專利名稱：混合型透明導(dǎo)電電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將透明導(dǎo)電電極(TCE)沉積于大面積的基底上，更具體地說，涉及在高產(chǎn)量滾動(dòng)條式生產(chǎn)系統(tǒng)中的非真空TCE沉積以用于光伏應(yīng)用。
背景技術(shù)：
太陽能電池和太陽能模塊把太陽光轉(zhuǎn)換成電能。傳統(tǒng)上使用硅(Si)作為光吸收、 半導(dǎo)體材料來制作這些電子設(shè)備，生產(chǎn)工藝較為昂貴。為了使太陽能電池更為經(jīng)濟(jì)可行，已經(jīng)開發(fā)出的太陽能電池結(jié)構(gòu)能夠廉價(jià)地使用諸如銅-銦-鎵-硒(CIGS)的薄膜型吸光半導(dǎo)體材料，而由此制成的裝置常被稱為CIGS太陽能電池。為了經(jīng)濟(jì)合算地構(gòu)造大面積基于CIGS的太陽能電池或模塊，一個(gè)主要困難是降低加工成本和材料成本。在已知的CIGS太陽能電池中，通過基于真空的沉積工藝把透明導(dǎo)電電極(TCE)層及很多其他層沉積在玻璃或金屬基底上。通常的沉積技術(shù)包括共蒸發(fā)、濺射、化學(xué)氣相沉積等等。用于沉積透明導(dǎo)電電極(TCE)的最常用技術(shù)之一是透明導(dǎo)電氧化物(TCO)的濺射沉積。遺憾的是，濺射沉積工藝對(duì)于所需薄膜厚度和高真空來說速度太慢， 其產(chǎn)量/資本支出比非常低。另外，由于材料沉積到腔室的壁上，材料產(chǎn)率也很低。而且， 濺射沉積過程中的溫度控制會(huì)進(jìn)一步地限制產(chǎn)量，特別是在需要防止損壞對(duì)溫度敏感的下面各層(如CKSe/CdS堆)的情況下。最后，對(duì)于濺射沉積的TC0，控制其大面積上導(dǎo)電性和透明性的均勻度也很困難。除了在薄膜太陽能電池上面沉積TCO層的工藝較慢之外，還應(yīng)了解，作為TCE使用的TCO材料本身就不是合適的導(dǎo)體，在最貴的產(chǎn)品中，其薄層電阻通常至少為5歐姆/方塊，而在較低價(jià)格的材料中，其薄層電阻經(jīng)常超過60-200歐姆/方塊。使用此類TCO形成的太陽能電池依賴于一種互相連接的設(shè)計(jì)，其使用額外的導(dǎo)電模式(跡線、指狀物、格柵、線條、母線等等)來匯集電流，并使得電阻和光遮蔽損失最小。因此，當(dāng)把TCO材料整合入薄膜太陽能電池中時(shí)，目前的折衷方案是要么沉積非常厚或非常昂貴的TCO層，要么是與TCO 一起采用額外的導(dǎo)電模式減少損失。一些先前技術(shù)已經(jīng)建議采用金屬納米線網(wǎng)或碳納米管網(wǎng)作為濺射透明導(dǎo)電氧化物電極的低成本替代物。不過，一般來說，與濺射TCO相比，此類電池的效率較低。由于上述問題，可使用經(jīng)改善的技術(shù)來降低加工成本和材料成本。可通過改善來提高現(xiàn)有制造工藝的產(chǎn)量，并降低與CIGS太陽能裝置有關(guān)的成本。經(jīng)降低成本和提高產(chǎn)量，此類產(chǎn)品的市場(chǎng)滲透率和商業(yè)應(yīng)用程度應(yīng)能提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例解決了至少部分上述缺陷。應(yīng)理解，至少一些本發(fā)明的實(shí)施例可適用于任何類型的太陽能電池，不論它們性質(zhì)上是堅(jiān)硬還是柔軟，也不論吸收層中所用材料的類型如何。本發(fā)明的實(shí)施例可適用于滾動(dòng)條式和/或批量生產(chǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，本說明書中所討論的技術(shù)方案將用于印制及快速熱加工的CIGS、CIGSS或其他吸收層，以減少或去除經(jīng)濺射或化學(xué)氣相沉積于其上的TCO材料量。本說明書中至少一些實(shí)施例將提高納米線和吸收/活性層(如CIGS/CdS)之間的接觸面積，并由此增加所匯集的光電流量。本發(fā)明的實(shí)施例將實(shí)現(xiàn)至少一些本說明書中所述的這些目的及其他目的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，薄膜CIGS太陽能電池的透明電極部分地被一片納米線替換。本發(fā)明中所用技術(shù)方案的一個(gè)實(shí)施例包括形成一種太陽能電池，其包括a)用導(dǎo)電材料制成的比通常厚度要薄的透明頂電極，其厚度為50nm或更小，和b)相互連接的納米線形成的網(wǎng)，其與該頂電極相接觸和/或被該頂電極覆蓋。在一些實(shí)施例中，與另一電池相比，該頂電極和納米線網(wǎng)提高了該太陽能電池的總功率輸出。除了以下不同外，該另一電池與該電池完全相同其僅使用a)該材料制成的頂電極層，其厚度和透光率等于該頂電極與該納米線網(wǎng)的合計(jì)厚度和透光率，或b)相互連接的納米線網(wǎng)，其厚度等于該合計(jì)厚度和透光率。應(yīng)理解，對(duì)于本說明書中的任何實(shí)施例，以下為可選地適用。可選地，該納米線僅使用溶劑簡(jiǎn)單涂覆，而不用粘合劑?？蛇x地，該方法包括隨后在該納米線上再次涂覆粘合劑。可選地，該粘合劑為導(dǎo)電聚合物?？蛇x地，該粘合劑為粘度改性劑?？蛇x地，該納米線被覆蓋于該太陽能電池之上，隨后使用計(jì)示硬度值(durometer hardness)為50-100的硬輥將其壓入該太陽能電池之中，由此不需使用熱退火處理?？蛇x地，從該透明頂電極之任何位置至該網(wǎng)中最近納米線的最大距離范圍為1至20微米?？蛇x地，從該透明頂電極之任何位置至該網(wǎng)中最近納米線的最大距離范圍為1至10微米?？蛇x地，從該透明頂電極之任何位置至該網(wǎng)中最近納米線的最大距離范圍為2至5微米。可選地，不帶該納米線的該透明頂電極的電阻為至少大約每方塊500歐姆或更高。可選地，不帶該納米線的該透明頂電極的電阻為至少每方塊大約300歐姆或更高?？蛇x地，該方法包括將該透明頂電極材料濺鍍至該納米線上。可選地，隨機(jī)放置該納米線?？蛇x地，通過壓力使該納米線與該透明頂電極耦合，而不采用退火步驟?？蛇x地，該納米線與該透明頂電極耦合，而不需加熱高于150°C。 可選地，該納米線與該透明頂電極耦合，而不需加熱高于100°C。可選地，帶有該納米線網(wǎng)層的該頂電極的透光率為至少90%?？蛇x地，該納米線層和該減少厚度層的合計(jì)電阻為大約每方塊4歐姆或更低，并具有至少80%的透光率?？蛇x地，該納米線層和該減少厚度層的合計(jì)電阻為大約每方塊3歐姆或更低，并具有至少80%的透光率?？蛇x地，該納米線層和該減少厚度層的合計(jì)電阻為大約每方塊2歐姆或更低，并具有至少80%的透光率?？蛇x地，該納米線層和該減少厚度層的合計(jì)電阻為大約每方塊1歐姆或更低，并具有至少70%的透光率。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種方法，其包括形成一光伏吸收層和一結(jié)配合層(junction partner layer)；形成具有第一厚度的混合型透明導(dǎo)電層，該層包括用于從該結(jié)配合層匯集電荷的各向同性層；與該各向同性層接觸的納米線網(wǎng)層。與另一電池相比，該混合型透明導(dǎo)電層提高該太陽能電池的總光伏效率。該另一電池僅使用a)其厚度等于第一厚度的各向同性層，或b)其厚度等于第一厚度的納米線網(wǎng)層。應(yīng)理解，對(duì)于本說明書中的任何實(shí)施例，以下為可選地適用?？蛇x地，該混合型透明導(dǎo)電層具有50nm或更少的厚度，且比通常的透明頂電極薄，其中不帶該納米線的該混合型透明導(dǎo)電層的電阻為大于每方塊200歐姆。可選地，不帶該納米線的該混合型透明導(dǎo)電層的電阻為大于每方塊300歐姆?？蛇x地，不帶該納米線的該混合型透明導(dǎo)電層的電阻為大于每方塊400歐姆?？蛇x地，不帶該納米線的該混合型透明導(dǎo)電層的電阻為大于每方塊 500歐姆。可選地，該混合型透明導(dǎo)電電極至少具有對(duì)可見光光譜至少90%的透光率?？蛇x地，該納米線被覆蓋于該太陽能電池之上，隨后使用計(jì)示硬度值為85的硬輥將其壓入該太陽能電池之中，由此不需使用熱退火處理?？蛇x地，該各向同性層與該吸收層的上表面形狀一致(conformal)。可選地，該各向同性層具有至少一個(gè)底表面，其與該吸收層的上表面形狀一致地保持接觸，從而該各向同性層可以從該吸收層匯集電荷?？蛇x地，該納米線層中的納米線之間有足夠的間距，以便在400nm至SOOnm范圍中的波長上為基本透明。可選地， 該納米線層中的納米線之間有足夠的間距，以便在400nm至700nm范圍中的波長上為基本透明。應(yīng)理解，此處所用透光率是指對(duì)可見光光譜的透光。可選地，該各向同性層包括一溶膠-凝膠層。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種太陽能電池，其包括光伏吸收層；具有第一厚度的混合型透明導(dǎo)電層，該層包括用于從該吸收層匯集電荷的各向同性層，該各向同性層具有可產(chǎn)生至少為每方塊500歐姆(500ohms per square)的高薄層電阻的最小厚度；與該各向同性層接觸的納米線層；該納米線層的間距在大約1微米至大約10微米之間；其中，與另一電池相比，該混合層提高該太陽能電池的總功率輸出。除了以下不同外，該另一電池與該電池完全相同其僅使用a)其厚度等于第一厚度的各向同性層，或b)其厚度等于第一厚度的納米線層。用于納米線涂油墨或分散劑的溶液沉積方法的示例包括選自濕涂布、噴涂布、旋轉(zhuǎn)涂布、刮刀涂布、接觸印刷、頂部加料反面印刷、底部加料反面印刷、噴嘴加料反面印刷、 凹版印刷、微凹版印刷、反面微凹版印刷、間隙直接印刷、輥筒涂布、狹縫涂布、邁耶棒涂布、 機(jī)頭直接涂布、雙機(jī)頭直接涂布、毛細(xì)管涂布、噴墨印刷、噴射沉積、噴霧沉積、氣霧噴射沉積、浸涂、網(wǎng)絡(luò)涂布、微凹版網(wǎng)絡(luò)涂布或其組合中的至少一種方法。納米線的這些應(yīng)用可獲得更低的成本、更好的耐用性、更好的熱穩(wěn)定性和更高的效率。當(dāng)然，也可使用其他非基于溶液的技術(shù)。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，使用不帶粘合劑的納米線沉積形成的太陽能電池因?yàn)椴皇褂谜澈蟿苊饬思羟辛υ斐傻膿p壞，由此提高了該電池在疊層包裝(如薄板包裝) 中的可靠性。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，太陽能電池具有比通常透明頂電極薄的透明頂電極，而該透明頂電極涂覆有(銀或其他金屬)納米線(帶或不帶粘合劑)，該納米線被簡(jiǎn)單涂覆(僅在溶劑中；沒有粘合劑)，隨后在該納米線上再次涂覆粘合劑?？蛇x地，該納米線被覆蓋于該太陽能電池之上，隨后使用計(jì)示硬度值為例如85 (但不限于此值)的硬輥將其壓入該太陽能電池之中，由此不需使用熱退火處理。這樣，如果該納米線沒有經(jīng)粘合劑涂覆， 而且如果該硬輥具有充分的硬度，只需通過壓該納米線即可使它們互相連接。在一個(gè)實(shí)施例中，這種方法實(shí)現(xiàn)了在超薄iZO/AZO層上結(jié)合銀納米線的復(fù)合電池堆，以作為太陽能電池的新頂電極。通過參考本說明書的以下部分及附圖，將可更清楚地理解本發(fā)明的性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中光伏裝置的剖視圖。
圖2A示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的納米線。圖2B-2D示出了本發(fā)明實(shí)施例中的各種堆。圖2E-2H是本發(fā)明實(shí)施例中的納米線的各種視圖。圖3A-3C是使用本發(fā)明方法的實(shí)施例形成的裝置的剖視圖。圖4A和4B是本發(fā)明實(shí)施例中的光伏裝置的剖視圖和頂部視圖。
