薄膜太陽能電池模塊以及具有該模塊的溫室的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種薄膜太陽能電池模塊（1），該模塊在至少第一波長(zhǎng)區(qū)基本上是半透明的。該模塊包括一個(gè)光電層（20），設(shè)置用于接收太陽輻射，并將與至少第一波長(zhǎng)區(qū)不同的至少第二波長(zhǎng)區(qū)中的太陽輻射轉(zhuǎn)化為電能，該模塊還可包括選擇性反射層（30），其靠著光電層設(shè)置，用于選擇性地反射光電層透射的所述第二波長(zhǎng)區(qū)中的輻射。該模塊進(jìn)一步包括另一光電層（40），用于吸收并將至少第二波長(zhǎng)區(qū)中的輻射轉(zhuǎn)換為電能，選擇性反射層（30）設(shè)置在光電層（20）和另一光電層（40）之間，其中，至少第一波長(zhǎng)區(qū)包括從350nm到500nm的第一波段和從600nm到700nm的第二波段，而第二波長(zhǎng)區(qū)包括一個(gè)從500nm延伸到600nm的波長(zhǎng)范圍。
【專利說明】薄膜太陽能電池模塊以及具有該模塊的溫室
[0001]發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種薄膜太陽能電池模塊。
[0003]本發(fā)明還涉及一種設(shè)置有薄膜太陽能電池模塊的溫室。
_4] 相關(guān)技術(shù)
[0005]溫室對(duì)于植物(比如蔬菜和花卉)的生長(zhǎng)非常重要。白天溫室中的植物受日光照射，而夜晚(暗時(shí))則使用人造光源。一個(gè)重要的問題是，在夜晚時(shí)溫室照射植物會(huì)使用大量的能量。另一方面，白天植物僅吸收日光光譜的某一部分，而日光光譜的余下部分未被使用。
[0006]EP2230695公開了一種光伏溫室，其包括:主溫室框架結(jié)構(gòu)，含有多個(gè)豎直壁和由所述豎直壁支撐的屋頂；以及安裝在所述屋頂上的至少一個(gè)薄膜太陽能電池模塊，其通過在光電層中選擇性地吸收預(yù)先設(shè)定的太陽光光波段以將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，其中所述被至少一個(gè)薄膜太陽能電池模塊選擇性透射的太陽能包括了促進(jìn)給定植物的光合作用所需的日光的光波段。
[0007]另外也有一些光電模塊，其除了具有選擇性吸收的光電層之外還具有選擇性反射層，其反射帶與選擇性吸收的光電層的吸收帶基本處于相同范圍。這樣，光電模塊的效率就提高了。其實(shí)例在Y.Galagan, M.G.Debije,和P.Blom所著《具有有機(jī)波長(zhǎng)依賴反射器的半透明有機(jī)太陽能電池》(應(yīng)用物理快報(bào)98，043302_2011)中有描述。
[0008]溫室通常設(shè)置有附加的光源以在晚上照射室內(nèi)的植物。這些光源發(fā)出的大量輻射作為雜散輻射而逸出，導(dǎo)致“光污染”問題?！肮馕廴尽倍x為在夜晚過量或突兀的光。在人口稠密的地區(qū)，來自溫室的“光污染”的問題非常相關(guān)。環(huán)境中過度的光照會(huì)對(duì)居住于溫室附近的人們的身體健康造成負(fù)面影響(比如缺乏睡眠)。希望減小這種光污染，并且將至少一部分雜散輻射轉(zhuǎn)換為電能。從EP2230695所知的薄膜太陽能電池模塊即能夠轉(zhuǎn)換雜散輻射。然而，其不可能使用除了具有選擇性吸收的光電層之外還具有選擇性反射層的光電模塊。該反射層會(huì)在適合光電層波段的雜散輻射到達(dá)光電層之前就將其反射。希望可以提供既能夠轉(zhuǎn)換從溫室外部接收的日光輻射又能夠轉(zhuǎn)換從溫室內(nèi)部照明源發(fā)出的雜散輻射并仍具有提高的轉(zhuǎn)換效率的光電模塊。
