在可見(jiàn)光區(qū)中的光透射一樣好的在可見(jiàn)光區(qū)中的光透射。根據(jù)本發(fā)明的電極涂層的在可見(jiàn)光區(qū)中的光透射在50到98%之間，甚至在65到95%之間，例如是約70至90%。


本發(fā)明的細(xì)節(jié)和有利特性從隨后的非限制性實(shí)例顯現(xiàn)出來(lái)，這些非限制性實(shí)例借助于附圖來(lái)圖解說(shuō)明
-圖1圖解說(shuō)明了具有正面基板的現(xiàn)有技術(shù)的光伏面板，該正面基板涂有由透明傳導(dǎo)氧化物制成的電極涂層和涂有由混合氧化鋅錫制成的接觸抗反射層；-圖2圖解說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的具有正面基板的光伏面板，該正面基板涂有包括單層功能薄層堆的電極涂層并且涂有基于混合氧化鋅錫的抗反射層； -圖3圖解說(shuō)明了三種光伏材料的量子效率曲線；
-圖4圖解說(shuō)明了對(duì)應(yīng)于這三種光伏材料的吸收光譜與太陽(yáng)光譜的乘積的實(shí)際效率曲線；以及
-圖5至7分別圖解說(shuō)明了實(shí)例4、5和9的TOF-SIMS分析曲線。在圖1和2中，不同涂層的厚度、層的厚度和材料的厚度之間的比例不是嚴(yán)格遵守的，以便使它們更易于閱讀。在圖5至8中，未圖解說(shuō)明所分析的所有元件，同樣以便使曲線圖更易于閱讀。
具體實(shí)施例方式圖1圖解說(shuō)明了光伏面板1’，該光伏面板1’包括在主表面上包括透明電極涂層 100’的面基板10’、吸收光伏涂層200以及在主表面上包括電極涂層300的背面基板310， 該光伏涂層200被置于兩個(gè)電極涂層100’、300之間并且所述透明電極涂層100’包括由 TCO制成的傳導(dǎo)電流的層110。要注意到，這里未圖解說(shuō)明的樹(shù)脂層通常插入在電極涂層300和基板310之間。正面基板10’被置于光伏面板中，使得正面基板10’是入射輻射R在到達(dá)光伏材料200之前通過(guò)的第一基板?；诨旌涎趸\錫的、通常由錫酸鋅Si2SnO4制成的接觸抗反射層116插入在透明電極涂層100’和光伏涂層200之間。除了正面基板10在主表面上包括傳導(dǎo)電流的透明電極涂層100、即TCC (Transparent Conductive Coating (透明傳導(dǎo)涂層))以外，圖2圖解說(shuō)明了與圖1的光伏面板相同的光伏面板1，所述透明電極涂層100包括薄層堆。因此，光伏面板1循著入射輻射R的方向包括在主表面上包括透明電極涂層100 的面基板10、隨后是吸收光伏涂層200、由背面基板310支撐的電極涂層300，所述光伏涂層 200被置于兩個(gè)電極涂層100和300之間。要注意到，這里未示出的樹(shù)脂層通常插入在電極涂層300和基板310之間。因此，正面基板10在主表面上包括透明電極涂層100，但是這里不同于圖1，該電極涂層100包括如下薄層堆該薄層堆包括(基于銀的)金屬功能層40以及至少兩個(gè)抗反射涂層20、60，所述涂層中的每層都包括至少一個(gè)薄的抗反射層22、24J6 ；62、65、66，所述功能層40被置于兩個(gè)抗反射涂層之間，即一個(gè)被稱(chēng)為位于功能層下面的朝向基板(通過(guò)與圖2中圖解說(shuō)明的情況相比水平翻轉(zhuǎn)基板)的下層抗反射涂層20，并且另一個(gè)被稱(chēng)為位于功能層上方的朝向與基板相對(duì)的方向的上覆抗反射涂層60。構(gòu)成圖2中的透明電極涂層100的薄層堆是低輻射(可選地可回火的或待回火的) 基板的堆的類(lèi)型的堆結(jié)構(gòu)，可以在市面上找到的功能單層的堆結(jié)構(gòu)，用于建筑物的建筑玻璃的領(lǐng)域中的應(yīng)用?；谒鶊D解說(shuō)明的正面電極涂層的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)系列的實(shí)例 -圖1中示出的實(shí)例1至3，以及
-圖2中示出的實(shí)例4至10。