具體實(shí)施例方式應(yīng)理解，以上的一般說明和以下的具體說明僅是示例性、解釋性的，并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。請(qǐng)注意，在本說明書及所附權(quán)利要求書中，單數(shù)形式的“一”及“該”包括其復(fù)數(shù)形式，除非上下文中很清楚地說明不是這樣。因此，例如，“一種材料”可包括多種材料的混合物，“一種化合物”可包括多種化合物，等等。本說明書中引用的參考文獻(xiàn)通過該引用將該參考文獻(xiàn)整體并入本說明書中，除非他們明確與本說明書中所述內(nèi)容相矛盾。在本說明書及所附權(quán)利要求書中，所使用的多個(gè)術(shù)語被定義為具有以下的含義“可選的”或“可選地”指隨后所描述的情況可能或可能不發(fā)生，這樣，該描述既包括發(fā)生所述情況的示例，也包括不發(fā)生所述情況的示例。例如，如果某一裝置可選地具有抗反射膜的特征，這即意味著該抗反射膜的特征可能或可能不存在，且因此該描述既包括裝置具有該抗反射膜特征的結(jié)構(gòu)，也包括不具有該抗反射膜特征的結(jié)構(gòu)。光伏裝置堆參見圖1所示的光伏裝置示例。該裝置50包括基底52、可選粘合層53、底或后電極M、p-型吸收層56、n-型半導(dǎo)體薄膜58和透明電極60。作為示例，該基底52可由以下材料制成金屬箔，諸如聚酰亞胺(PI)、聚酰胺、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯醚砜(PES)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚萘二酸乙二醇酯(PEN)聚酯(PET)和相關(guān)聚合物的聚合物，鍍金屬塑料和/ 或以上材料的組合和/或類似材料。作為非限制性示例，相關(guān)聚合物包括具有相似結(jié)構(gòu)和 /或功能性質(zhì)和/或材料特性的那些聚合物。該底電極M由一種導(dǎo)電材料制成。作為示例，該底電極M可以是金屬層，其厚度選自從大約0. 1微米至大約25微米的范圍。在該電極討和該基底52之間，可加入可選的中間層53。該透明電極60可包括透明導(dǎo)電層59和金屬(如鋁、銀、銅或鎳)指層61，以降低其薄層電阻?？蛇x地，該層53可以是一擴(kuò)散阻擋層，以防止金屬在該基底52和該電極M之間擴(kuò)散。該擴(kuò)散阻擋層53可以是導(dǎo)電層或可以是不導(dǎo)電層。作為非限制性示例，該層53可由多種材料中的任一種組成，該多種材料包括但不限于鉻、釩、鎢和玻璃，或者諸如氮化物(包括氮化鉭、氮化鎢、氮化鈦、氮化硅、氮化鋯和/或氮化鉿)、氧化物和碳化物的化合物和/或上述材料的任何單個(gè)或多個(gè)組合。在不被限制于以下范圍的情況下，此層厚度可在從IOnm至50nm的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，此層也可在從IOnm至30nm的范圍內(nèi)。可選地，在該電極M上可設(shè)有一間層，其可由諸如包括但不限于鉻、釩、鎢和玻璃，或者諸如氮化物(包括氮化鉭、氮化鎢、氮化鈦、氮化硅、氮化鋯和/或氮化鉿)、氧化物和碳化物的化合物和/或上述材料的任何單個(gè)或多個(gè)組合的材料構(gòu)成。該透明導(dǎo)電層59可以是無機(jī)的，如諸如但不限于銦錫氧化物(ITO)、氟化銦錫氧化物、 氧化鋅(ai0)、Mg-ai0、Li20-Zn0、Zr-aio、摻雜鋁的氧化鋅(AZO)、摻雜鎵的氧化鋅(GZO)和摻雜硼的氧化鋅(BZO)的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)。鋁和鉬可以且經(jīng)常相互擴(kuò)散入對(duì)方，對(duì)該裝置50造成不利的電子和光電子影響。為了禁止此相互擴(kuò)散，可在該鋁箔基底52和鉬底電極M之間設(shè)置一間層53。該間層可由多種材料中的任一種組成，該多種材料包括但不限于鉻、釩、鎢和玻璃，或者諸如氮化物 (包括氮化鈦、氮化鉭、氮化鎢、氮化鉿、氮化鈮、氮化鋯、氮化釩、氮化硅或氮化鉬)、氧氮化物(包括但不限于Ti、Ta、V、W、Si、Zr、Nb、Hf或Mo的氧氮化物)、氧化物和/或碳化物。該材料可采用導(dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)施例中，從上述材料中選出的材料可為那些導(dǎo)電擴(kuò)散阻擋的材料。該層的厚度可從IOnm至50nm或從IOnm至30nm?？蛇x地，該厚度可在從大約50nm 至大約IOOOnm的范圍內(nèi)。可選地，該厚度可在從大約IOOnm至大約750nm的范圍內(nèi)?？蛇x地，該厚度可在從大約IOOnm至大約500nm的范圍內(nèi)?？蛇x地，該厚度可在從大約IlOnm至大約300nm的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，該層53的厚度為至少IOOnm或更厚。在另一實(shí)施例中，該層53的厚度為至少150nm或更厚。在一個(gè)實(shí)施例中，該層53的厚度為至少200nm 或更厚?？蛇x地，在一些實(shí)施例中可包括另一層，例如但不限于在該層53之上且在該底電極層M之下的一鋁層。該層可比該層53厚。可選地，其厚度可與該層53的厚度相同或更薄。此層53可被置于該鋁箔的一面或可選地，兩面(如圖1中幻影所示的層55)。如果該鋁箔兩側(cè)均有阻擋層，應(yīng)理解，該保護(hù)層可由相同材料制成，或可選地，它們也可由從前述材料中選出的不同材料制成。底保護(hù)層55可以由所述材料中的任一種制成。可選地，一些實(shí)施例中可包括另一層57，例如但不限于在該層55之上且在該鋁箔52 之下的一鋁層。該層57可比該層53 (或該層54)厚?？蛇x地，其厚度可與該層53 (或該層 54)的厚度相同或更薄。在不被限制于以下范圍的情況下，該層57可由以下材料的一種或多種組成Mo、Cu、Ag、Al、Ta、Ni、Cr、NiCr或鋼?？蛇x地，在一些實(shí)施例中，該保護(hù)層55和該鋁箔52之間的層數(shù)可不止一層?？蛇x地，該層55的材料可以是電絕緣材料，例如但不限于氧化物、氧化鋁等等。對(duì)于此處任何實(shí)施例，該層55可帶有或不帶有該層57。該初生態(tài)吸收層56可包括含有IB族、IIIA族和(可選地)VIA族元素的材料?？蛇x地，該吸收層銅(Cu)為IB族元素，鎵(Ga)和/或銦(In)和/或鋁為IIIA族元素，而硒 (Se)和/或硫( 為VIA族元素。當(dāng)該初生態(tài)吸收層56最初經(jīng)溶液沉積時(shí)，或在隨后的工序中，可向其中加入該VIA族元素以從該初生態(tài)吸收層56形成最終的吸收層。當(dāng)沉積時(shí)， 該初生態(tài)吸收層56可為大約IOOOnm厚。隨后的快速熱處理和VIA族元素的加入會(huì)改變所得吸收層的形態(tài)，使其厚度增加(如，在一些情況下，其厚度增加至該初生態(tài)吸收層厚度的大約兩倍)。在該鋁箔52上制備該吸收層的工藝較簡(jiǎn)單。首先，在該基底52上，直接在該鋁或在諸如電極M的最上層上沉積該初生態(tài)吸收層。作為示例且不限制一般性，該初生態(tài)吸收層可以基于溶液的前體材料薄膜形式被沉積，該前體材料包含帶有一種或多種 IB族、IIIA族和(可選地)VIA族元素的納米微粒。例如，標(biāo)題為“基于溶液的光伏電池制備(SOLUTION-BASED FABRAICATION OF PHOTOVOLTAIC CELL) ” 的共同受讓美國專利申請(qǐng)10/782,017以及標(biāo)題為“一種形成用于制備電子裝置的半導(dǎo)體化合物薄膜的方法及使用該方法生成的薄膜(METHOD OF FORMING SEMICONDUCTOR COMPOUND FILM FOR FABRICATION OF ELECTRONIC DEVICE AND FILM PRODUCED BY SAME) ” 的 PCT 公告 WO 02/084708描述了此類基于溶液的印刷技術(shù)的薄膜示例，這兩項(xiàng)專利所披露的內(nèi)容均經(jīng)引用被并入本說明書中。在此實(shí)施例中，層58可為一種η型半導(dǎo)體薄膜，其作為該化合物薄膜和該透明導(dǎo)電層59之間的結(jié)配合。作為示例，該η型半導(dǎo)體薄膜58 (有時(shí)被稱為結(jié)配合層)可包括諸如硫化鎘(CdS)、硫化鋅(ZnS)、氫氧化鋅、硒化鋅(ZnSe)、η型有機(jī)材料或這些或類似材料中的兩種或更多的一些組合的無機(jī)材料，或諸如η型聚合物和/或小分子的有機(jī)材料?？赏ㄟ^例如化學(xué)浴沉積(CBD)和/或化學(xué)表面沉積(和/或有關(guān)方法)將各層的這些材料沉積至一定厚度，該厚度在從大約2nm至大約IOOOnm范圍內(nèi)，優(yōu)選為在從大約5nm至大約 500nm范圍內(nèi)，且最優(yōu)選為在從大約IOnm至大約300nm范圍內(nèi)。這也可被配置為用于連續(xù)滾動(dòng)條式和/或分段滾動(dòng)條式和/或批量方式系統(tǒng)中。該透明導(dǎo)電層59可以是無機(jī)的，如諸如但不限于銦錫氧化物(ITO)、氟化銦錫氧化物、氧化鋅(aio)或摻雜鋁的氧化鋅或相關(guān)材料的透明導(dǎo)電氧化物(τω)，其通過多種手段中的任一種被沉積，該多種手段包括但不限于濺射、蒸發(fā)、化學(xué)浴沉積(CBD)、電鍍、基于溶膠的涂布、噴涂、化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)等等。另一選擇為，該透明導(dǎo)電層可包括透明導(dǎo)電聚合物層，如經(jīng)摻雜的PEDOT (聚3，4-乙烯二氧噻吩)層、納米線或相關(guān)結(jié)構(gòu)，或其他透明有機(jī)材料，這些材料既可單獨(dú)也可組合使用，其可通過旋轉(zhuǎn)涂布、浸涂或噴涂等等，或通過各種氣相沉積技術(shù)之一沉積?？蛇x地，應(yīng)理解，可在 CdS和摻雜Al的SiO(AZO)之間使用本質(zhì)(不導(dǎo)電)的i-SiO。也可使用無機(jī)和有機(jī)材料的組合形成混合型透明導(dǎo)電層。因此，該層59可選地可以是一種有機(jī)(聚合物或混合聚合分子)或一種混合(有機(jī)-無機(jī))材料。例如，共同受讓的美國專利申請(qǐng)公告第20040187317 號(hào)描述了此類透明導(dǎo)電層的示例，該美國專利申請(qǐng)公告經(jīng)引用被并入本說明書中。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在本發(fā)明的范圍內(nèi)對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改。例如，應(yīng)注意的是，在本發(fā)明的實(shí)施例中，IB-IIIA前體層(或該前體層的特定子層或該堆中的其他層)的部分可通過不是基于微粒的油墨的技術(shù)被沉積。例如，前體層或其組分子層可通過多種替代沉積技術(shù)中的任一種被沉積，該多種替代沉積技術(shù)包括但不限于基于球形納米粉的油墨的溶液沉積、諸如ALD、蒸發(fā)、濺射、CVD、PVD、電鍍等等的氣相沉積技術(shù)。混合型透明導(dǎo)體參見圖2A，現(xiàn)將描述本發(fā)明的另一實(shí)施例。本發(fā)明的此實(shí)施例表明，該透明電極層 59可被一個(gè)非傳統(tǒng)的透明電極替換，該透明電極包括諸如但不限于導(dǎo)電納米線66 (如圖2A 的頂視圖所示)的材料。該納米線66可包括選自多種導(dǎo)電材料的一種或多種材料，該多種導(dǎo)電材料諸如但不限于Cu、Ag、Au、Ni、Al、Si、Mo、Cr、W、Ta、金屬合金等等。如圖2A所示，可通過多種沉積技術(shù)形成納米線66的網(wǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，該納米線長度可為20-30微米，直徑可為IOnm至lOOnm。當(dāng)然，也可以使用其他尺寸和形狀。可通過納米線油墨或分散劑把該納米線66經(jīng)溶液沉積到某種材料上。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用諸如羥丙基甲基纖維素(HPMC)、甲基纖維素、黃原膠、聚乙烯醇、羧基甲基纖維素或羥乙基纖維素的材料粘度調(diào)節(jié)劑或粘合劑來形成該納米線分散劑或油墨。在一個(gè)實(shí)施例中，這可以是基本上在含有水重量百分比為99或更高的水溶液中，該水溶液的納米線重量百分比含量為大約0. 