发明创造名称:用于光伏薄层太阳能电池的多层背电极、用于制造薄层太阳能电池和薄层太阳能模块的多层背电极的应用、包含多层背电极的光伏薄层太阳能电池和模块及制造方法
外观设计名称:
决定号:200178
决定日:2020-01-08
委内编号:1F267056
优先权日:2012-04-02
申请(专利)号:201380028772.X
申请日:2013-02-19
复审请求人:NICE太阳能有限责任公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:树奇
合议组组长:罗慧晶
参审员:周忠堂
国际分类号:H01L31/0224,H01L31/0749,H01L31/032
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在多个区别技术特征,所述区别技术特征中的部分被其他对比文件公开且所起的作用相同,其余部分属于本领域的公知常识,那么该项权利要求请求保护的技术方案相对于上述对比文件和本领域公知常识的结合不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201380028772.X,名称为“用于光伏薄层太阳能电池的多层背电极、用于制造薄层太阳能电池和薄层太阳能模块的多层背电极的应用、包含多层背电极的光伏薄层太阳能电池和模块及制造方法”的PCT发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人于2019年08月20日由罗伯特·博世有限公司变更为V·普罗布斯特,后于2019年12月10日变更为NICE太阳能有限责任公司。本申请的申请日为2013年02月19日,优先权日为2012年04月02日,进入中国国家阶段日为2014年12月01日,公开日为2015年02月04日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2018年08月06日发出驳回决定,以权利要求1-45不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为:2018年04月17日提交的权利要求第1-45项,2014年12月01日进入中国国家阶段时提交的国际申请文件的中文译文的说明书第1-8页、说明书附图第1页、说明书摘要及摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书的内容如下:
“1. 用于光伏薄层太阳能电池的多层背电极,按顺序地包括:
至少一个块背电极层,包含V、Mn、Cr、Mo、Co、Zr、Ta、Nb和/或W或者基本上由V、Mn、Cr、Mo、Co、Zr、Ta、Nb和/或W构成,和/或包含含有V、Mn、Cr、Mo、Co、Zr、Fe、Ni、Al、Ta、Nb和/或W的合金和/或基本上由含有V、Mn、Cr、Mo、Co、Zr、Fe、Ni、Al、Ta、Nb和/或W的合金构成;
至少一个导电阻挡层;
至少一个欧姆的接触层,
包含至少一个与所述阻挡层相邻的第一覆层,包含Mo、W、Ta、Nb,Zr和/或Co或者基本上由Mo、W、Ta、Nb,Zr和/或Co构成,以及至少一个不与所述阻挡层相邻的第二覆层,包含至少一种金属硫族化物或基本上由至少一种金属硫族化物构成,
其中所述接触层的第一覆层和/或第二覆层具有至少一种用于薄层太阳能电池的半导体吸收层的掺杂剂,和/或具有至少一种碱金属青铜,
其中所述至少一个导电阻挡层减少或阻挡所述掺杂剂向所述块背电极层中的迁移或扩散。
2. 根据权利要求1所述的背电极,其特征在于,所述块背电极包含钼或钨或钼合金或钨合金,或者基本上由钼或钨或钼合金或钨合金构成。
3. 根据权利要求1或2所述的背电极,其特征在于,所述阻挡层是针对从所述块背电极层迁移的成分和/或经过所述块背电极层迁移的成分的阻挡,和/或是针对从所述接触层迁移的成分和/或经过所述接触层迁移的成分的阻挡。
4. 根据权利要求3所述的背电极,其特征在于,所述阻挡层是针对从所述块背电极层扩散或可扩散的成分和/或经过所述块背电极层扩散或可扩散的成分的阻挡,和/或是针对从所述接触层扩散或可扩散的成分和/或经过所述接触层扩散或可扩散的成分的阻挡。
5. 根据权利要求1至3之一所述的背电极,其特征在于,所述阻挡层是针对碱离子、硒或硒化合物、硫或硫化合物、金属和/或含碱离子的化合物的阻挡。