此外，在下文的所有實(shí)例中，薄層堆被沉積在具有3 mm的厚度的清澈的鈉鈣玻璃的基板10、10，上。根據(jù)圖1的實(shí)例的電極涂層100’基于傳導(dǎo)的摻雜有鋁的氧化鋅。構(gòu)成根據(jù)圖2的實(shí)例的電極涂層100的每個(gè)堆包括含有(基于銀的)單個(gè)功能層 40的薄層堆。在所有實(shí)例中，光伏材料200基于碲化鎘。在沉積電極涂層100之后，該材料被沉積在正面基板10上?；陧诨k的該光伏材料200的應(yīng)用在相對(duì)高的溫度下進(jìn)行，即在至少400° C并且通常在約500° C至600° C的溫度下進(jìn)行。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)即使該熱處理與回火熱處理相似，即便在接近常規(guī)的回火溫度 (500°C至600°C)的高溫下進(jìn)行該熱處理，該熱處理仍不構(gòu)成回火熱處理，并且如果當(dāng)基板 10先前已遭受回火熱處理時(shí)在該溫度下進(jìn)行該熱處理，則在沉積基于碲化鎘的光伏材料 200期間可觀察到基板10的“退火(d6trempe)”。然而，可能保持在沉積光伏材料之前被回火的基板的回火過(guò)的外觀，但是該材料的沉積僅在低于500 0C的溫度下進(jìn)行。然而，光伏材料200還可以基于微晶硅或者基于無(wú)定形(S卩非結(jié)晶)硅。在圖3中圖解說(shuō)明了這些材料的量子效率QE?？上氲降氖牵孔有蔘E以公知的方式是具有根據(jù)橫坐標(biāo)的波長(zhǎng)的入射光子轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮?空穴對(duì)的進(jìn)0到1之間的)概率的表達(dá)。如在圖3中可看到的那樣，最大吸收波長(zhǎng)λ m、即量子效率為最大(即最高)處的波長(zhǎng)
-對(duì)于無(wú)定形硅a-Si，λ ma-Si是520 nm， -對(duì)于微晶硅yc-Si，λ, C-Si是720 nm，并且 -對(duì)于硫化鎘-碲化鎘CdS-CdTe，λ mCdS-CdTe是600 nm。在第一方法中，該最大吸收波長(zhǎng)λ m足以定義下層抗反射涂層20和上覆抗反射涂層60的光學(xué)厚度。下表1根據(jù)這三種材料概述了每個(gè)涂層20、60的以nm為單位的光學(xué)厚度的優(yōu)選范圍。表 權(quán)利要求
1.一種光伏面板(1)，其由吸收性光伏材料、特別是基于鎘的吸收性光伏材料制成，所述面板包括正面基板(10)、特別是透明玻璃基板，所述正面基板(10)在主表面上包括透明電極涂層(100)，所述透明電極涂層(100)包括薄層堆，所述薄層堆包括至少一個(gè)金屬功能層(40)、特別是基于銀的金屬功能層以及至少兩個(gè)抗反射涂層(20、60)，所述抗反射涂層中的每個(gè)涂層都包括至少一個(gè)抗反射層(2436 ;62)，所述功能層(40)被置于兩個(gè)抗反射涂層(20、60)之間，其特征在于，置于金屬功能層(40)上方的與基板相對(duì)的抗反射涂層 (60)包括在整個(gè)厚度上基于混合氧化鋅錫的單個(gè)抗反射層(62)，基于混合氧化鋅錫的抗反射層(62)具有如下光學(xué)厚度所述光學(xué)厚度在置于金屬功能層(40)之下的抗反射涂層 (20)的光學(xué)厚度的1. 5到4. 5倍之間且包括端點(diǎn)值、甚至是1. 5到3倍之間且包括端點(diǎn)值。