2%至1%?？蛇x地，該納米線重量百分比含量可在大約0. 25%至0. 75%的范圍內(nèi)?？蛇x地，該納米線重量百分比含量可在大約0.25%至0.40%的范圍內(nèi)。其余內(nèi)容可由諸如HPMC的材料組成，一些實(shí)施例中可選地可包括諸如含氟表面活性劑的表面活性劑。 在一些實(shí)施例中，該材料粘度調(diào)節(jié)劑或粘合劑可在大約0.1%至0.7% (重量百分比)的范圍內(nèi)。可選地，該材料粘度調(diào)節(jié)劑或粘合劑可在大約0.3%至0.6% (重量百分比)的范圍內(nèi)。已通過一種可調(diào)節(jié)的AC電沉積方法在多孔氧化鋁模板上制成銀和銅納米線，該種方法制成克級(jí)的銀和銅金屬納米線，其直徑大約為25nm，長度分別為5和10微米。對(duì)含有不同體積比例的金屬的聚合物納米復(fù)合材料進(jìn)行的電阻測(cè)量表明，在0. 25和0. 75體積百分比的范圍內(nèi)達(dá)到納米線的低滲濾閾值。在一個(gè)實(shí)施例中，所形成的納米線或納米微粒網(wǎng)將是一滲濾網(wǎng)。在低于特定納米線濃度(也被稱為滲濾閾值)時(shí)，從該層的一端到另一端的傳導(dǎo)率為零，即，因?yàn)榧{米線分開得太遠(yuǎn)，不存在有連續(xù)的電流通路。當(dāng)高于此濃度時(shí)，至少有一條電流通路可用。隨著越來越多的電流通路出現(xiàn)，該層的總電阻將降低。滲濾閾值是與滲濾理論相關(guān)的一數(shù)學(xué)術(shù)語， 其指在隨機(jī)系統(tǒng)中遠(yuǎn)距離連通的形成。在工程和咖啡生產(chǎn)中，滲濾指液體通過多孔介質(zhì)的慢速流動(dòng)，但是在數(shù)學(xué)和物理學(xué)中，它一般指經(jīng)簡(jiǎn)化的隨機(jī)系統(tǒng)的格模型及其中連通的性質(zhì)。滲濾閾值是占有幾率P的臨界值，或更一般地說，是對(duì)一組參數(shù)pi、p2、...的一臨界面，從而使得無限連通(滲濾)首次發(fā)生。最常見的滲濾模型是，取一普通格，比如一正方形格，通過用一統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的幾率ρ 隨機(jī)“占有”位置(頂點(diǎn))或連線(邊線)，將其變成一隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)。在臨界閾值pc，首先出現(xiàn)遠(yuǎn)距離連通，而這即被稱為滲濾閾值。更為一般的系統(tǒng)具有數(shù)個(gè)幾率pl、p2等，而其過渡的特征為一個(gè)臨界面或多個(gè)面。也可以考慮連續(xù)介質(zhì)系統(tǒng)，比如被隨機(jī)擺放的重疊盤片或球體，或者負(fù)空間(瑞士奶酪模型)。這里可使用多種滲濾網(wǎng)絡(luò)，比如但不限于二維普通和阿基米德格序；2維-一致格；二維領(lǐng)結(jié)格和馬蒂尼格；其他二維格；子網(wǎng)格；在方格上的聚合物(隨機(jī)走動(dòng))；在長度k上的自避行走加隨機(jī)序列吸附；二維不均勻格；二維連續(xù)介質(zhì)模型；二維隨機(jī)和準(zhǔn)格；三維格；三維連續(xù)介質(zhì)模型；超方體格；和/或更高維數(shù)的kagom6 格?？墒褂靡豁?xiàng)或多項(xiàng)技術(shù)把網(wǎng)絡(luò)中的納米線耦合起來。一些實(shí)施例中可使用諸如退火的加熱，而其他實(shí)施例使用壓力，比如通過輥筒迫使該納米線產(chǎn)生接觸。參見圖2B，現(xiàn)將描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，沉積很薄的透明導(dǎo)電材料層200至吸收層202上。為便于圖示，沒有示出在該吸收層202下面的其他層，比如結(jié)配合層或其他覆蓋層。在非限制性示例中，此很薄的透明導(dǎo)電材料層200可具有厚度為大約50nm或更薄的摻雜鋁的氧化鋅?？蛇x地，此透明導(dǎo)電材料厚度可為大約75nm或更薄。 可選地，此透明導(dǎo)電材料厚度可為大約IOOnm或更薄。可選地，此透明導(dǎo)電材料厚度可為大約150nm或更薄?？蛇x地，此透明導(dǎo)電材料厚度可為大約200nm或更薄?？蛇x地，此透明導(dǎo)電材料厚度可薄很多，在40nm或更薄的范圍內(nèi)?？蛇x地，此透明導(dǎo)電材料厚度可薄很多，在 30nm或更薄的范圍內(nèi)?？蛇x地，此透明導(dǎo)電材料厚度可薄很多，在20nm或更薄的范圍內(nèi)。 可選地，此透明導(dǎo)電材料厚度可薄很多，在IOnm或更薄的范圍內(nèi)?？蛇x地，此厚度可比此類應(yīng)用中通常所用透明導(dǎo)電材料厚度的50%薄。可選地，此厚度可比此類應(yīng)用中通常所用透明導(dǎo)電材料厚度的0. 25薄。此層作為一各向同性層，其為下面的吸收層提供形狀一致的二維O-D)覆蓋，并把電荷在豎直或ζ方向上從該吸收層導(dǎo)走。應(yīng)理解，諸如但不限于ΙΤ0、 AZO、i-AZO等等的多種材料可被用于此透明導(dǎo)電層。隨后，在此非限制性示例中，如圖2C所示，納米管、納米線或其他開放模式層210 的2-D網(wǎng)被沉積在該導(dǎo)電材料的上部?？蛇x地，應(yīng)理解，一些實(shí)施例可反轉(zhuǎn)該工藝，首先沉積該層210，然后在該層210上濺射TCE或TCO材料?？赏ㄟ^包括但不限于溶液沉積、狹縫沉積、真空沉積等等的任何方式進(jìn)行沉積。此網(wǎng)層210作為電導(dǎo)高速公路，其輸送從下面的透明層匯集的電流。可調(diào)整導(dǎo)電納米管或納米線網(wǎng)的孔隙率，以維持或獲得高薄層電阻的導(dǎo)電連接層，這樣在該連接層中至其最近的納米管或納米線的二維電流輸送的電阻損失可忽略不計(jì)。采用這種方法，此實(shí)施例能采集更多的光電流，因此與帶有濺射的TCO電極的電池相比，實(shí)現(xiàn)更高的效率。在一個(gè)示例中，此納米線的2-D網(wǎng)由50nm厚的碳納米管組成?？蛇x地，此2-D網(wǎng)由50nm至IOOnm厚的碳納米管層組成。可選地，此2-D網(wǎng)由30nm至150nm 厚的碳納米管層組成。可選地，此2-D網(wǎng)由IOnm至200nm厚的碳納米管層組成。在另一個(gè)示例中，此納米線的2-D網(wǎng)由50nm厚的銀納米線組成?？蛇x地，此2-D網(wǎng)由50nm至IOOnm 厚的導(dǎo)電納米線層組成?？蛇x地，此2-D網(wǎng)由30nm至150nm厚的導(dǎo)電納米線層組成?？蛇x地，此2-D網(wǎng)由IOnm至200nm厚的導(dǎo)電納米線層組成。當(dāng)然，也可以使用其他導(dǎo)電材料來代替銀、碳或其他材料以形成所需的滲濾網(wǎng)。應(yīng)理解，因?yàn)閼?yīng)用了層210而使得共形層100的厚度減少，由此使更多的光線可通過并被下面的吸收層吸收。該開放網(wǎng)層210的間距的選定值使得對(duì)于光波長基本上透明。 本發(fā)明的實(shí)施例也因?yàn)樵搶?10而提供了經(jīng)改善的表面接觸，該層幫助減少其下的吸收層的粗糙度，如圖3所示。由于該層210所提供的更好的表面接觸，此經(jīng)改善的接觸將使圖4 所示的導(dǎo)電指具有更好的電接觸和降低的電阻。仍請(qǐng)參見圖2C，應(yīng)理解，也可改變?cè)摷{米管和/或納米線的結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，該納米管或納米線的直徑可在大約30nm至大約IOOnm之間。可選地，它們的直徑可在大約40nm至大約SOnm之間。該納米管或納米線的長度可在大約10至大約100微米的范圍內(nèi)。可選地，該納米管或納米線的長度可在大約20至大約150微米的范圍內(nèi)。可選地， 該納米管或納米線的長度可在大約30至大約200微米的范圍內(nèi)。請(qǐng)參見圖2D，應(yīng)理解，在該層200和210的上面可以沉積有其他材料層。如圖2D 所示，與該層200相似的另一層220也可沉積在該開放模式層210之上。另一開放模式層也可沉積在層220之上。在一些實(shí)施例中，層220和222均是開放模式層?？蛇x地，這兩層均如層200 —樣為共形層。這些層220和222可比層200和210薄?？蛇x地，層220和222 中的一層可比其下各層厚。在一些實(shí)施例中，在吸收層上的各層中可有從納米線至微絲的漸變。在一個(gè)非限制性示例中，納米線的直徑在納米級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，開放模式層可具有直徑在IOnm至大約IOOnm之間的納米線或納米管。它們的間距可在大約2至大約5微米之間。下一層可具有下一厚度的納米管或納米線，比如但不限于大約IOOnm至大約IOOOnm直徑的厚度。盡管其仍然形成一個(gè)網(wǎng)，間距將變大，使得納米線和納米管之間的開放空間更多。間距可為其下一層的間距的1.5至5倍。還可有另一層由直徑為大約1微米或更大的微絲組成。間距可為其下一層的間距的1. 5至5倍。應(yīng)理解，該層210可與該層200形狀一致。可選地，取決于納米管或納米線的厚度，一些可為在該層200上具有分離的、非共形的一層。在一個(gè)非限制性示例中，此層210 可經(jīng)溶液沉積在層100上，這樣，通過稀釋該溶液將會(huì)使納米線或納米管在液體中更分散， 從而增加間距。在該溶液沉積步驟中，一些實(shí)施例可在納米線或納米管的溶液中包括粘合劑。其他實(shí)施例可不使用粘合劑和/或溶劑而沉積該開放模式層。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，可通過非基于真空的方法沉積這些導(dǎo)電層中的一層或多層，這些方法通常產(chǎn)量高、成本低。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)納米管或納米線網(wǎng)的開放度或間距，從而可使用更高薄層電阻(> 500歐姆/方塊)的導(dǎo)電連接層。可選地，一些實(shí)施例可使用更高薄層電阻(> 600歐姆/方塊)的導(dǎo)電連接層?？蛇x地，一些實(shí)施例可使用更高薄層電阻(> 700歐姆/方塊)的導(dǎo)電連接層?？蛇x地，一些實(shí)施例可使用更高薄層電阻(> 800歐姆/ 方塊)的導(dǎo)電連接層?？蛇x地，一些實(shí)施例可使用更高薄層電阻(> 900歐姆/方塊)的導(dǎo)電連接層。可選地，一些實(shí)施例可使用更高薄層電阻(> 1000歐姆/方塊)的導(dǎo)電連接層。應(yīng)理解，該連接層可以是下層、上層或兩者皆是。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的另一特征是納米線的直徑比被吸收用于生成光電流的光的波長小很多。從吸收層匯集電流的各向同性導(dǎo)電連接層可由任何導(dǎo)電金屬氧化物(如ΙΤ0、 ai0、Sn0等)、導(dǎo)電聚合物(PED0T、聚苯胺、聚吡咯等)或兩者的組合制成?？蓪?duì)該導(dǎo)電底層濺射、溶液涂布或經(jīng)低溫轉(zhuǎn)化前體(納米微粒、溶膠-凝膠)?？砂错樞蚧蛲瑫r(shí)應(yīng)用導(dǎo)電連接層和納米線網(wǎng)。而且，對(duì)于溶液工藝，可把納米線與連接層前體材料預(yù)混合，然后施加在CIGS/CdS 上面。也可以把納米線嵌入高薄層電阻導(dǎo)電基體中獲得一復(fù)合層，而不是兩個(gè)不同的層。最后，也可以首先放置納米線網(wǎng)，然后在該網(wǎng)上涂布，并用透明導(dǎo)電材料(ΙΤ0微粒、TCO前體或?qū)щ娋酆衔?填滿納米線之間的空隙?？赡苄枰捎玫蜏赝嘶鸩襟E來提高薄層傳導(dǎo)性并把接觸電阻降至最低。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，該電輸送層由一層或多層導(dǎo)電材料/納米線組成， 其用于為該吸收層(CIGS/CdS或CdTe)輸送電流。作為非限制性示例，有兩種方法使納米線互相連接標(biāo)準(zhǔn)方法是退火...但應(yīng)理解，如果納米線沒有在粘合劑中涂布，則只有通過壓制這些納米線，它們的連接才有用...