PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DE UN ELECTRODO FRONTAL QUE INCLUYE UN RECUBRIMIENTO CONDUCTOR TRANSPARENTE PIROLÍTICO SOBRE UN SUSTRATO DE VIDRIO TEXTURIZADO PARA SU USO EN UN DISPOSITIVO FOTOVOLTAICO.

Procedimiento de fabricación de un electrodo frontal que incluye un recubrimiento conductor transparente pirolítico sobre un sustrato de vidrio texturizado para su uso en un dispositivo fotovoltaico Varias formas de realización de ejemplo de esta invención se refieren a un procedimiento de fabricación de un dispositivo fotovoltaico que incluye un electrodo tal como un electrodo/contacto frontal proporcionado sobre un sustrato de vidrio frontal texturizado. En varias formas de realización de ejemplo, lo que va a ser el sustrato de vidrio frontal de un dispositivo fotovoltaico se texturiza por medio de rodillo(s) para formar una superficie texturizada. Posteriormente, se forma un electrodo frontal sobre la superficie texturizada del sustrato de vidrio por medio de pirólisis. El electrodo frontal puede ser de o incluir un óxido conductor transparente (TCO), tal como óxido de estaño y/o óxido de estaño fluorado en varias formas de realización de ejemplo. En varios casos de ejemplo, esto es ventajoso ya que la eficiencia del dispositivo fotovoltaico se puede mejorar incrementando la absorción de luz por el semiconductor activo tanto por medio del incremento de la intensidad de la luz que pasa a través del sustrato de vidrio frontal y del electrodo frontal, como por medio del incremento de la trayectoria de la luz en la capa de conversión fotovoltaica del semiconductor. Antecedentes y resumen de formas de realización de ejemplo de invención Se conocen dispositivos fotovoltaicos en la técnica (por ejemplo, véanse las patentes US nº s 6.784.361, 6.288.325, 6.613.603 y 6.123.824, las divulgaciones de las cuales se incorporan de este modo en el presente documento por referencia). Los dispositivos fotovoltaicos de silicio amorfo (a-Si), por ejemplo, incluyen un electrodo o contacto frontal. Normalmente; el electrodo frontal transparente está fabricado con un óxido conductor transparente pirolítico (TCO), tal como óxido de cinc u óxido de estaño formado sobre un sustrato tal como un sustrato de vidrio. Las células solares de silicio amorfo de película fina están ganando popularidad debido al ahorro en material semiconductor y por tanto en coste; menos de 1 µm de grosor de Si en comparación con aproximadamente unos 250 µm de grosor de Si en las células solares de Si de cristal individuales convencionales. Sin embargo, el grosor pequeño del absorbedor semiconductor en células solares de a-Si permite que una cantidad sustancial de luz solar pase a través del absorbedor sin producir pares electrón-hueco, disminuyendo de este modo la eficiencia del dispositivo fotovoltaico. Existen varias vías para incrementar la eficiencia de una célula solar de a-Si, incluyendo el engrosamiento del electrodo frontal. Además, una transmisión de luz solar mayor y una conductividad mayor del electrodo frontal pueden dar como resultado una eficiencia del dispositivo mayor. El documento US 2005/0016583 A1 describe un procedimiento para fabricar un sustrato de vidrio con un electrodo, en el que se texturiza un vidrio de sílice-sosa-cal estándar, por ejemplo mediante grabado químico o chorro de arena antes de que se aplique una capa conductora por pirólisis a partir de precursores. El documento US 3.411.934 divulga una composición de vidrio típica para un vidrio de sílice-sosa-cal. En muchos casos, el electrodo frontal transparente está formado de una capa individual usando un procedimiento de pirólisis química en la que los precursores se pulverizan sobre el sustrato de vidrio a aproximadamente de 400 a 600 grados C. Los óxidos TCO de estaño dopados con flúor pirolíticos típicos como electrodos frontales pueden ser de aproximadamente 400-800 nm de grosor, lo que proporciona una resistencia laminar (Rs) de aproximadamente 7-15 ohm/cuadrado. Se sabe cómo incrementar la trayectoria de la luz en dispositivos