2.一種光伏面板(1)，其由吸收性光伏材料、特別是基于鎘的吸收性光伏材料制成，所述面板包括正面基板(10)、特別是透明玻璃基板，所述正面基板(10)在主表面上包括透明電極涂層(100)，所述透明電極涂層(100)包括薄層堆，所述薄層堆包括至少一個(gè)金屬功能層(40)、特別是基于銀的金屬功能層以及至少兩個(gè)抗反射涂層(20、60)，所述抗反射涂層中的每個(gè)涂層都包括至少一個(gè)抗反射層(24 J6 ；62、65)，所述功能層(40)被置于兩個(gè)抗反射涂層(20、60)之間，其特征在于，置于金屬功能層(40)上方的與基板相對(duì)的抗反射涂層 (60)包括至少兩個(gè)抗反射層(62、65)，所述至少兩個(gè)抗反射層(62、65)—方面為更接近于功能層(40)并且在整個(gè)厚度上基于混合氧化鋅錫的抗反射層(62)，而另一方面為進(jìn)一步遠(yuǎn)離功能層(40)并且在整個(gè)厚度上不基于混合氧化鋅錫的抗反射層(65)，基于混合氧化鋅錫的抗反射層(62、65)的總光學(xué)厚度在置于金屬功能層(40)之下的抗反射涂層(20)的光學(xué)厚度的0. 1到6倍之間、甚至是0. 2到4倍之間，其中包括端點(diǎn)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏面板(1)，其特征在于，在整個(gè)厚度上不基于混合氧化鋅錫的抗反射層(65)在整個(gè)厚度上基于氧化鋅。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光伏面板(1)，其特征在于，在整個(gè)厚度上基于混合氧化鋅錫的抗反射層(62、66)總共具有在距基板最遠(yuǎn)的抗反射涂層(60)的光學(xué)厚度的2到50% 之間的光學(xué)厚度，并且特別地具有在距基板最遠(yuǎn)的抗反射涂層(60)的光學(xué)厚度的3到30% 之間的光學(xué)厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光伏面板(1)，其特征在于，在整個(gè)厚度上基于混合氧化鋅錫的抗反射層(62、66)總共具有在距基板最遠(yuǎn)的抗反射涂層(60)的光學(xué)厚度的50到95% 之間的光學(xué)厚度，并且特別地具有在距基板最遠(yuǎn)的抗反射涂層(60)的光學(xué)厚度的70到90% 之間的光學(xué)厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光伏面板(1)，其特征在于，在整個(gè)厚度上基于混合氧化鋅錫的抗反射層(62)具有在2X 10_4 Ω . cm到IO5 Ω . cm之間的電阻率P。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的光伏面板(1)，其特征在于，置于金屬功能層 (40)上方的抗反射涂層(60)具有在光伏材料的最大吸收波長(zhǎng)λω的0. 4到0. 6倍之間且包括端點(diǎn)值的光學(xué)厚度，并且優(yōu)選地，置于金屬功能層(40)上方的抗反射涂層(60)具有在光伏材料的吸收光譜與太陽(yáng)光譜的乘積的最大波長(zhǎng)λ Μ的0. 4到0. 6倍之間且包括端點(diǎn)值的光學(xué)厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的光伏面板(1)，其特征在于，置于金屬功能層 (40)之下的抗反射涂層(20)具有在光伏材料的最大吸收波長(zhǎng)λ m的0. 075到0. 175倍之間且包括端點(diǎn)值的光學(xué)厚度，并且優(yōu)選地，置于金屬功能層(40)之下的抗反射涂層(20)具有在光伏材料的吸收光譜與太陽(yáng)光譜的乘積的最大波長(zhǎng)λ M的0. 075到0. 175倍之間且包括端點(diǎn)值的光學(xué)厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的光伏面板(1)，其特征在于，所述基板(10)在電極涂層(100)的下面包括具有與基板的折射率接近的低折射率II15的基礎(chǔ)抗反射層(15)，所述基礎(chǔ)抗反射層(15)優(yōu)選地基于二氧化硅或者基于氧化鋁或者基于兩者的混合物，并且所述基礎(chǔ)抗反射層(15)優(yōu)選地具有在10到300 nm之間的物理厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的光伏面板(1)，其特征在于，功能層(40)被沉積在浸潤(rùn)層(26)上方，所述浸潤(rùn)層(26)基于氧化物、特別是基于氧化鋅、可選地被摻雜的氧化鋅。