如果該輥筒是硬輥筒。示例1 使用其中帶有納米線的導(dǎo)電溶膠-凝膠制成該混合型透明導(dǎo)電層。示例2 不帶任何粘合劑沉積一層納米線或納米管，然后在該納米線或納米管層上真空沉積和/或溶液沉積一共形層100，其作為粘合劑以及共形電荷采集層。示例3 不帶任何粘合劑沉積一層納米線或納米管，然后壓制該層以連接納米線。 可有或沒有底層100。一些實(shí)施例可在首先沉積納米線層110后，沉積層100。納米線66和/或其他導(dǎo)電纖維材料可在提供部分光透明度的填充密度上提供電導(dǎo)。在一些實(shí)施例中，可按預(yù)定間距沉積該納米線66，該預(yù)定間距將控制涂層的密度?？蛇x地，該層在從大約400nm至大約IlOOnm的光譜范圍內(nèi)具有非常小的吸光度。如圖2A所示， 該納米線66在沉積后類似纖維或網(wǎng)格狀涂層。應(yīng)理解，該纖維導(dǎo)體可與或不與i-ZnO —起使用。除了納米線之外，也可使用其他合適的材料作為可印刷透明導(dǎo)體。一些實(shí)施例可包括基于金屬的納米裝配的層，其適合用作透明導(dǎo)體。這些材料性質(zhì)上也可以是纖維狀的。可通過多種技術(shù)和裝置制造在制備低成本、長壽命的薄膜太陽能電池中應(yīng)用這些材料，特別是在低成本的金屬箔上構(gòu)造的電池，包括具有發(fā)射極穿孔卷繞結(jié)構(gòu)的電池。合適的溶液沉積方法示例包括選自濕涂布、噴涂布、旋轉(zhuǎn)涂布、刮刀涂布、接觸印刷、頂部加料反面印刷、底部加料反面印刷、噴嘴加料反面印刷、凹版印刷、微凹版印刷、反面微凹版印刷、 間隙直接印刷、輥筒涂布、狹縫涂布、邁耶棒涂布、機(jī)頭直接涂布、雙機(jī)頭直接涂布、毛細(xì)管涂布、噴墨印刷、噴射沉積、噴霧沉積、氣霧噴射沉積、浸涂、網(wǎng)絡(luò)涂布、微凹版網(wǎng)絡(luò)涂布或其組合中的至少一種方法。納米線的這些應(yīng)用可獲得更低的成本、更好的耐用性、更好的熱穩(wěn)定性和更高的效率。當(dāng)然，也可使用其他非基于溶液的技術(shù)。盡管替代已知透明電極的工作很有希望，在其工藝的方便性或成本方面仍具有挑戰(zhàn)。當(dāng)該納米線66與可印刷CIGS —起在具有蒸發(fā)硒/RTP硒化和薄i-SiO的玻璃上使用時(shí)，電池性能會(huì)變?cè)?低分流電阻)。經(jīng)過進(jìn)一步研究，出現(xiàn)分流的一個(gè)原因是吸收層56過于粗糙，無法被i-ZnO保護(hù)，而與&ι0:Α1不同，其電性能可能不適合進(jìn)一步的保護(hù)。為了解決其中的一些此類問題，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可通過設(shè)計(jì)一個(gè)與該透明導(dǎo)電層的較為光滑的界面來解決此問題。這可涉及調(diào)整或修改其上形成該吸收層56的基底或其他技術(shù)。通過修改底層，即可帶來更為平滑的吸收層56，而不需在該吸收層56上實(shí)際增加額外的表面處理。如果該吸收層56已是充分平滑，則該分流問題會(huì)被降至最低程度， 可使用多種材料在該界面上提供所需的絕緣。在這種情況下，可以在納米線層66之前沉積的層示例為通過標(biāo)準(zhǔn)溶液涂布沉積的絕緣聚合物、通過浸涂或浸浴技術(shù)沉積的聚合電解質(zhì)、形成無機(jī)或金屬-有機(jī)層的溶膠-凝膠或類似材料。請(qǐng)參見圖2E，現(xiàn)將描述本發(fā)明太陽能電池的頂層的側(cè)剖面視圖。此實(shí)施例示出了可作為結(jié)配合層的層Mo，比如但不限于CdS層、其他II-VI材料等等。可選地，該層240可為諸如但不限于i-ZnO或其他氧化物材料(摻雜或未摻雜)的層。如圖2E所示，該納米線 66可被布置在層240上的隨機(jī)位置。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用一粘合層固定該納米線66。 可在該納米線66上和/或下沉積透明導(dǎo)電材料層250。在圖2E的實(shí)施例中，該透明導(dǎo)電材料層250是沉積在該納米線66上。請(qǐng)參見圖2F，其示出了一個(gè)沒有粘合劑的實(shí)施例，其中該納米線66被直接封閉在該透明導(dǎo)電材料層250中。在一個(gè)實(shí)施例中，一種具有更高粘度的溶劑，比如超過100CPS 的溶劑，可被用作在干燥時(shí)盡可能減少納米線移動(dòng)的溶劑。這使得該納米線66和該層250 之間的表面接觸更好，這是因?yàn)樵搶?50將能夠更直接地包圍該納米線66。在使用粘合劑的實(shí)施例中，因?yàn)樵撜澈蟿┑慕佑|或覆蓋，該納米線66將不可避免地?fù)p失一些表面積。可通過僅在溶劑中沉積納米線至目標(biāo)層，而不使用粘合劑，這樣就產(chǎn)生了無粘合劑的實(shí)施例。請(qǐng)參見圖2G，一些實(shí)施例將使底層240功能化，這樣在該層240上具有接受區(qū)域 260，其可接受該納米線66或改善與該納米線66的接觸，以將其固定到位，直到該層250被沉積至該納米線66上，如圖2F所示。在一個(gè)非限制性示例中，該層240可為ITO薄層M0， 其上在銀納米線和該經(jīng)功能化層的-SH端260之間有強(qiáng)相互作用的位置經(jīng)16-巰基十六烷基酸修改。該鏈的-OH端與該層240接觸，而-SH端位于該層的遠(yuǎn)端以吸引銀納米微?；蚣{米線。當(dāng)然，可使用與16-巰基十六烷基酸或具有吸引銀或其他材料的納米線的配合基或基團(tuán)的其他材料相似的材料，以處理將要涂布納米線的基底或?qū)印Ｕ?qǐng)參見圖2H，其示出在該太陽能電池上的該納米線66的一部分的頂視圖。如此圖所示，至最近的納米線存在有最大距離270，且可把該系統(tǒng)配置為該層250可具有允許電流流至最近納米線66的薄層電阻，同時(shí)與在無納米線網(wǎng)的實(shí)施例中所用的那些相比，其更薄、更便宜。粗糙度請(qǐng)參見圖3A至3C，在具有粗糙吸收層56的本發(fā)明的其他實(shí)施例中，可使用一層或多層或表面處理來彌補(bǔ)該粗糙度。在一些實(shí)施例中，可在將取代i-aio的絕緣層上進(jìn)行該表面處理。為便于圖示，在圖3A和3C中顯示結(jié)配合58。如圖所示，其可為直接在層56之上并與其接觸的層(共形或不共形)。請(qǐng)參見圖3A，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可包括用厚度足夠覆蓋該吸收層56全部表面的絕緣體70涂布該吸收層56。該網(wǎng)狀或網(wǎng)孔狀透明導(dǎo)體66可位于此絕緣體70之上。該絕緣體70在零電壓情況下防止分流。這可采用上述候選材料或用比正常情況厚的i-SiO實(shí)現(xiàn)。該層70的厚度可在大約50nm至大約IOOOnm的范圍內(nèi)?？蛇x地，該層70的厚度可在大約IOOnm至大約500nm的范圍內(nèi)。可選地，該層70的厚度可在大約150nm至大約300nm 的范圍內(nèi)。在此實(shí)施例中，理想情況是吸收層56中的電子能夠方便地從吸收層56中的低點(diǎn)移出。這可通過具有最小厚度的絕緣體70而解決，這樣電子直接向上移動(dòng)穿過絕緣體(如箭頭72所示)。可選地，該吸收層56具有足夠的傳導(dǎo)性，使得電子可自行移至該吸收層56 的高點(diǎn)(如箭頭74所示)，然后通過該絕緣體70的較薄區(qū)域移出。請(qǐng)參見圖:3B，其示出在該透明導(dǎo)電層之前放置或涂布共形絕緣體80的另一方法。 共形覆蓋該表面的絕緣體層將解決分流問題和電子移動(dòng)性問題。因?yàn)槌练e技術(shù)會(huì)影響可被使用的材料類型，可用作共形絕緣體80的材料會(huì)有所不同。獲得共形層的一些合適技術(shù)包括但不限于以下技術(shù)CBD、ALD、(參見舊公開內(nèi)容，包括關(guān)于分流保護(hù)的公開)。該材料列表將取決于所用技術(shù)，不過其中包括氧化鋁、硅石、通過分層技術(shù)長成的絕緣聚合物。所得的各層組合仍保留了一定的表面粗糙度，不過由于絕緣體80的共形覆蓋，裸露或未被絕緣的點(diǎn)數(shù)被盡可能地減少了，由此盡可能地減少了分流。請(qǐng)參見圖3C，其示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例通過在該粗糙吸收層56上沉積兩層解決分流問題和電子移動(dòng)性問題。作為非限制性示例，該兩層可包括找平導(dǎo)電層 90和絕緣體92。最后的方法(較不優(yōu)選，因其具有一個(gè)額外步驟)首先使用導(dǎo)體填充低點(diǎn)。 如果該導(dǎo)體象&ι0:Α1 —樣良好，則納米線的數(shù)目可被降至最低?？蛇x地，沒有完全燒結(jié)溫度的溶膠-凝膠TCO、TCO微粒等可為合適的此類導(dǎo)體。然后，該絕緣體可在納米線層之前被涂布在頂部。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，通過硒蒸氣技術(shù)(在Al箔上)獲得的平滑度將使得該納米線層66能適當(dāng)?shù)毓ぷ鞫划a(chǎn)生分流。此實(shí)施例在印制CIG上運(yùn)用納米線層，其條件可生成平滑的CIGS。使用諸如所述金屬箔的更為平滑的基底將制成更為平滑的吸收層。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)該納米線的應(yīng)用可能使&ι0:Α1更薄。此實(shí)施例沒有替代&ι0:Α1，而是將其與合適的網(wǎng)狀導(dǎo)體一起使用。薄至大約IOOnm的SiO: Al可能已足夠阻止分流?？蛇x地，該aiO:Al層厚度可為大約100至大約200nm。可選地，該&ι0:Α1層厚度可為大約100至大約500nm?？稍诖藢由闲纬杉{米線(納米線沒有可量測(cè)的“厚度”)。 相反地，它們凝聚在一起并形成微粒單層。這節(jié)省&ι0:Α1所用的濺射時(shí)間和材料。在一個(gè)實(shí)施例中，該ZnO Al可在該納米線或其它網(wǎng)狀層之下。在一個(gè)實(shí)施例中，該ZnO Al可在該納米線或其它網(wǎng)狀層之上。替代實(shí)施例可選地，該網(wǎng)狀透明導(dǎo)體與&ι0:Α1 —起使用以獲得更薄的&ι0:Α1層。作為非限制性示例，用納米線作為第一層，而用非常薄的金屬氧化物涂層作為上層，其為下面的納米線涂層提供機(jī)械聚合力(比如作為粘合劑)，并提供上表面化學(xué)耐久性，從而獲得較長工作壽命。該SiO Al層的厚度可在大約50nm至大約500nm的范圍內(nèi)?？蛇x地，可使用網(wǎng)狀透明導(dǎo)體替代CdS和&10?？赏ㄟ^一種合適的粘合劑固定該網(wǎng)狀透明導(dǎo)體?？墒褂弥T如aiS、CdS或SiO的材料作為基質(zhì)，其中該網(wǎng)狀透明導(dǎo)體被用于提高周圍材料(ais、cds或aio)的傳導(dǎo)率，而該周圍材料被用作該吸收層的結(jié)配合?？蛇x地，與粘合劑一起為該層提供穩(wěn)定性。該粘合劑可為一種導(dǎo)電粘合劑。該粘合劑可為一種適合被用作該吸收層的結(jié)配合的材料?？蛇x地，在該納米線層和CIGS/(CcK)之間使用該同樣的粘合劑制成一薄層以代替i-ZnO防止分流?？蛇x地，與經(jīng)ALD沉積的絕緣體(比如，使用ALD頂涂層)一起為下面的納米線提供粘合功能，。并在現(xiàn)場(chǎng)提供與電池穩(wěn)定性有關(guān)的環(huán)境保護(hù)功能?？蛇x地，與絕緣體粘合劑或其他上層一起保護(hù)該裝置，由此，只有穿透該保護(hù)層才能實(shí)現(xiàn)電接觸(例如通孔)?？蛇x地，可在金屬穿孔卷繞(MWT)型太陽能電池上使用網(wǎng)狀透明導(dǎo)體層。請(qǐng)參見圖4，其示出了該實(shí)施例的更多細(xì)節(jié)。如果與MWT太陽能電池一起使用，則以下內(nèi)容可適用a.網(wǎng)狀透明導(dǎo)體層可被用作發(fā)射極穿孔卷繞(MWT)電池結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電透明頂涂層， 其中所用的薄層電阻為大約10至大約1000歐姆/方塊，可選地為大約40至大約200歐姆 /方塊，或可選地為大約50至大約100歐姆/方塊。b.