[0009]值得注意的是，另一個(gè)光伏設(shè)備已被公開于Lunt等人所著的《用于窗戶和能量收集應(yīng)用的透明的近紅外有機(jī)光伏太陽能電池》(APPLIEDPHYSICS LETTERS, vol.98, (2011-03-17)，113305-1-113305-3頁)。Lunt公開了一種具有光伏電池的光伏設(shè)備(ΙΤ0/Mo03; CIAIPC-C60-; BCP/IT0)，其在光譜的可見光部分是透明的，并具有選擇性反射紅外波段輻射的反射器DBR。Lunt宣稱:“我們注意到在波長(zhǎng)為695至910nm的范圍內(nèi)具有99%的高反射率，也使得這些設(shè)備對(duì)于建筑降溫中同時(shí)NTR排斥非常有用。” Lunt進(jìn)一步指出，“通過將子電池串聯(lián)層疊，并將有源層吸收范圍深入到紅外波段，該材料在設(shè)為幾乎相同的可見光透射率的情況下，>2%-3%的效率是可能的?！卑l(fā)明概要
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種改進(jìn)的薄膜太陽能電池模塊，該薄膜太陽能電池模塊在至少一個(gè)第一波長(zhǎng)區(qū)中基本半透明，其中光電層被設(shè)置為接收太陽輻射，并將不同于至少一個(gè)第一波長(zhǎng)區(qū)的至少一個(gè)第二波長(zhǎng)區(qū)中的太陽輻射轉(zhuǎn)換為電能。該薄膜太陽能電池模塊具有選擇性反射層，該選擇性反射層靠著光電層設(shè)置，以反射光電層透射的所述第二波長(zhǎng)區(qū)中的輻射。該模塊還包括另一層光電層，吸收并將至少第二波長(zhǎng)區(qū)中的輻射轉(zhuǎn)換為電能。選擇性反射層被設(shè)置在光電層(以下也稱為第一光電層)和另一光電層(以下也稱為第二光電層)之間。
[0011]根據(jù)本發(fā)明第一方面的薄膜太陽能電池模塊特別適用于應(yīng)用輔助照明的溫室(例如沒有太陽輻射的情況下)。輔助輻射源發(fā)出的處于第二波長(zhǎng)區(qū)的雜散輻射被第二層光電層吸收并轉(zhuǎn)換成電能。設(shè)在第一和第二光電層之間的選擇性反射層提高了兩個(gè)光電層的效率。所述至少一個(gè)第一波長(zhǎng)區(qū)包括了從350nm至500nm的第一波段和從600nm至700nm的第二波段，并且，第二波長(zhǎng)區(qū)包括了從500nm延伸至600nm的波長(zhǎng)范圍。
[0012]如上所示，Lunt指出具有光伏設(shè)備的子電池可以被堆疊。然而Lunt表示堆疊的子電池應(yīng)當(dāng)具有彼此不同的感光度范圍。即，堆疊中的一層應(yīng)當(dāng)具有深入到紅外范圍的有源層吸收。與此鮮明對(duì)比的是，在根據(jù)本發(fā)明的薄膜太陽能電池模塊中，光電層和另一光電層都能吸收并轉(zhuǎn)換第二波長(zhǎng)區(qū)的輻射。
[0013]沒有直接被第一光電層吸收的第二波長(zhǎng)區(qū)內(nèi)的太陽能輻射被選擇性反射層反射，然后至少被部分吸收并轉(zhuǎn)換為電能。
[0014]考慮到第一光電層吸收并轉(zhuǎn)換光子輻射的一部分Cpa，同時(shí)選擇性反射層在至少一個(gè)第二波長(zhǎng)區(qū)具有反射率Crr，則(l-Cpa)*Crr的部分被反射回第一光電層，并且附加的Cpa* (1-Cpa) *Crr部分被第一光電層吸收并轉(zhuǎn)換為電能。因此在第二波長(zhǎng)區(qū)，該薄膜太陽能電池模塊的吸收率被提高了 l+(l-Cpa)*Crr的因數(shù)。假定選擇性反射層在第一波長(zhǎng)區(qū)中的透射率為Crt,則意味著該薄膜太陽能電池模塊的選擇性改善了(1+( 1-Cpa) *Crr)*Crt。