fotovoltaicos de película fina mediante grabado/modelado de una superficie de un electrodo frontal de TCO pulverizado catódicamente después de que deposite sobre el sustrato de vidrio frontal. También se sabe cómo depositar algunos tipos de TCO sobre un sustrato de vidrio plano en un entorno de presión de procedimiento alta para provocar la texturización del electrodo frontal de TCO por medio del crecimiento en estructura de columna en el TCO. Desafortunadamente, a menudo ambas técnicas comprometen las propiedades eléctricas del electrodo frontal de TCO del dispositivo fotovoltaico y/o dan como resultado un incremento del grosor del TCO pregrabado. Además, es posible depositar por pulverización catódica un óxido TCO de aluminio de cinc sobre un sustrato de vidrio, y después grabar la superficie del óxido TCO de aluminio de cinc que se va a usar como electrodo frontal. Sin embargo, para lograr un electrodo frontal de óxido de aluminio y cinc pulverizado catódicamente texturizado, se necesita un TCO más grueso ya que el grabado de TCO retira una parte significativa del grosor del material. Esta retirada de una parte significativa del grosor de TCO es excesiva y da como resultado mayores costes globales del recubrimiento. En vista de lo anterior, se apreciará que existe una necesidad en la técnica de un procedimiento mejorado de fabricación de una estructura de electrodo frontal para su uso en un dispositivo fotovoltaico o electrodo frontal o similares. Varias formas de realización de ejemplo de esta invención se refieren a un procedimiento de fabricación de un dispositivo fotovoltaico que incluye un electrodo tal como un electrodo/contacto frontal proporcionado sobre un sustrato de vidrio frontal texturizado. El vidrio es un vidrio basado en sílice-sosa-cal de bajo contenido en hierro en varias formas de realización de ejemplo. De acuerdo con la invención, lo que es el sustrato de vidrio frontal de un dispositivo fotovoltaico se texturiza por medio de rodillo(s) para formar una superficie texturizada. Posteriormente, se forma un electrodo frontal sobre la superficie texturizada del sustrato de vidrio por medio de pirólisis. El electrodo frontal pirolítico puede ser de o incluir un óxido conductor transparente (TCO), tal como óxido de estaño y/o óxido de estaño fluorado 2 en varias formas de realización de ejemplo. En formas de realización de ejemplo alternativas, el electrodo frontal puede ser de o incluir óxido de cinc pirolítico que puede estar o no dopado con uno o más de boro, galio u otro agente dopante de tipo n. En varios casos de ejemplo, esto es ventajoso porque la eficiencia del dispositivo fotovoltaico se puede mejorar incrementando la absorción de luz por el semiconductor activo tanto por medio del incremento de la intensidad de la luz que pasa a través del sustrato de vidrio frontal y del electrodo frontal, como por medio del incremento de la trayectoria de la luz en la capa de conversión fotovoltaica del semiconductor. En varias formas de realización de ejemplo, se texturiza el sustrato de vidrio proporcionando uno o un par de rodillos en la instalación de flotación y usando el/los rodillo(s) de modelado para texturizar al menos una superficie principal del sustrato de vidrio en o justo después del baño de estaño pero antes de que el electrodo frontal de TCO pirolítico se forme sobre el vidrio. Después de que el/los rodillo(s) texturice(n) el vidrio, el electrodo frontal pirolítico se forma sobre la superficie texturizada del sustrato de vidrio, y se puede usar en un dispositivo fotovoltaico o similar. Además, también se ha encontrado sorprendentemente que, para lograr buenas propiedades de turbidez debido al grabado, la proporción MgO/CaO en el vidrio es al menos aproximadamente de 0,45, más preferentemente al menos aproximadamente de 0,47. Se ha encontrado inesperadamente que estos valores proporcionan valores de turbidez mucho mejores en comparación a si estos valores no se cumplen. En varias formas de realización de ejemplo de esta invención, la aspereza promedia en la superficie