網(wǎng)狀透明導(dǎo)體層可在形成經(jīng)絕緣的孔后，被沉積在MWT電池堆上作為導(dǎo)電透明頂涂層，由此提供橫向薄層電導(dǎo)和通孔電導(dǎo)。c.網(wǎng)狀透明導(dǎo)體層可被用作導(dǎo)電透明組分，以提供更好的熱膨脹配合和與MWT的制造材料更好的粘合，由此得到更好的電池耐久性。請(qǐng)注意，MWT的另一優(yōu)點(diǎn)與溶液的加工性能有關(guān)，即穿孔對(duì)其造成的損害較小，或者可在孔形成后再應(yīng)用它們，并把它們用作穿孔卷繞導(dǎo)體?？蛇x地，可在金屬箔上制備的CIGS上使用網(wǎng)狀透明導(dǎo)體層(由此即為其提供全部絕緣體覆蓋所需要的平滑度)。可選地，可使用網(wǎng)狀透明導(dǎo)體層，從而使得各層或線< 0.01歐姆/方塊。可選地，可使用網(wǎng)狀透明導(dǎo)體層，從而使得各層或線 50歐姆/方塊。可選地，可使用網(wǎng)狀透明導(dǎo)體層，從而使得各層或線 200歐姆/方塊，以用于MWT 技術(shù)。盡管上面使用了 aiO:Ai和i-aiO，應(yīng)理解，其運(yùn)用僅為示例性的，就更普遍的意義上來說，各種“導(dǎo)電TCO”和“絕緣TCO”較為合適。TCE 質(zhì)量以下內(nèi)容為非限制性的，即太陽能電池上的透明導(dǎo)體所需要的傳導(dǎo)率水平為大約 100 Ω /方塊，可選地，不超過大約200 Ω /方塊，且可選地，低至10 Ω /方塊或更低，在從大約 400至大約IlOOnm的光譜范圍內(nèi)的吸光度非常小(實(shí)際和100%透光率之間的差值應(yīng)理想地全部為反射，對(duì)于已實(shí)現(xiàn)的TCO薄膜的折射率，其為大約10-15% )。ITO薄膜，特別是當(dāng)其在數(shù)百攝氏度下沉積時(shí)，可提供20 Ω /方塊，而沒有吸光度；如低于該值，則吸光度開始變得很大。Al: ZnO情況相似，不過總體而言沒有那么好。在這兩種情況下，在該波長范圍的大部分區(qū)域，透光率為大約85-90%。
避免透明氧化物固有困難的一個(gè)方法是非常窄的優(yōu)異金屬導(dǎo)體線，它們彼此之間間距很寬。為了說明該結(jié)構(gòu)的性能，考慮一組40nm寬、40nm高的銀線的電阻。如果平行放置1000根該線，彼此間隔IOpm (這樣整組為Icm寬)，則薄層電阻將是100 Ω /方塊，這對(duì)太陽能電池電極來說是有用范圍。同時(shí)，透光率將>99% (被遮蔽面積為0.4%)。以下內(nèi)容為非限制性的，即科學(xué)文獻(xiàn)(Cathy Murphy等，Nanoletters，第3卷，667 頁，2003)中已描述了銀納米棒的合成，該銀納米棒直徑為大約35nm(士5nm)，長度為幾微米(最長至18微米)。這些實(shí)質(zhì)上為單晶體的納米棒的傳導(dǎo)率接近大塊銀的電阻系數(shù)，即 1. 6χ 10_6 Ω cm。因此，如果它們可被連接成連續(xù)線并軸線平行地布置，它們可在兩倍或更好的范圍內(nèi)達(dá)到以上建議的假設(shè)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)此類連接的一種方法是把這些棒簡(jiǎn)單地排列起來，使得其末端平均彼此接近，并在彼此之間引入導(dǎo)電介質(zhì)。該導(dǎo)電介質(zhì)可以具有低很多的傳導(dǎo)率，比如AI:ZnO。由此得到一組電阻值很低的幾微米長的電阻，與總體說來短很多的具有高電阻值的電阻串聯(lián)。 高電阻值元件的精確長度取決于這些棒的取向方法。例如，可使用流動(dòng)取向這些棒沉積在線性涂層流中，如同網(wǎng)狀涂層通常所做的那樣。這些棒的極大長徑比幫助它們定向于流動(dòng)方向；可使用聚合物(稍后去除)來限定此排列。如果這些棒如所預(yù)期的那樣在流動(dòng)方向上主要排成列狀，則一條鏈的實(shí)際阻值可能只是理想連續(xù)鏈阻值的幾倍。另一選擇為，可采用封蓋技術(shù)為各鏈附上功能末端基團(tuán)。我們根據(jù)文獻(xiàn)已知，與配合基(通常為有機(jī)或有機(jī)金屬分子)的反應(yīng)速率對(duì)晶面敏感，這樣可優(yōu)選把基團(tuán)加到棒末端而不是其側(cè)面。然后，可通過這些基團(tuán)把這些棒連接成長鏈。請(qǐng)注意，此類棒的實(shí)際有效性比簡(jiǎn)單計(jì)算要高，因?yàn)樯鲜稣诒问歉鶕?jù)正方截面的假設(shè)進(jìn)行計(jì)算的。實(shí)際上，這些棒是圓的，而這意味著射至其上的光線將被彈至各個(gè)方向。 如果它們被封閉在一包圍介質(zhì)中，而該介質(zhì)的折射率通常在1.4-1. 7的范圍內(nèi)，則具有相對(duì)垂直方向的反射角大于巧5度的光線將全在內(nèi)部被反射至該介質(zhì)-空氣界面，且當(dāng)它們第二次下來時(shí)，它們不大可能再射至另一根銀納米棒，這樣，它們將進(jìn)入該太陽能電池吸收層。因此，仔細(xì)選擇包圍介質(zhì)(具體來說，其上表面與空氣接觸的電介質(zhì))可產(chǎn)生高至幾個(gè)百分點(diǎn)的光阻擋，但就光損失而言，其仍然優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)方案。這意味著這些棒橫向間距可小于lOum，而這提高了棒末端之間納米級(jí)間隔的幾率?？赏ㄟ^諸如濺射的常規(guī)手段或通過一些溶液技術(shù)提供該電連接介質(zhì)。關(guān)于該金屬材料一種可能是使用具有較低熔點(diǎn)(優(yōu)選熔點(diǎn)范圍為150-250°C ) 的導(dǎo)電材料微粒，將該層(及基底)加熱至該金屬材料與其他微粒燒結(jié)但不損壞其下各層的溫度。示例包括Sn-Bi、Pb-Sn、ai-Sn、Ag-Sn和Al_Sn。另一種可能是使用至少兩種不同類型金屬微粒(或薄片)的混合物，其中一種微粒的熔點(diǎn)低于150°C，優(yōu)選低于100°C，經(jīng)加熱可形成具有高熔點(diǎn)的導(dǎo)電合金(固體-溶液或線性復(fù)合物)，優(yōu)選遠(yuǎn)高于150°C。示例包括，把諸如(ia、CS、Rb和Hg的低熔點(diǎn)材料與諸如ALCuje和Ni的高熔點(diǎn)材料相結(jié)合以形成例如Al-Ga固體-溶液、Cu-Ga固體-溶液或線性復(fù)合物等的合金。關(guān)于方法兩步沉積法，首先是具有低有機(jī)物含量的導(dǎo)電材料，然后是具有高有機(jī)物含量的機(jī)械性能穩(wěn)定劑，在需要限制使用壓制和/或加熱的情況下，該方法將改善該導(dǎo)電基質(zhì)的形態(tài)，并擴(kuò)展該導(dǎo)電材料與其之下表面的接觸面積，而上表面不一定與導(dǎo)電材料直接接觸。
優(yōu)選工藝為滾動(dòng)條式(roll-to-roll)，但不排除使用剛性基底。沉積方法包括但不限于滾動(dòng)條式原子層沉積(R2R-ALD)、滾動(dòng)條式化學(xué)氣相沉積(R2R-CVD)、透明導(dǎo)電薄膜的滾動(dòng)條式層壓(R2R-層壓)、通過諸如微凹版涂層及可溶金屬有機(jī)前體噴涂的濕沉積。于 2004年2月19日提交的美國專利申請(qǐng)序號(hào)10/782，233描述了一些合適的串列式滾動(dòng)條式技術(shù)，其通過引用被整體并入本說明書中以用于各種用途。可選地，該透明導(dǎo)電電極薄膜可包括材料為金屬、導(dǎo)電氧化物、導(dǎo)電氮化物、共軛分子、共軛聚合物、富勒烯、TCO微粒、經(jīng)摻雜半導(dǎo)體微粒(球體、四腳體、棒、線)、焊劑、 Ga-汞合金、TCO -MQ、GZO、BZO、ITO 等等?？蛇x地，該材料可為含Al、( 和/或B&TC0微粒的有機(jī)金屬前體?？蛇x地，該方法可包括沉積以下材料的分子溶解或固體的微粒含Si和諸如Al、 B.Ga的摻雜物和/或其他摻雜物的有機(jī)金屬前體、石墨片等等和/或前述物質(zhì)的組合。所述技術(shù)中的任一種均可與此處所述的任何其他技術(shù)單獨(dú)或多個(gè)結(jié)合使用?？蛇x地，該方法可包括使用超薄金屬(比如Ti、Zn、& 等等)層(使用諸如但不限于無電沉積、ALD、對(duì)經(jīng)溶液沉積的可溶金屬前體的熱分解等等)提供銀指與TCO之間的金屬接觸，不過通過諸如大氣氧等離子體氧化未暴露的金屬將提高透明度；Cu、Sn、Hf、Ru?？蛇x地，該方法可包括在下層的TCE中整合入跡線/格柵/指狀物/線條。通常在薄膜PV、液晶顯示器、發(fā)光二極管和其他光電子應(yīng)用中，透明導(dǎo)電層為一種在緩慢、昂貴的真空設(shè)備中沉積的透明導(dǎo)電氧化物。已開發(fā)的新的較低成本材料和較低成本沉積方法包括納米線或金屬納米線的溶液沉積，這兩者均生成導(dǎo)電管/線的多少有點(diǎn)隨機(jī)的滲濾網(wǎng)。通常通過與聚合物基質(zhì)共沉積或在其上涂布聚合物基質(zhì)來穩(wěn)定這些網(wǎng)。對(duì)滲濾網(wǎng)的依賴及因此產(chǎn)生的漂移電導(dǎo)與通過該線/管電導(dǎo)的結(jié)合限制了傳導(dǎo)率和/或透明度，特別是在需要同時(shí)提高透明度和傳導(dǎo)率的情況下，比如本說明書中的層210的情況。在此處所述的本發(fā)明的此實(shí)施例中，不僅可以使用替代方法，從電和光的角度，它還可以獲得更好的組合性能，即意味著在本發(fā)明中，可以對(duì)傳導(dǎo)率(在所有三個(gè)維度上)和光性能(把光損失降至最低)進(jìn)行更方便、獨(dú)立的調(diào)整。制備低溫固化透明導(dǎo)體的優(yōu)選方法是把透明嵌段共聚物的溶液沉積與同時(shí)或隨后金屬前體的沉積相結(jié)合，其將填充金屬組織的三維網(wǎng)中的孔。根據(jù)嵌段共聚物的類型及用于金屬化多孔、組織良好的嵌段共聚物網(wǎng)的化學(xué)原理，填充孔的操作可以在最終產(chǎn)品中的堆/基底上面進(jìn)行，或者另外地，可隨后將其作為一個(gè)機(jī)械穩(wěn)定的薄膜移至最終產(chǎn)品上并進(jìn)行層合，由此完成對(duì)孔的填充?？赏ㄟ^電沉積、無電沉積(如化學(xué)浴沉積、化學(xué)表面沉積和水平浴沉積)、噴涂、溶液涂層、溶液印刷等來填充該嵌段共聚物結(jié)構(gòu)中的孔。可使用與金屬納米粉的濕化學(xué)合成中所用相似的前體?？捎糜谔畛湓摼酆衔锞W(wǎng)的其他沉積方法包括原子層沉積、化學(xué)氣相沉積等等。除了使用轉(zhuǎn)化成金屬的金屬前體填充該聚合物網(wǎng)之外，可使用炭黑、富勒烯、金屬納米粉、透明導(dǎo)電氧化物前體(溶膠-凝膠)、TCO納米粉，或通過真空沉積TC0(或金屬) 填充該多孔聚合物網(wǎng)。對(duì)于轉(zhuǎn)移一個(gè)填滿導(dǎo)電材料的機(jī)械穩(wěn)定聚合物薄膜至最終產(chǎn)品上的情況，后兩個(gè)示例(使用真空沉積來填充多孔聚合物網(wǎng))會(huì)特別有用，在這種情況下，最終產(chǎn)品無法承受高溫，而該聚合物網(wǎng)的固化(帶/不帶該導(dǎo)電網(wǎng)的固化)需要高溫。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可包括基于多晶CIGS (銅-銦-鎵-雙硒，但不排除任何其他的IB、IIIA、VIA族元素，比如鋁和硫)的高效薄膜太陽能電池，其通常在頂部具有一透明導(dǎo)電氧化物，要求額外的導(dǎo)電模式來匯集電流，同時(shí)電阻損失最小。需要降低沉積這些模式的成本，以把該太陽能電池板的總成本降至最低。通過溶液沉積制備高導(dǎo)電模式的一個(gè)主要困難是能否配制一種油墨(漿、膏、分散劑、乳化液、漆)，可以把導(dǎo)電材料通過溶液沉積至基底上，而不會(huì)對(duì)基底(透明導(dǎo)電氧化物)的接觸電阻及該模式大部分中的傳導(dǎo)率造成有機(jī)添加劑可能會(huì)有的不良影響，這是因?yàn)榻?jīng)溶液沉積的模式通常依賴于微粒之間的漂移電導(dǎo)，由此使得傳導(dǎo)率(以及該雙相模式中的導(dǎo)電材料與該基底的接觸面積)對(duì)該雙相系統(tǒng)(絕緣有機(jī)和導(dǎo)電材料)的形態(tài)非常敏感。