[0015]同樣地，第二波長(zhǎng)區(qū)內(nèi)的未被第二光電層直接吸收的雜散輻射被選擇性反射層反射，然后至少被部分地吸收并轉(zhuǎn)換為電能。
[0016]在實(shí)踐中，選擇性反射層可以被設(shè)計(jì)為緊密接近所需的高反射光譜，同時(shí)只有適度的吸收損失。例如，選擇性反射層可以透射第一波長(zhǎng)區(qū)的90%并反射第二波長(zhǎng)區(qū)的90%。在該情況下，具有吸收并轉(zhuǎn)換光子輻射的Cpa=0.5的部分的光電層的薄膜太陽能電池模塊的選擇性被提高1.4的因數(shù)。
[0017]通過選擇性反射所述第二波長(zhǎng)區(qū)部分中的輻射，原先會(huì)損失的輻射現(xiàn)在被光電層吸收，同時(shí)在至少一個(gè)第一波長(zhǎng)區(qū)中的輻射可以無阻礙地被傳輸?shù)綔厥业膬?nèi)部。附加吸收的輻射被轉(zhuǎn)換為電能，這樣提高了轉(zhuǎn)換能量，同時(shí)保持了與光合作用相關(guān)的波段中的日光的良好透射率。
[0018]所述至少一個(gè)第一波長(zhǎng)區(qū)包括了范圍從3 5Onm至5OOnm的第一波段和范圍從600nm至700nm的第二波段。相應(yīng)地,薄膜太陽能電池模塊應(yīng)當(dāng)透射在這些波長(zhǎng)范圍中的至少50%的輻射。優(yōu)選其中的透射率為至少75%。甚至更優(yōu)選其中的透射率為至少90%。
[0019]在所述實(shí)施例中,第二波長(zhǎng)區(qū)從500nm延伸到600nm。選擇性反射層應(yīng)當(dāng)反射第二波長(zhǎng)區(qū)中的輻射的50%。優(yōu)選其中的反射率為至少75%。甚至更優(yōu)選其中的反射率為至少90%。
[0020]本處引用的Y.Galagan等人所著文章描述了可由溶液加工的有機(jī)波長(zhǎng)相關(guān)的手性向列型膽甾型液晶反射器，以用于半透明的有機(jī)太陽能電池。該膽甾型液晶(CLC)只反射日光光譜的很窄的一個(gè)帶寬，而對(duì)于其余波長(zhǎng)則保持透明。該反射帶與有機(jī)太陽能電池的吸收譜相匹配，使得只有適合光電轉(zhuǎn)換的未被吸收的光子被反射，從而第二次通過有源層。這樣，半透明有機(jī)太陽能電池的效率可以提高，同時(shí)沒有顯著損失透明度。可以進(jìn)一步參考 S.H.Chen 所著 “Photoracemization broadening of selective reflectionandpolarization band of glassy chiral-nematic films (玻璃手性向列型膜的選擇性反射和偏振帶的光外消旋化拓寬)”(Liquid Crystals (液晶)，2000，Vol.27，N0.2，201-209 頁)。
[0021]其他已知的方法例如在USP7515336B2，USP6847483和USP6197224中有描述。同時(shí)，用于設(shè)計(jì)包括多個(gè)子層的選擇性反射層的軟件可以購買到，比如來自SoftwareSpectra Inc 公司(http: //www.sspectra.com/)的 TFCalc 軟件包。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種具有改進(jìn)型薄膜太陽能電池模塊的溫室。根據(jù)此第二方面的該光伏溫室包括:主溫室框架結(jié)構(gòu)，其含有壁，該壁圍出內(nèi)部空間以用于種植植物；以及至少一個(gè)薄膜太陽能電池模塊，其安裝在所述壁上。該壁具有多個(gè)壁部分，比如，該壁具有豎直部分和頂部分?；蛘撸摫诳梢孕纬蔀閱蝹€(gè)部分，比如半球型部分。
[0023]附圖簡(jiǎn)述