texturizada del sustrato de vidrio frontal es de desde aproximadamente 0,010 hasta 1000 µm, más preferentemente desde aproximadamente 1 hasta 500 µm, y lo más preferentemente desde aproximadamente 1 hasta 200 µm, o desde aproximadamente 1 hasta 100 µm. En varias formas de realización de ejemplo, el electrodo frontal pirolítico se puede formar por medio de pirólisis por pulverización o similares. En varias formas de realización de ejemplo, el electrodo se deposita de forma conformal, de modo que ambas superficies principales del electrodo están conformadas de una forma similar a la de la superficie texturizada del sustrato de vidrio sobre el que se ha depositado el electrodo. Así, también se texturiza la superficie del electrodo frontal más próximo a la película de absorbedor semiconductor del dispositivo fotovoltaico. En varias formas de realización de ejemplo, no hay necesidad de grabar la superficie del electrodo frontal después de que se... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de fabricación de un dispositivo fotovoltaico, comprendiendo el procedimiento: proporcionar un sustrato de vidrio basado en sílice-sosa-cal; texturizar al menos una superficie principal del sustrato de vidrio para formar una superficie texturizada del sustrato de vidrio; después de dicha texturización, formar de forma pirolítica un recubrimiento basado en óxido conductor transparente que comprende óxido de estaño sobre la superficie texturizada del sustrato de vidrio; y usar el recubrimiento basado en óxido conductor transparente formado de forma pirolítica, formado sobre la superficie texturizada del sustrato de vidrio, como un electrodo frontal en un dispositivo fotovoltaico, caracterizado porque el sustrato de vidrio basado en sílice-sosa-cal comprende aproximadamente el 67-75% de SiO2, desde aproximadamente el 10-20% de Na2O, desde aproximadamente el 5-15% de CaO, desde aproximadamente el 0,1 hasta el 8% de MgO, y desde aproximadamente el 0,1 hasta el 5% de Al2O3; y porque dicha texturización comprende usar al menos un rodillo en o justo después del uso de un baño de estaño en la fabricación del sustrato de vidrio para texturizar la al menos una superficie principal del sustrato de vidrio. 2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el texturizado comprende usar al menos un rodillo a una temperatura de desde aproximadamente 570 hasta 750 grados C para formar la superficie texturizada del sustrato de vidrio. 3. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que dicha texturización usando al menos un rodillo provoca un patrón prismático que comprende una densidad de característica de al menos cinco caracteres por cm 2 que se va a formar como la superficie texturizada, preferentemente de al menos diez caracteres por cm 2 que se va a formar como la superficie texturizada y lo más preferentemente de al menos quince caracteres por cm 2 que se va a formar como la superficie texturizada. 4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que una proporción de MgO/CaO en el sustrato de vidrio es de al menos aproximadamente 0,45, más preferentemente de al menos aproximadamente 0,47. 5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el electrodo frontal comprende óxido de estaño fluorado. 6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el electrodo frontal es de desde aproximadamente 100 a 1.500 nm de grosor, y comprende óxido de estaño y/o óxido de cinc. 7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que una aspereza de superficie promedio en la superficie texturizada del sustrato de vidrio frontal y/o una superficie texturizada del electrodo frontal más próximo a un semiconductor del dispositivo fotovoltaico es de desde aproximadamente 1 a 500 µm. 9 ES 2 367 676 T3 10 Fundir elementos en el horno Formar cintas calientes de vidrio en el baño de estaño Texturizar la(s) superficie(s) de vidrio por medio de rodillo(s) y/o grabado Aplicar de forma pirolítica TCO sobre la superficie texturizada Usar TCO como electrodo frontal del dispositivo fotovoltaico ES 2 367 676 T3 11