另外，隨后進(jìn)行加熱(溫度和時(shí)間)以機(jī)械穩(wěn)定這些模式和/或改善接觸電阻和/或改善體電導(dǎo)率，需要對(duì)此加熱進(jìn)行限制以避免損壞其下的各層。而且，該油墨中的有機(jī)添加劑和導(dǎo)電組分的熱膨脹系數(shù)差異通常很大，這會(huì)對(duì)溶液沉積后的加熱造成困難或會(huì)隨著時(shí)間的推移，影響這些模式的穩(wěn)定性。為了克服用于溶液沉積的常用油墨的這些缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種新的材料和方法。關(guān)于材料一個(gè)實(shí)施例采用具有較低熔點(diǎn)(優(yōu)選熔點(diǎn)范圍為150_250°C )的導(dǎo)電材料微粒(或薄片)，將該模式(及基底)加熱至該導(dǎo)電材料燒結(jié)但不損壞其下各層的溫度。示例包括Sn-Bi、Pb-Sn、ai-Sn、Ag-Sn*Al-Sn。另一種可能是使用至少兩種不同類型微粒(或薄片)的混合物，其中一種微粒的熔點(diǎn)低于150°C，優(yōu)選低于100°C，經(jīng)加熱可形成具有高熔點(diǎn)的導(dǎo)電合金(固體-溶液或線性復(fù)合物)，優(yōu)選遠(yuǎn)高于150°C。示例包括，把諸如Ga、Cs、Rb和Hg的低熔點(diǎn)材料與諸如Al、Cu、Fe和Ni的高熔點(diǎn)材料相結(jié)合以形成例如 Al-Ga固體-溶液、Cu-Ga固體-溶液或線性復(fù)合物等的合金。關(guān)于方法一個(gè)實(shí)施例可使用一種兩步沉積法，首先是具有低有機(jī)物含量的導(dǎo)電材料，然后是具有高有機(jī)物含量的機(jī)械性能穩(wěn)定劑，該方法將改善該導(dǎo)電基質(zhì)的形態(tài)，并擴(kuò)展該導(dǎo)電材料與基底(TCO)之間的接觸面積。優(yōu)選工藝為滾動(dòng)條式，但不排除使用剛性基底。光伏裝置化學(xué)原理獲得用于該吸收層的所需半導(dǎo)體膜需要多種不同的化學(xué)原理，而該經(jīng)溶液沉積的透明導(dǎo)體不限于任何特定類型的太陽能電池或吸收層。以下內(nèi)容為非限制性的，即制備用于光伏裝置的活性層的過程如下配制球形和/或非球形微粒的油墨，這兩種油墨各自含有選自IB、IIIA和/或VIA族的至少一種元素，用該油墨涂布基底以形成前體層，然后加熱該前體層以形成致密薄膜。作為非限制性示例，該微粒本身可為元素微粒或合金微粒。在一些實(shí)施例中，該前體層在一步工藝中形成所需的IB-IIIA-VIA族化合物。在其他實(shí)施例中，采用兩步工藝，其中先形成致密薄膜，然后在合適的空氣中進(jìn)一步處理該致密薄膜以形成所需的IB-IIIA-VIA族化合物。應(yīng)理解，一些實(shí)施例中可能不需要對(duì)該前體層的化學(xué)還原和/或致密化，特別是在該前體材料不含氧或基本上不含氧的情況下。因此，如果是在無空氣的條件下處理該微粒且它們不含氧，則可選地，可跳過按順序的兩步加熱中的第一加熱步驟。由此獲得的用于一步或兩步工藝的IB-IIIA-VIA族化合物優(yōu)選地為Cu、In、Ga 和硒(Se)的化合物和/或以(Mn(1_x)GiixS2形式存在的硫(S)，其中0彡χ彡1及 0彡y彡1?？蛇x地，由此獲得的IB-IIIA-VIA族化合物可為Cu、In、Ga和硒(Se)的化合物和/或以CuzIn(1_x)( ^)Se2y形式存在的硫(3)，其中0.5彡2彡1.5，0彡1彡1.0及 0彡y彡1. 0。可選地，由此獲得的IB-IIIA-VIA族薄膜可為Cu、Irufei和硒(Se)的化合物和/或以CuZlndyGASbWgSeh+形式存在的硫(S)，其中0. 5彡ζ彡1. 5，0彡χ彡1. 0， 0彡y彡1.0及0彡w彡0.5。應(yīng)理解，在本說明書中對(duì)該IB-IIIA-VIA材料的描述中，可包括除了 Cu、In、fei、Se 和S以外的其他IB、IIIA和VIA族元素，且連字號(hào)的使用(“-”，如Cu-k或Cu-In-Se)不代表化合物，其代表由連字號(hào)連接的元素的共混物。還應(yīng)理解，IB族有時(shí)被稱為第11族， IIIA族有時(shí)被稱為第13族，而VIA族有時(shí)被稱為第16族。另外，VIA(16)族中的元素有時(shí)被稱為硫族元素。在本發(fā)明的實(shí)施例中，幾種元素可被結(jié)合在一起或彼此互相替代，比如^ 和( 或％和S，在這些情況下，本領(lǐng)域常見的做法是把那些可以被結(jié)合或互換的元素放入一對(duì)括號(hào)里，比如(In, Ga)或(Se，S)。本說明書中有時(shí)也使用這種方便的方法進(jìn)行描述。 最后，也是為了方便起見，采用通常接受的化學(xué)符號(hào)對(duì)元素進(jìn)行討論。適合用于本發(fā)明方法的IB族元素包括銅(Cu)、銀(Ag)和金(Au)。優(yōu)選的IB族元素為銅(Cu)。適合用于本發(fā)明方法的IIIA族元素包括鎵(( )、銦an)、鋁(Al)和鉈(Tl)。優(yōu)選的IIIA族元素為鎵 (Ga)和/或銦(In)。有關(guān)的VIA族元素包括硒(Se)、硫(S)和碲(Te)，優(yōu)選的VIA族元素為％和/或S。應(yīng)理解，也可使用諸如但不限于以上任何元素的合金、固體溶液和化合物的混合物。該固體微粒的形狀可以是此處所述的任何形狀。高效電池配置應(yīng)理解，如圖1所示及如以上段落所述而制造的該裝置可適用于高效電池配置， 其詳情如圖4A所示。圖4A示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中光電子裝置的陣列100。在一些實(shí)施例中，可認(rèn)為在光電子裝置的陣列100中，彼此互相串聯(lián)。該陣列100包括第一裝置模塊101和第二裝置模塊111。該裝置模塊101和111可為諸如太陽能電池的光伏裝置，或諸如發(fā)光二極管的發(fā)光裝置。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該裝置模塊101和111為太陽能電池。 該第一和第二裝置模塊101和111附在絕緣載體基底103上，其可由諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)的塑料材料制成，厚度可為例如大約50微米。該絕緣載體基底103可依次附在更厚的結(jié)構(gòu)膜105上，其例如可由諸如熱塑性聚烯烴(TPO)或三元乙丙橡膠(EPDM)的聚合屋面薄膜材料制成，以協(xié)助把該陣列100安裝在諸如屋頂?shù)氖彝馕恢?。作為非限制性示例，該裝置模塊101和111可為大約4英寸長、12英寸寬，它們可從長很多的片材上切下，而該片材包含被層壓在一起的幾層。各個(gè)該裝置模塊101、111 一般可包括裝置層102、112，其與底電極104、114相接觸，并包括位于底電極104、114與導(dǎo)電后平面108、118之間的絕緣層106、116。應(yīng)理解，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，該導(dǎo)電后平面 108,118可被描述為后側(cè)頂電極108、118。該底電極104、114、絕緣層106、116和后平面 108、118使基底Sp &支持該裝置層102、112。在現(xiàn)有技術(shù)的電池中，通過在絕緣基底上沉積薄金屬層形成基底，與此相比，本發(fā)明的實(shí)施例采用基于諸如箔的柔性體導(dǎo)電材料的基底Si、S20盡管諸如箔的散裝材料比現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)真空沉積的金屬層厚，它們卻更便宜、更容易獲得，并更容易加工。優(yōu)選地，至少該底電極104、114由諸如鋁箔的金屬箔制成。另一選擇為，可使用銅、不銹鋼、鈦、鉬或其他合適的金屬箔。作為示例，該底電極104、114和后平面108、118可由大約1微米至大約 200微米厚的鋁箔制成，優(yōu)選為大約25微米至大約100微米厚；該絕緣層106、116可由諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)的大約1微米至大約200微米厚的塑料箔材料制成，優(yōu)選為大約10微米至大約50微米厚。在一個(gè)實(shí)施例中，其中，該底電極104、114、絕緣層106、 116和后平面108、118被疊加在一起形成起始基底Sp &。盡管箔可被用于該底電極104、 114和該后平面108、118，也可能在該絕緣層106、116的后面采用細(xì)網(wǎng)作為后平面。可通過導(dǎo)電油墨或漆把這樣的網(wǎng)印刷在該絕緣層106、116的后面。其中該導(dǎo)電漆或油墨的一個(gè)示例是DowComing PI-2000高導(dǎo)電銀油墨，該產(chǎn)品由位于密西根州米德蘭的道康寧公司提供。DowComing 是位于密西根州米德蘭的道康寧公司的注冊(cè)商標(biāo)。另外，可通過陽極化用于該底電極104、114或該后平面108、118或兩者的箔表面，或通過經(jīng)現(xiàn)有噴涂、涂布或印刷技術(shù)施加絕緣涂層而形成該絕緣層106、116。該裝置層102、112 —般包括活性層107，其位于透明導(dǎo)電層109和該底電極104之間。應(yīng)理解，該透明導(dǎo)電層109可為此處所述的任何經(jīng)溶液沉積的透明導(dǎo)體。可選地，該透明導(dǎo)電層109可為金屬棒、納米線、網(wǎng)狀或網(wǎng)格型電極，其元件之間有充分的間距以便在從大約400nm至大約IlOOnm的光譜范圍內(nèi)基本上是透明的，同時(shí)能橫向輸送電荷。它們可帶或不帶粘合劑。作為示例，該裝置層102、112可為大約2微米厚。至少該第一裝置101包括位于該透明導(dǎo)電層109和該后平面108之間的一個(gè)或多個(gè)電接觸120。穿過該透明導(dǎo)電層109、該活性層107、該底電極104和該絕緣層106形成該電接觸120。該電接觸120在該透明導(dǎo)電層109和該后平面108之間提供一條導(dǎo)電通道。該電接觸120與該活性層107、該底電極104和該絕緣層106電絕緣。該電接觸120可各自包括穿過該活性層107、該透明導(dǎo)電層109、該底電極104和該絕緣層106的通孔。各通孔直徑可為大約0. 1毫米至大約1. 5毫米，優(yōu)選地為0. 5毫米至大約1毫米?？赏ㄟ^沖擊或鉆孔，例如通過機(jī)械、激光或電子束鉆孔或通過這些技術(shù)的組合形成該通孔。用絕緣材料122涂布通孔側(cè)壁，以形成穿過該絕緣材料122至該后平面108 的通道。該絕緣材料122的厚度可在大約1微米和大約200微米之間，優(yōu)選地在大約10微米和大約200微米之間。優(yōu)選地，該絕緣材料122應(yīng)至少有10微米厚，以確保能完全覆蓋其后裸露的導(dǎo)電表面?？赏ㄟ^包括例如噴墨印刷或環(huán)狀噴嘴配送的多種印刷技術(shù)形成該絕緣材料122。由導(dǎo)電材料制成的塞子1 至少部分塞入該通道，并在該透明導(dǎo)電層109和該后平面108之間形成電接觸。同樣地，該導(dǎo)電材料可被印制。例如，合適的材料和方式是對(duì)焊劑的噴墨印刷(得克薩斯州柏拉諾的Microfab公司稱之為“solderjet”，該公司出售可用于此用途的設(shè)備)。也可以使用本領(lǐng)域熟知的導(dǎo)電粘合材料的印刷，只要隨后有時(shí)間去除溶劑并固化即可。該塞子1 直徑可在大約5微米和大約500微米之間，優(yōu)選地在大約25微米和大約 100微米之間。作為非限制性示例，在其他實(shí)施例中，該裝置層102、112可為大約2微米厚，該底電極104、114可由大約100微米厚的鋁箔制成；該絕緣層106、116可由大約25微米厚的諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)的塑料材料制成；而該后平面108、118可由大約25微米厚的鋁箔制成。該裝置層102、112可包括活性層107，其位于透明導(dǎo)電層109和該底電極104 之間。在此實(shí)施例中，至少該第一裝置101包括位于該透明導(dǎo)電層109和該后平面108之間的一個(gè)或多個(gè)電接觸120。穿過該透明導(dǎo)電層109、該活性層107、該底電極104和該絕緣層106形成該電接觸120。