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的光伏面板(1)，其特征在于，功能層(40)被直接置于至少一個(gè)下層阻擋涂層上面和/或被直接置于至少一個(gè)上覆阻擋涂層(50)下面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光伏面板(1)，其特征在于，至少一個(gè)阻擋涂層(30、50)基于Ni或Ti，或者基于Ni基合金，特別是基于NiCr合金。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的光伏面板(1)，其特征在于，金屬功能層下面的朝向基板的涂層(20)包括基于混合氧化物、并且特別是基于混合氧化鋅錫或者基于混合氧化銦錫(ITO)的層。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的光伏面板(1)，其特征在于，金屬功能層下面的朝向基板的涂層(20)和/或金屬功能層上方的涂層(60)包括具有非常高的折射率的層、 尤其是折射率高于或等于2. 35的層，如例如基于二氧化鈦的層。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的光伏面板(1)，其特征在于，所述電極涂層 (100)包括用于建筑玻璃門(mén)窗的堆、特別是用于建筑玻璃門(mén)窗的“可回火的”或者“待回火的”堆，以及特別是低輻射堆、尤其是“可回火的”或者“待回火的”低輻射堆。
16.一種用于根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的光伏面板(1)的涂有薄層堆的基板 (10)，特別是用于建筑玻璃門(mén)窗的基板，尤其是用于建筑玻璃門(mén)窗的“可回火的”或者“待回火的”基板，并且特別是低輻射基板、尤其是“可回火的”或者“待回火的”低輻射基板。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的基板(10)，其特征在于，所述基板(10)包括在電極涂層 (100)上方的與正面基板(10)相對(duì)的基于光伏材料(200)的涂層。
18.涂有薄層堆的基板用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的光伏面板(1)的正面基板(10)的應(yīng)用。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的應(yīng)用，其中，包括電極涂層(100)的基板(10)是用于建筑玻璃門(mén)窗的基板、特別是用于建筑玻璃門(mén)窗的“可回火的”或者“待回火的”的基板并且尤其是特別是“可回火的”或者“待回火的”低輻射基板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由吸收性光伏材料、特別是基于鎘的吸收性光伏材料制成的光伏面板(1)，所述面板包括正面基板(10)、特別是透明玻璃基板，所述正面基板(10)包括透明電極涂層(100)，其特征在于，置于金屬功能層(40)上方的與基板相對(duì)的抗反射涂層(60)包括在整個(gè)厚度上基于混合氧化鋅錫的單個(gè)抗反射層(62)，或者在于，置于金屬功能層(40)上方的與基板相對(duì)的抗反射涂層(60)包括至少兩個(gè)抗反射層(62、65)，所述至少兩個(gè)抗反射層(62、65)一方面為更接近于功能層(40)并且在整個(gè)厚度上基于混合氧化鋅錫的抗反射層(62)，而另一方面為進(jìn)一步遠(yuǎn)離功能層(40)并且在整個(gè)厚度上不基于混合氧化鋅錫的抗反射層(65)。
文檔編號(hào)H01L31/0224GK102308391SQ200980156156
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者奧夫雷 S., 文卡塔拉 S., H. 陶 T. 申請(qǐng)人:法國(guó)圣戈班玻璃廠