[0024]這些和其他方面的內(nèi)容參考附圖被更詳細(xì)地描述。其中:
[0025]圖1示出了葉綠素a和b的吸收光譜，
[0026]圖2示出了常規(guī)的薄膜太陽能電池模塊，
[0027]圖3示出了在白天時(shí)的具有常規(guī)薄膜太陽能電池模塊的溫室，
[0028]圖3A顯示了夜晚時(shí)的圖3所示的溫室，
[0029]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面的薄膜太陽能電池模塊的實(shí)施例，
[0030]圖5示出了夜晚時(shí)的根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)方面的溫室的實(shí)施例，
[0031]圖6更詳細(xì)地示出了根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面的所述薄膜太陽能電池模塊的方面。
[0032]實(shí)施例的詳細(xì)描述
[0033]不同示意圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的元素，除非另有說明。
[0034]在以下詳細(xì)描述中，許多具體細(xì)節(jié)被闡述，以便徹底理解本發(fā)明。然而，需了解，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以不用這些具體細(xì)節(jié)而實(shí)踐本發(fā)明。在其他實(shí)例中，眾所周知的方法、過程和部件沒有被詳細(xì)描述，以便不混淆本發(fā)明的各方面。
[0035]以下將更完全地通過參考附圖描述本發(fā)明，圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以實(shí)例化為許多不同的形式，并且不應(yīng)解釋為僅限于此處闡述的實(shí)施例。更確切地說，提供這些實(shí)施例使得本公開徹底而完整，并且可以向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員完整地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在圖中，層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)尺寸可能為了清晰起見而被夸大。本發(fā)明的實(shí)施例在此通過參考橫截面圖，即本發(fā)明的理想化實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖來描述。因此，與插圖形狀的差異(比如制造工藝和/或公差)是可以預(yù)期的。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)解釋為限于此處繪制的特定區(qū)域的形狀，而是包括相應(yīng)的形狀差異(比如源于制造的差異)。于是，圖中所繪的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的，它們的形狀并非為了示出設(shè)備的某個(gè)區(qū)域的實(shí)際形狀，也不是為了限定本發(fā)明的范圍。
[0036]需理解的是，當(dāng)某個(gè)元素或者層被稱為另一個(gè)元素或?qū)拥摹吧厦妗?、“連接到”或者“耦合到”另一個(gè)元素或?qū)訒r(shí)，它可能直接在另一個(gè)元素或者層的上面或連接到或耦合到后者，或者也可能存在中間元素或?qū)?。相反地，?dāng)某個(gè)元素被稱為“直接在上”，“直接連接到”或者“直接耦合到”另一個(gè)元素或?qū)訒r(shí)，則不會(huì)有中間元素或中間層。相同的數(shù)字指代通篇相似的元素。如本文所用，術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或更多關(guān)聯(lián)的所列項(xiàng)目的任意和所有組
