[发明专利]具有被配置用于共振和漫射耦合的表面微扰的光伏器件

权利要求书

1.一种光伏器件，包括入射侧玻璃基板、背侧反射器、多个透明导电氧化物（TCO）层以及光电转换层，其中：

所述光电转换层和所述多个TCO层位于所述入射侧玻璃基板和所述背侧反射器之间并且被安排成使得从所述入射侧玻璃基板传播到所述背侧反射器的入射光在穿过所述光电转换层和背侧TCO层之前穿过入射侧TCO层；

所述入射侧TCO层包括由共振耦合周期性Λ_R的分布所表征的表面微扰；

所述入射侧玻璃基板包括由漫射耦合周期性Λ_D的分布所表征的表面微扰；以及

共振耦合周期性Λ_R的分布和漫射耦合周期性Λ_D的分布在与所述光电转换层的入射侧界面处叠加并且共同地限定由以下各项形成的依赖于频率的功率谱密度反演：（i）在相对低空间频率的范围上处于比相应的共振耦合周期性Λ_R更高的功率谱密度的漫射耦合周期性Λ_D以及（ii）在相对高空间频率的范围上处于比相应的漫射耦合周期性Λ_D更高的功率谱密度的共振耦合周期性Λ_R。

2.如权利要求1所述的光伏器件，其特征在于，所述功率谱密度反演处于在大约0.5μm-¹(Λ≈2000nm)和大约2.0μm-¹(Λ≈500nm)之间的频率下。

3.如权利要求1所述的光伏器件，其特征在于：

所述依赖于频率的功率谱密度反演的相对低空间频率的范围至少为大约0.5μm-¹；以及

所述依赖于频率的功率谱密度反演的相对高空间频率的范围至少为大约1.0μm-¹。

4.如权利要求1所述的光伏器件，其特征在于：

所述入射侧玻璃基板的漫射耦合周期性Λ_D在约1500nm和约3000nm之间处于比所述入射侧TCO层的相应共振耦合周期性Λ_R更高的功率谱密度，以增强所述光电转换层的波导模之间的漫射耦合。

5.如权利要求4所述的光伏器件，其特征在于，所述入射侧玻璃基板的漫射耦合周期性Λ_D被配置用于漫射耦合至与有效折射率相对应的波导模式，其中所述有效折射率大约为所述光电转换层的折射率与所述入射侧TCO层的折射率之间的一半大小。

6.如权利要求1所述的光伏器件，其特征在于，所述入射侧TCO层的共振耦合周期性Λ_R在约150nm和约550nm之间处于比所述入射侧玻璃基板的相应漫射耦合周期性Λ_D更高的功率谱密度，以优化在所述光电转换层的所选波导模式中对大于550nm波长的俘获并且将俘获限制于所述光电转换层的吸收边缘内的波长。

7.如权利要求1所述的光伏器件，其特征在于：

所述入射侧玻璃基板的漫射耦合周期性Λ_D在约1500nm和约3000nm之间处于比所述入射侧TCO层的相应共振耦合周期性Λ_R更高的功率谱密度，以增强所述光电转换层的波导模式之间的漫射耦合以及阻止模式耦合至所述光电转换层的非俘获或辐射模式；以及

所述入射侧TCO层的共振耦合周期性Λ_R在约150nm和约550nm之间处于比所述入射侧玻璃基板的相应漫射耦合周期性Λ_D更高的功率谱密度，以优化在所述光电转换层的所选波导模式中对大于550nm波长的俘获以及将俘获限制于所述光电转换层的吸收边缘内的波长。

8.如权利要求1所述的光伏器件，其特征在于，所述功率谱密度反演处于大于约280nm的周期性。

9.如权利要求1所述的光伏器件，其特征在于，所述入射侧玻璃基板的表面微扰与所述入射侧TCO层的微扰独立地呈现。

10.如权利要求1所述的光伏器件，其特征在于，所述入射侧玻璃基板的表面微扰基本上无助于所述入射侧TCO层的共振耦合周期性Λ_R。