該電接觸120在該透明導(dǎo)電層109和該后平面108之間提供一條導(dǎo)電通道。該電接觸120與該活性層107、該底電極104和該絕緣層106電絕緣?？刹捎弥T如超聲焊接的其他形成界面的技術(shù)幫助在該導(dǎo)電塞子IM和該基底 108之間形成良好的接觸。一個(gè)有用技術(shù)的示例為J.Jay Wimer在“三維芯片級(jí)無鉛工藝” (Semiconductor International，2003年10月1日)中所描述的金球凸點(diǎn)制作技術(shù)， 其經(jīng)引用被并入本說明書中?？稍谕裹c(diǎn)上印刷普通焊劑或?qū)щ娪湍蛘澈蟿Ｔ谛纬赏椎倪^程中，重要的是避免在該頂電極109和該底電極104之間形成短路。因此，除了諸如鉆孔或沖擊的機(jī)械切除技術(shù)之外，一種有利的補(bǔ)充為用激光燒蝕在靠近通孔口部處去除一小塊數(shù)微米深、數(shù)微米寬的材料。另一選擇是，可采用化學(xué)蝕刻工藝去除直徑略大于該通孔的透明導(dǎo)體。例如，可通過噴墨印刷或模版印刷把蝕刻劑滴印刷至合適的位置，從而把蝕刻限制在局部位置。避免短接的另一方法包括在沉積該透明導(dǎo)電層109之前，在該活性層107上沉積一絕緣材料薄層。優(yōu)選地，此絕緣層為數(shù)微米厚，并可在1至100微米的范圍內(nèi)。因?yàn)樗鼉H在要形成通孔的區(qū)域沉積(并稍稍超過通孔的邊線)，它的存在不影響該光電子裝置的操作。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，該層的結(jié)構(gòu)與于2004年3月25日提交并授予Karl Pichler 的美國專利申請(qǐng)序號(hào)10/810,072中所述結(jié)構(gòu)相似，該專利申請(qǐng)經(jīng)引用被并入本說明書中。 當(dāng)穿過此結(jié)構(gòu)鉆孔或沖孔時(shí)，在該透明導(dǎo)電層109和該底電極104之間有一層絕緣體，其相對(duì)這些層以及相對(duì)機(jī)械切除工藝的精度而言較厚，因此不會(huì)出現(xiàn)短接?？捎萌魏畏奖愕慕^緣體作為此層的材料，優(yōu)選地為可被數(shù)字(如噴墨)印制的材料。其示例包括熱塑性聚合物，比如尼龍PA6(熔點(diǎn)(m.p.)223°C )、乙縮醛(m.p.l65°C)、 PBT(結(jié)構(gòu)上與PET相似，但用丁基替代乙基(m. p. 217°C )和聚丙烯(m. p. 165°C )，但這絕不是可用材料的全部列表。這些材料也可被用于該絕緣層122。盡管噴墨印刷可令人滿意地形成絕緣體島，本發(fā)明的范圍中也包括其他印刷或沉積方法(包括常規(guī)照相平版印刷)。在形成通孔的過程中，有益的方法是通過至少兩個(gè)最初分開的組分制造該光電子裝置，其中一個(gè)組分由絕緣層106、底電極104和其上的層102組成，而第二個(gè)組分包含該后平面108。然后，在形成穿過復(fù)合結(jié)構(gòu)106/104/102的通孔后，但在填充該通孔前，將這兩個(gè)組分疊加在一起。在此疊加和通孔形成后，該后平面108就被疊加至此復(fù)合結(jié)構(gòu)，而該通孔就如上所述被填充。盡管噴射印制的焊劑或?qū)щ娬澈蟿┌捎糜谛纬稍搶?dǎo)電通孔塞子IM的材料， 也可以通過機(jī)械手段形成此塞子。因此，例如，把一根具有適當(dāng)直徑的絲放在該通孔中，強(qiáng)制其與該后平面108接觸，在所需要的高度割斷以形成該塞子124，其方式類似金球凸點(diǎn)制作技術(shù)。另一選擇是，可通過機(jī)械手把具有該尺寸的預(yù)制針腳放入該孔中。可把該針腳或絲固定在位，并在放置該針腳之前，通過印制非常薄的一層導(dǎo)電粘著劑幫助或確保其與該基底的電連接。這樣，就解決了導(dǎo)電粘著劑的粗塞子需要很長時(shí)間干燥的問題。該針腳上可具有尖端或鋸齒，它們稍微刺入該后平面108，以進(jìn)一步幫助接觸。此類針腳可具有早已存在的絕緣，比如絕緣絲或涂層絲(如通過氣相沉積或氧化反應(yīng))?？稍谑┘釉摻^緣材料之前把它們放入通孔中，這樣就更容易引入此材料。如果該針腳由合適的硬金屬制成，并具有稍呈錐形的頂端，則其可在沖孔步驟中用來形成該通孔。該針腳代替沖頭或鉆頭而被插入該復(fù)合結(jié)構(gòu)106/104/102至一定深度， 使得其頂端正好穿透底部；然后，當(dāng)基底108被疊加至此復(fù)合結(jié)構(gòu)時(shí)，該頂端稍微刺入該基底并形成良好接觸。例如，可通過該針腳可恰好放入的管子施加機(jī)械壓力或空氣壓力，使得這些針腳刺入未鉆孔的基底。該第一裝置模塊101可被附在載體基底103上，使得該后平面108與該薄導(dǎo)電層 128形成電接觸，同時(shí)使該薄導(dǎo)電層128的一部分裸露。然后，可在該薄導(dǎo)電層128的裸露部分和該第二裝置模塊111的底電極114的裸露部分之間形成電接觸。例如，可在該薄導(dǎo)電層1 上放置一導(dǎo)電材料凸塊129(如，更導(dǎo)電的粘著劑)，其放置位置對(duì)準(zhǔn)該底電極114 的裸露部分。當(dāng)該第二裝置模塊111被附在載體基底上時(shí)，該導(dǎo)電材料凸塊129的高度使其足夠與該底電極114的裸露部分接觸。可選擇缺口 117、119的尺寸，使得該薄導(dǎo)電層128 基本沒有可能與該第二裝置模塊111的后平面118發(fā)生不良接觸。例如，相對(duì)于該絕緣層 116，把該后平面118的邊緣切除大約400微米的切除額CB115相對(duì)于該絕緣層116，把該底電極114的邊緣切除比CB1大很多的切除額CB2?？蛇x地，后側(cè)導(dǎo)體或后平面108可按幻影段131所示，延伸至鄰近電池的底電極114的下方。在一個(gè)實(shí)施例中，可通過諸如但不限于超聲焊接、激光焊接、軟焊或其它技術(shù)的多種方式生成電連接，從而把該兩層131和114連接到一起?？蓮澢蛘{(diào)整該層131的形狀，以便更好地與段114接觸。一些實(shí)施例中，該層 131中可設(shè)有孔、開口或切割部分以便幫助附著。優(yōu)選地，該裝置層102、112的類型可，比如，在滾動(dòng)條式系統(tǒng)中被大規(guī)模制造。有非常多的不同類型的裝置結(jié)構(gòu)可被用于該裝置層102、112。作為示例且不限制一般性，圖 IA中的插圖示出了在該裝置層102中的CIGS活性層107和相關(guān)層的結(jié)構(gòu)。作為示例，該活性層107可包括基于含IB、IIIA和VIA族元素的材料的吸收層130。優(yōu)選地，該吸收層 130包括IB族的銅(Cu)、IIIA族的鎵(Ga)和/或銦(In)和/或鋁，及VIA族的硒(Se)和 /或硫(S)元素。于2001年7月31日授予Eberspacher等人的美國專利6，268, 014和于 2004年11月4日公告并授予Bulent Basol的美國專利申請(qǐng)公告號(hào)US2004-0219730A1中描述了此類材料(有時(shí)被稱為CIGS材料)的示例，這兩者均通過引用被并入本說明書中。 通常在該吸收層130和該透明導(dǎo)電層109之間設(shè)有窗口層132作為結(jié)配合。作為示例，該窗口層132可包括硫化鎘(CdS)、硫化鋅( 或硒化鋅( ),或其中兩種或更多的一些組合。例如，可通過化學(xué)浴沉積或化學(xué)表面沉積把這些材料層沉積至大約50nm至大約IOOnm 的厚度?？稍谠摰纂姌O104和該吸收層130之間設(shè)有由不同于該底電極的金屬制成的接觸層134，以防止金屬從該底電極104擴(kuò)散出來。例如，如果該底電極104由鋁制成，則該接觸層134可為鉬層。盡管作為示例，在此描述了 CIGS太陽能電池，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，互相串聯(lián)技術(shù)的實(shí)施例可被應(yīng)用于任何類型的太陽能電池結(jié)構(gòu)。此類太陽能電池的示例包括但不限于基于非晶硅的電池、Graetzel電池結(jié)構(gòu)(其中，在由數(shù)納米大小的二氧化鈦微粒構(gòu)成的光透明薄膜上涂布單層電荷轉(zhuǎn)移染料以敏化該薄膜，以用于集光)、具有無機(jī)多孔半導(dǎo)體模板的納米結(jié)構(gòu)層，其孔被一種有機(jī)半導(dǎo)體材料填充(參見，例如，美國專利申請(qǐng)公告 US2005-0121068A1，其通過引用被并入本說明書中)、聚合物/共混電池結(jié)構(gòu)、有機(jī)染料、和 /或C6tl分子、和/或其他小分子、微晶硅電池結(jié)構(gòu)、隨機(jī)放置的納米棒和/或散布在有機(jī)基質(zhì)中的四腳體、基于量子點(diǎn)的電池、或上述的組合。另外，此處所述互相串聯(lián)技術(shù)的實(shí)施例可被用于太陽能電池以外的光電子裝置?，F(xiàn)已通過參照特定實(shí)施例描述并圖示了本發(fā)明。但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，在不偏離本發(fā)明精神和范圍的前提下，可對(duì)程序和協(xié)議作出各種改變、更改、修改、替換、刪除或添加。例如，對(duì)于任一上述實(shí)施例，盡管為了方便討論起見，披露了納米線的形狀，應(yīng)理解，諸如具有不同長徑比的棒形、狗骨形、圓形微粒、橢圓形微粒的任何幾何形狀，或不同幾何形狀的單個(gè)或多個(gè)組合，或其他微粒配置均可用于形成此處所述的滲濾網(wǎng)。應(yīng)理解，此處的實(shí)施例可適用于由其他材料制成的網(wǎng)狀導(dǎo)體，比如基于貴金屬或貴金屬納米結(jié)構(gòu)的網(wǎng)或網(wǎng)格(或其合金)，且不限于納米線。應(yīng)理解，可在一步中沉積該納米線層，而在第二步中應(yīng)用粘合劑?？蛇x地，同時(shí)應(yīng)用該粘合劑和該網(wǎng)狀導(dǎo)體。在一些實(shí)施例中，該網(wǎng)狀導(dǎo)體被懸浮在分散劑中，同時(shí)沉積一材料層(例如用于該結(jié)配合或該透明導(dǎo)體的材料)和溶液。一些實(shí)施例中可具有一層網(wǎng)狀的透明導(dǎo)體，然后其上為一層aio?？蛇x地，這些位置可反過來，ZnO在底部，而該網(wǎng)狀透明導(dǎo)體在上面。如前所述，ZnO的使用完全是示例性的，可以使用其他透明材料。一些實(shí)施例中可包括鍍層納米線，比如但不限于在納米線上鍍有金或其他材料的防腐蝕層的鍍層納米線，所用技術(shù)比如但不限于Olga Krichevski等人在“薄表面活性劑溶液薄膜中金-銀納米線的形成”(Langmuir，2006， 22 (3) ,867-870頁)或“薄表面活性劑溶液薄膜中金-銀納米線的生長電子顯微鏡研 %" (Journal of Colloid and Interface Science，第 314 卷，第 1 期，2007 年 10 月 1 日， 304-309頁)所描述的那些技術(shù)。這兩者均通過引用被整體并入本說明書中以用于各種用途。于2006年3月13日提交的美國專利申請(qǐng)序號(hào)11/375，515中討論了納米結(jié)構(gòu)層和納米線的實(shí)施例，其通過引用被整體并入本說明書中以用于各種用途。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的任一實(shí)施例可被應(yīng)用于幾乎任何類型的太陽能電池材料和/或結(jié)構(gòu)。例如，太陽能電池中的該吸收層可以是由以下材料構(gòu)成的吸收層硅、非晶硅、有機(jī)低聚體或聚合物(對(duì)于有機(jī)太陽能電池)、雙層或互相貫通層或無機(jī)及有機(jī)材料(對(duì)于混合型有機(jī)/無機(jī)太陽能電池)、在液體或基于凝膠的電解質(zhì)中的染料敏化二氧化鈦納米微粒(對(duì)于Graetzel電池，其中，在由數(shù)納米大小的二氧化鈦微粒構(gòu)成的光透明薄膜上涂布單層電荷轉(zhuǎn)移染料以敏化該薄膜，以用于集光)、銅-銦-鎵-硒 (對(duì) CIGS 太陽能電池)、CdSe、CdTe、Cu(In，Ga) (S, Se)2、Cu (In，Ga，Al) (S, Se, Te) Cu-In, In-Ga、Cu-Ga、Cu-In-Ga、Cu-In-Ga-S、Cu-In-Ga_Se、II-VI 材料、IB-VI 材料、CuZnTe、CuTe、 SiTe、其他吸收材料、IB-IIB-IVA-VIA吸收材料，和/或上述材料的組合，其中活性材料以數(shù)種形式中的任一種存在，包括但不限于散裝材料、微顆粒、納米微粒或量子點(diǎn)?？