口 ο
[0037]需理解的是，盡管術(shù)語“第一”，“第二”，“第三”等可在此處用于描述各種元素、部件、區(qū)域、層和/或區(qū)段，但這些元素、部件、區(qū)域、層和/或區(qū)段不應(yīng)受這些的限制。這些術(shù)語僅用來區(qū)分一個(gè)元素、部件、區(qū)域、層和/或區(qū)段和另一個(gè)區(qū)域、層和/或區(qū)段。因此，在下面討論的部分中，某個(gè)第一元素、部件、區(qū)域、層或區(qū)段可能在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)的情況下稱為第二元素、部件、區(qū)域、層或區(qū)段。
[0038]與空間相關(guān)的用語，比如“在……之下”、“下面”、“下部”、“上面”、“上部”或類似詞
語，可能在此處用來簡(jiǎn)便地描述在插圖中一個(gè)元素或特性與其他一個(gè)或多個(gè)元素或特性的關(guān)系。需被理解的是，與空間相關(guān)的用語被傾向于用在指示使用設(shè)備的不同方向或圖中所示方向上的操作。例如，如果圖中的設(shè)備被翻轉(zhuǎn)了，則用“下面”或“在……之下”描述的與其他元素或特性關(guān)系的元素將會(huì)被定向?yàn)槠渌鼗蛱匦缘摹吧戏健?。這樣，示例的“下面”這個(gè)用語可以包括上方和下方兩個(gè)方向。設(shè)備也可以被另外定位(旋轉(zhuǎn)90度或者其他方向)，并且使用相應(yīng)的空間關(guān)系用語來解釋。
[0039]除非另有定義，所有此處使用的用語(包括科技術(shù)語)與本發(fā)明所處專業(yè)普通技術(shù)人員所能理解的意義是相同的。進(jìn)一步要理解的是，這些用語，比如在日常使用的詞典中定義的，應(yīng)該被解釋為具有與相關(guān)領(lǐng)域上下文的意義相符合的意義，并且不被解釋為理想化的或過于正式的意義，除非在此處明確地定義。當(dāng)有沖突時(shí)，以本發(fā)明的說明書為準(zhǔn)。此外，所述材料、方法和示例僅是說明性的，并不旨在進(jìn)行限制。
[0040]日光是全光譜光線。然而，植物只使用該光譜的一部分進(jìn)行光合作用。如圖1所示，其示出了葉綠素a和b的吸收光譜，在植物中，葉綠素a和b是負(fù)責(zé)光合作用的色素。通常介于500至600nm之間的大光譜區(qū)域不適合用于光合作用。
[0041]圖2示意性地示出了從所引用的Galagan等人所著出版物中得知的薄膜太陽能電池模塊。該薄膜太陽能電池模塊包括襯底10，該襯底10裝載光電層20和選擇性反射層30。
[0042]該光電層20被設(shè)置在襯底10和選擇性反射層30之間。襯底可能是玻璃或半透明的聚合物，比如PET或PEN箔。光電層20由聚3-己基噻吩(P3HT)和[C60]PCBM子層構(gòu)成。膽甾型液晶(CLC)子層的堆疊被用作選擇性反射層30，其中每個(gè)子層只反射約SOnm寬的窄帶，而對(duì)于其余波長(zhǎng)保持透明。各自具有相應(yīng)波長(zhǎng)的反射帶的這樣的CLC子層的堆疊形成的選擇性反射層30具有合計(jì)的反射帶,該反射帶與光電層20的吸收帶相匹配。該反射帶與有機(jī)太陽能電池的吸收光譜匹配，從而使第二波長(zhǎng)區(qū)中主要未被吸收的輻射能被反射到光電層20。取決于所使用的應(yīng)用，其他的材料也可以用來當(dāng)作光電層。例如，活性材料P3HT可以被更有序的有機(jī)材料替代，使光電層得到一個(gè)更窄的吸收帶。
[0043]光電層20的另一些例子詳細(xì)參考圖6來描述。
[0044]該薄膜太陽能電池模塊在第一波長(zhǎng)區(qū)是基本半透明的，其中第一波長(zhǎng)區(qū)包括350nm至500nm的波段和600nm至700nm的波段。特別是該薄膜太陽能電池模塊應(yīng)透射420nm至480nm波段、以及620nm至700nm波段福射的至少75%。并且薄膜太陽能電池模塊應(yīng)阻擋500nm至600nm波長(zhǎng)范圍中的輻射的至少75%。所指示的百分比是光子輻射功率的百分比。光電層被設(shè)置用來接收太陽能輻射，并且將不同于至少第一波長(zhǎng)區(qū)的從500nm至600nm的至少一個(gè)第二波長(zhǎng)區(qū)的太陽能輻射轉(zhuǎn)換為電能。選擇性反射層30靠著光電層設(shè)置，并選擇性地反射由光電層透射的第二波長(zhǎng)區(qū)中的輻射。該選擇性反射層包括例如具有交替變化折射率的子層(比如Ti02和Zr02層)的堆疊。作為替代或者補(bǔ)充，可以使用諸如3M公司的聚合物分散液晶膜或雙增亮膜(DBEF，Vikuiti?)的薄膜材料。
[0045]圖3示意性地示出了具有圖2所示薄膜太陽能電池模塊的溫室。圖3所示的溫室包括了主溫室框架結(jié)構(gòu)，其包含壁51，壁51圍出內(nèi)部空間52，以種植植物53。參考圖2描述的薄膜太陽能電池模塊I被安置在墻上。選擇性反射層30被設(shè)置在光電層20和墻之間。
[0046]在白天，太陽輻射2被薄膜太陽能電池模塊I的光電層20接收。在350nm至500nm波段以及600nm至700nm波段中的太陽輻射基本被透射，這樣使得安置在溫室50內(nèi)部空間52的植物53上可以發(fā)生光合作用。500nm至600nm波段中的太陽輻射部分被光電層20部分吸收，并轉(zhuǎn)換為電能，該電能被傳遞到電力系統(tǒng)60。該電力系統(tǒng)60可以例如包含DC/AC轉(zhuǎn)換器，以將電能轉(zhuǎn)換為適合供給到干線的形式?；蛘撸娏ο到y(tǒng)60也可以包括儲(chǔ)電設(shè)施。
[0047]圖3A示出了夜晚時(shí)的情況。在夜晚，溫室中的植物53可以被光源54人工照射。該光源可以使用白天從薄膜太陽能電池模塊I中獲取的能量供電。此情況下，光源54發(fā)出的雜散輻射是顯著弱化的，因?yàn)榈诙ㄩL(zhǎng)區(qū)的輻射被層30反射。然而，基本上沒有第二波長(zhǎng)區(qū)的輻射能到達(dá)光電層20，因而阻止了轉(zhuǎn)換能量為電能。
[0048]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第一方面的薄膜太陽能電池模塊I的實(shí)施例。圖4所示的薄膜太陽能電池模塊包 括附加的光電層40，其被安置在選擇性反射層30的背面。因此，選擇性反射層30是被設(shè)置在第一光電層20和第二光電層40之間。圖4的模塊的第一光電層20和第二光電層40可以具有與圖2中對(duì)應(yīng)部分相同的構(gòu)成和尺寸。選擇性反射層30也可以具有與圖2中對(duì)應(yīng)部分相同的構(gòu)成和尺寸。然而，也可以選擇使用具有交替變化折射率的子層的堆疊，例如，Τ?02與Zr02層的堆疊。
[0049]襯底10設(shè)置在薄膜太陽能電池模塊I的哪一邊并沒有關(guān)系。在某個(gè)實(shí)施例中，襯底設(shè)置在薄膜太陽能電池模塊I的兩邊，這樣可以保護(hù)太陽能電池模塊不受環(huán)境(例如雨和冰雹)影響。
[0050]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二方面的溫室，其包括根據(jù)本發(fā)明第一方面的薄膜太陽能電池模塊。在夜晚，光源54發(fā)出的波長(zhǎng)在第二波長(zhǎng)區(qū)中的雜散輻射直接、或者被選擇性反射層30反射后，被光電層40至少部分地吸收。以此方式，不僅減少了逸出溫室的雜散輻射，還使部分雜散輻射被轉(zhuǎn)換成有用的電能。該薄膜太陽能電池模塊優(yōu)選地被安置在溫室壁的內(nèi)側(cè)，這樣可以受到保護(hù)。