赏ㄟ^真空或非真空工藝形成該CIGS電池?？蛇x地，一些實(shí)施例可為選自IB-IIB-IVA-VIA族化合物的吸收層。另外，其他可能的吸收層可基于非晶硅(經(jīng)摻雜或未摻雜)、具有無機(jī)多孔半導(dǎo)體模板的納米結(jié)構(gòu)層，其孔被一種有機(jī)半導(dǎo)體材料填充(參見，例如，美國專利申請(qǐng)公告 US 2005-0121068A1，其通過引用被并入本說明書中)、聚合物/共混電池結(jié)構(gòu)、有機(jī)染料、 和/或C6tl分子、和/或其他小分子、微晶硅電池結(jié)構(gòu)、散布在有機(jī)基質(zhì)中隨機(jī)放置的無機(jī)材料納米棒和/或四腳體、基于量子點(diǎn)的電池、或上述的組合。這些類型的電池當(dāng)中有很多可以在柔性基底上制造。另外，本說明書中以范圍的格式提出濃度、數(shù)量和其他數(shù)值數(shù)據(jù)。應(yīng)理解，僅為了方便和簡(jiǎn)潔起見才使用此種范圍格式，其應(yīng)被靈活地解釋為不僅包括被明確列舉作為此類范圍極限的數(shù)值數(shù)據(jù)，還包括該范圍內(nèi)的所有單個(gè)數(shù)值或子范圍，如同各數(shù)值及子范圍被明確列舉。例如，大約Inm至大約200nm的厚度范圍應(yīng)被理解為包括被明確列舉的限值大約Inm和大約200nm，還包括單個(gè)尺寸，比如但不限于2nm、3nm、4nm，及子范圍，例如IOnm至 50nm、20nm 至 lOOnm，等等....僅為了其于本發(fā)明提交日期前的披露而提供此處所討論或引用的出版物。本說明書中的任何內(nèi)容均不得被解釋為承認(rèn)本發(fā)明無權(quán)通過先前發(fā)明而先于此類出版物發(fā)生。另外，所提供的出版物日期可能與實(shí)際出版的日期不符，這可能需要獨(dú)立核實(shí)。通過引用把本說明書中所提到的所有出版物并入本說明書中，以便披露并描述與被引用的出版物內(nèi)容相關(guān)的結(jié)構(gòu)和/或方法。例如，于2007年3月30日提交的美國專利申請(qǐng)序號(hào)60/909，357、 于2007年4月20日提交的美國專利申請(qǐng)序號(hào)60/913，沈0、于2008年10月30日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)61/109，898，和美國專利公告2007/0074316通過引用被整體并入本說明書中以用于各種用途。以下文章也通過引用被并入本文以用于各種用途G.A. Gelves 等人，“銀和銅納米線在聚苯乙烯復(fù)合物中的低電子滲濾閾值”(Advanced Functional Materials，第 16 卷，第 18 期，2423-2430 頁，2006 年出版)、Hsu, H. P. ；M. C. Huang (1999)， “在平面隨機(jī)晶格和其對(duì)偶晶格中的滲濾閾值、臨界指數(shù)和標(biāo)度函數(shù)”(Physical Review E 60(1999) :6361-6370)、Suding，P. N. ；R. Μ. Ziff (1999)，“阿基米德晶格的位置滲濾閾值” (Physical Review E 60(1) :275-283)、Parviainen, Robert (2007)，“阿基米德晶格上的鍵滲濾閾值估值” (J. Phys. A 40 :9253-9258)、Ziff，R. M. ；Hang Gu (2009)， “類kagom6晶格的臨界滲濾閾值的通用條件”(Phys.Rev.E 79(2) :020102R)和ykes， Μ. F. ;J.W.ESSam(1964)，“對(duì)于二維位置和鍵問題的精確臨界滲濾幾率” (Journal of Mathematical Physics(N. Y.)5(8) :1117-1127)。以上全面描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是可對(duì)它們進(jìn)行各種替代和修改。因此， 不應(yīng)參照以上描述來決定本發(fā)明的范圍，而是應(yīng)參照所附權(quán)利要求書及其全部等同物來決定本發(fā)明的范圍。任何特征，(不論是否為優(yōu)選)均可與任何其他特征(不論是否為優(yōu)選) 相結(jié)合。在權(quán)利要求書中，不定冠詞“一”指其后物件的數(shù)量為一或更多，另有明確說明的除外。本發(fā)明的權(quán)利要求書不應(yīng)被理解為具有方法+功能的限制，除非在某一權(quán)利要求中通過術(shù)語“...的方法”明確地列舉出此類限制。
權(quán)利要求
1.一種方法，所述方法包括，形成一種太陽能電池，其包括a)用導(dǎo)電材料制成的比通常厚度要薄的透明頂電極， 其厚度為50nm或更小，和b)相互連接的納米線形成的網(wǎng)，其與該頂電極相接觸和/或被該頂電極覆蓋。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中與另一電池相比，該頂電極和納米線網(wǎng)提高了該太陽能電池的總功率輸出；除了以下不同外，該另一電池與該電池完全相同其僅使用a)該材料制成的頂電極層，其厚度和透光率等于該頂電極與該納米線網(wǎng)的合計(jì)厚度和透光率， 或b)相互連接的納米線網(wǎng)，其厚度等于該合計(jì)厚度和透光率。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該納米線僅使用溶劑簡(jiǎn)單涂覆，而不用粘合劑。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括隨后使用粘合劑在其上涂覆該納米線。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中該粘合劑為導(dǎo)電聚合物。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該納米線被覆蓋于該太陽能電池之上，隨后使用計(jì)示硬度值為50-100的硬輥將其壓入該太陽能電池之中，由此不需使用熱退火處理。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中從該透明頂電極之任何位置至該網(wǎng)中最近納米線的最大距離范圍為1至10微米。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中從該透明頂電極之任何位置至該網(wǎng)中最近納米線的最大距離范圍為2至5微米。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中不帶該納米線的該透明頂電極的電阻為至少大約每方塊500歐姆或更高。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中不帶該納米線的該透明頂電極的電阻為至少大約每方塊300歐姆或更高。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，包括將該透明頂電極材料濺鍍至該納米線上。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中隨機(jī)放置該納米線。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過壓力使該納米線與該透明頂電極耦合，而不采用退火步驟，從而將該納米線連接形成一滲濾網(wǎng)。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該納米線與該透明頂電極耦合，而不需加熱高于 150°C。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該納米線與該透明頂電極耦合，而不需加熱高于 100°C。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中帶有該納米線網(wǎng)層的該頂電極的透光率為至少 90%。
17.一種方法，所述方法包括，形成一光伏吸收層和一結(jié)配合層；形成具有第一厚度的混合型透明導(dǎo)電層，該層包括用于從該結(jié)配合層匯集電荷的各向同性層；與該各向同性層接觸的納米線網(wǎng)層；其中，與另一電池相比，該混合型透明導(dǎo)電層提高該太陽能電池的總光伏效率；該另一電池僅使用a)其厚度等于第一厚度的各向同性層，或b)其厚度等于第一厚度的納米線網(wǎng)層。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其包括其中該混合型透明導(dǎo)電層具有50nm或更少的厚度，且比通常的透明頂電極薄，其中不帶該納米線的該混合型透明導(dǎo)電層的電阻為大于每方塊200歐姆。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該混合型透明導(dǎo)電電極的透光率為至少90%。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該納米線被覆蓋于該太陽能電池之上，隨后使用計(jì)示硬度值為85的硬輥將其壓入該太陽能電池之中，由此不需使用熱退火處理。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該各向同性層與該吸收層的上表面形狀一致。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該各向同性層具有至少一個(gè)底表面，其與該吸收層的上表面形狀一致地保持接觸，從而該各向同性層可以從該吸收層匯集電荷。
23.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該納米線層中的納米線之間有足夠的間距，以便在大約400nm至800nm范圍中的波長上為基本透明。
24.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該各向同性層包括一溶膠-凝膠層。
25.—種太陽能電池，其包括 光伏吸收層；具有第一厚度的混合型透明導(dǎo)電層，該層包括用于從該吸收層匯集電荷的各向同性層，該各向同性層具有可產(chǎn)生至少為每方塊500 歐姆的高薄層電阻的最小厚度；與該各向同性層接觸的納米線層；該納米線層的間距在大約1微米至大約10微米之間；其中，與另一電池相比，該混合層提高該太陽能電池的總功率輸出；除了以下不同外， 該另一電池與該電池完全相同其僅使用a)其厚度等于第一厚度的各向同性層，或b)其厚度等于第一厚度的納米線層。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于經(jīng)改善光伏設(shè)備的方法和設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，薄膜太陽能電池的透明電極部分地被一片納米線替換。本發(fā)明中使用的技術(shù)包括形成一種太陽能電池，其包括a)用導(dǎo)電材料制成的比通常厚度要薄的透明頂電極，其具有經(jīng)減少的厚度，和b)相互連接的納米線形成的網(wǎng)，其與該頂電極相接觸和/或被該頂電極覆蓋。在一些實(shí)施例中，與另一電池相比，該頂電極和納米線網(wǎng)提高了該太陽能電池的總功率輸出。除了以下不同外，該另一電池與該電池完全相同其僅使用a)該材料制成的頂電極層，其厚度和透光率等于該頂電極與該納米線網(wǎng)合計(jì)的厚度和透光率，或b)相互連接的納米線，其厚度等于該合計(jì)的厚度和透光率。
文檔編號(hào)H01L31/042GK102365753SQ200980153399
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者C.厄本, H.F.普恩, J.K.J.范杜倫, J.R.希茨, M.R.魯濱遜 申請(qǐng)人:納米太陽能公司