[0051]圖6更詳細(xì)地示出了光電層20。圖4所示的另一層光電層40也可以具有相同的構(gòu)造。光電層20或40包括子層的堆疊，子層包括第一電極子層21、包括電子供體材料和電子受體材料混合的有源子層22、以及第二電極子層24?；蛘撸性醋訉涌梢员辉O(shè)置為具有供體材料的電子供體子子層(sub-sub-layer)和具有受體材料的電子受體子子層的組合，其中受體材料靠著彼此設(shè)置。然而，在圖6所示的配置中，通過采用具有電子供體材料和電子受體材料的混合的單個(gè)有源子層22，獲得體異質(zhì)結(jié)，從而在供體和受體之間提供大界面。這樣比雙層結(jié)構(gòu)更有效。第一和第二電極子層21和24應(yīng)當(dāng)是透明的導(dǎo)電子層，比如由透明導(dǎo)電氧化物(TCO)，即例如銦錫氧化物(ITO)之類的金屬氧化物，和導(dǎo)電聚合物構(gòu)成。電極子層21和24可按順序包括兩個(gè)或更多子子層。為了提高導(dǎo)電性，電極子層21和24可用金屬網(wǎng)格結(jié)合，如 W02011/016725, EP1693481 和 W02010/0156763 所述。
[0052]在實(shí)際實(shí)施例中，光電層20和另一個(gè)光電層40中的每一個(gè)包括嵌入的導(dǎo)電網(wǎng)格、導(dǎo)電聚合物的層(例如PEDOT:PSS)、包括供體-受體混合的有源層、可能以彼此不同的透明導(dǎo)電材料層堆疊的形式的陰極、和印刷金屬網(wǎng)格。在倒置的設(shè)置下，光電層20和另一個(gè)光電層40可包括第一導(dǎo)電網(wǎng)格、導(dǎo)電聚合物的層(例如PEDOT:PSS)、鋅氧化物層、供體-受體混合、另一個(gè)導(dǎo)電透明層、和第二導(dǎo)電網(wǎng)格。
[0053]合適的電子供體材料可以選擇以下組中的材料，包括:聚噻吩，聚苯胺，聚乙烯咔唑，聚亞苯基，聚對(duì)苯撐乙炔，聚娃燒，聚噻吩亞乙烯(polythienylenevinylenes)，聚異硫卻，聚環(huán)戍基二噻吩(polycyclopentadithiophenes)，聚娃代環(huán)戍基二噻吩(polysiIacylopentadithiophenes),聚環(huán)戍基二 噻唑(polycyclopentadithiazoIes),聚噻唑并噻唑(polythiazolothiazoles)，聚噻唑，聚苯并噻二唑，聚(噻吩氧化物)，聚(環(huán)戍二噻吩氧化物)，聚噻二唑喹喔啉(polythiadiazoloquinoxaline)，聚苯并異噻唑(polybenzoisothiazole),聚苯并噻唑，聚噻吩并噻吩(poIythienothiophene),聚(噻吩并噻吩氧化物)，聚二噻吩并噻吩，聚(二噻吩并噻吩氧化物)，聚四氫異吲哚(polytetrahydroisoindoles)以及以上材料的共聚物。例如，該電子供體材料可包括選自聚噻吩(例如聚3-己基噻吩(P3HT))和聚環(huán)戊基二噻吩(例如聚(環(huán)戊基二噻吩一共苯并噻二唑))和其共聚物組成的組中的聚合物。
[0054]合適的電子受體材料可以選擇以下組中的材料，包括:富勒烯，無機(jī)納米顆粒，噁二唑，碟狀液晶，碳納米棒，無機(jī)納米棒，含有CN基團(tuán)的聚合物，含有CF3基團(tuán)的聚合物，以及這些材料的組合。例如，該電子受體材料可包括取代的富勒烯(例如，C61-苯基-丁酸甲酯(PCBM))。
[0055]如本文所用，用語“包括”，“含有”，“具有”和其他變型均旨在非排他性的包括。例如，過程、方法、條目或裝置，其包含的要素的列表不一定僅限于那些要素，而是可以包括未明確列出的或這些過程、方法、條目或裝置所固有的其他的要素。此外，除非明確相反地說明，“或”指的是包括性的或，而非排他性的或。例如，條件A或B由下列任一情況滿足:A為真(或存在)和B為假(或不存在)，A為假(或不存在)和B為真(或存在)，A和B都為真(或存在)。
[0056]同樣的，也使用冠詞“一個(gè)”來描述發(fā)明的元素和部件。這僅僅是為了方便，并給予本發(fā)明的一般意義。這種描述應(yīng)被理解為包括一個(gè)或至少一個(gè)，并且單數(shù)也包括復(fù)數(shù)，除非很明顯另有含義。
【權(quán)利要求】
1.一種薄膜太陽能電池模塊(1)，其在至少第一波長(zhǎng)區(qū)中基本是半透明的，所述模塊包括 -光電層(20)，其設(shè)置用于接收太陽輻射，并將與至少第一波長(zhǎng)區(qū)不同的至少第二波長(zhǎng)區(qū)中的太陽輻射轉(zhuǎn)換為電能， -選擇性反射層(30)，其靠著所述光電層設(shè)置，用于選擇性反射所述光電層透射的所述第二波長(zhǎng)區(qū)中的輻射， -另一光電層(40)，用于吸收并將至少第二波長(zhǎng)區(qū)中的輻射轉(zhuǎn)換為電能，所述選擇性反射層(30)被設(shè)置在光電層(20)和另一光電層(40)之間，其中至少第一波長(zhǎng)區(qū)包括從350nm到500nm的第一波段和從600nm到700nm的第二波段，而第二波長(zhǎng)區(qū)包括從500nm延伸到600nm的波長(zhǎng)范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜太陽能電池模塊，其特征在于，所述薄膜太陽能電池模塊透射所述波段中的輻射的至少50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的薄膜太陽能電池模塊，其特征在于，所述薄膜太陽能電池模塊透射所述波段中的輻射的至少75%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的薄膜太陽能電池模塊，其特征在于，所述薄膜太陽能電池模塊透射所述波段中的輻射的至少90%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜太陽能電池模塊，其特征在于，所述選擇性反射層(30)對(duì)第二波長(zhǎng)區(qū)中的輻射具有至少50%的反射率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的薄膜太陽能電池模塊，其特征在于，所述選擇性反射層(30)對(duì)第二波長(zhǎng)區(qū)中的輻射具有至少75%的反射率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的薄膜太陽能電池模塊，其特征在于，所述選擇性反射層(30)對(duì)第二波長(zhǎng)區(qū)中的輻射具有至少90%的反射率。
8.一個(gè)光伏溫室(50)，包括:主溫室框架結(jié)構(gòu)，其包括壁(51)，所述壁(51)包圍內(nèi)部空間(52)以用來種植植物(53);以及至少一個(gè)如前述權(quán)利要求所述的薄膜太陽能電池模塊(1)，安裝于所述壁上。
【文檔編號(hào)】H01L51/44GK103718320SQ201280038581
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月8日
【發(fā)明者】P·W·M·布羅姆, Y·蓋拉干 申請(qǐng)人:應(yīng)用科學(xué)研究Tno荷蘭組織