6. 根据权利要求5所述的背电极,其特征在于,所述碱离子是钠离子。
7. 根据权利要求5所述的背电极,其特征在于,所述金属是Cu、In、Ga、Fe、Ni、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Al和/或W。
8. 根据权利要求1至3之一所述的背电极,其特征在于,所述阻挡层包含至少一种金属氮化物、至少一种金属碳化物、至少一种金属硼化物和/或至少一种金属硅氮化物,或者基本上由至少一种金属氮化物、至少一种金属碳化物、至少一种金属硼化物和/或至少一种金属硅氮化物构成。
9. 根据权利要求8所述的背电极,其特征在于,所述金属氮化物是TiN、MoN、TaN、ZrN和/或WN。
10. 根据权利要求8所述的背电极,其特征在于,所述金属硅氮化物是TiSiN、TaSiN和/或WSiN。
11. 根据权利要求1至3之一所述的背电极,其特征在于,所述块背电极层被至少一种选自由以下元素构成的组的元素:Fe、Ni、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W、Al和/或Na和/或上述元素的化合物所污染。
12. 根据权利要求1至3之一所述的背电极,其特征在于,所述接触层的第二覆层的金属硫族化物的金属选自钼、钨、钽、锆、钴和/或铌并且该金属硫族化物的硫族元素选自硒和/或硫。
13. 根据权利要求12所述的背电极,其特征在于,所述金属硫族化物是MSe2、MS2和/或M(Se1-x,Sx)2,M=Mo、W、Ta、Zr、Co或Nb,其中x取0至1的值。
14. 根据权利要求1至3之一所述的背电极,其特征在于,
所述接触层的第一覆层的金属和第二覆层的金属一致,和/或所述接触层的第一覆层的金属和/或第二覆层的金属与所述块背电极的金属一致。
15. 根据权利要求14所述的背电极,其特征在于,所述接触层的第一覆层和/或第二覆层具有至少一种选自如下组的元素:钠、钾和锂和/或这些元素的至少一种化合物。
16. 根据权利要求15所述的背电极,其特征在于,所述至少一种化合物带有氧、硒、硫、硼和/或卤素。
17. 根据权利要求1所述的背电极,其特征在于,所述接触层的第一覆层和/或第二覆层具有至少一种碱金属青铜和选自钼、钨、钽和/或铌的金属。
18. 根据权利要求1至3之一所述的背电极,其特征在于,
所述块背电极层的平均厚度处于50nm至500nm的范围中,和/或所述阻挡层的平均厚度处于10nm至250nm的范围中,和/或所述接触层的平均厚度处于2nm至200nm的范围中。
19. 根据权利要求18所述的背电极,其特征在于,所述块背电极层的平均厚度处于80nm至250nm的范围中。
20. 根据权利要求18所述的背电极,其特征在于,所述阻挡层的平均厚度处于20nm至150nm的范围中。
21. 根据权利要求18所述的背电极,其特征在于,所述接触层的平均厚度处于5nm至100nm的范围中。
22. 根据权利要求1至3之一所述的背电极,其特征在于,
所述块背电极层包含钼和/或钨,或者基本上由钼和/或钨构成,
所述导电的阻挡层包含TiN或者基本上由TiN构成,并且
包含一种或多种掺杂剂的所述接触层包含MoSe2或者基本上由MoSe2构成。
23. 根据权利要求1所述的背电极,其特征在于,在所述接触层中的掺杂剂在剂量上处于1013至1017原子/cm2的范围中。
24. 根据权利要求1所述的背电极,其特征在于,在所述接触层中的掺杂剂在剂量上处于1014至1016原子/cm2的范围中。
25. 光伏薄层太阳能电池,包括至少一个根据前述权利要求之一所述的多层背电极。
26. 根据权利要求25所述的薄层太阳能电池,按顺序地包括至少一个衬底层、至少一个根据权利要求1至24之一所述的背电极层、至少一个导电的阻挡层、至少一个半导体吸收层以及至少一个前电极。
27. 根据权利要求26所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述半导体吸收层是黄铜矿半导体吸收层或硫铜锡锌矿半导体吸收层。
28. 根据权利要求26所述的薄层太阳能电池,其特征在于,在所述半导体吸收层和所述前电极之间有至少一个缓冲层。
29. 根据权利要求28所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述至少一个缓冲层是至少一个包含CdS或者基本上由CdS构成的层或者无CdS的层,和/或至少一个包含固有的氧化锌和/或高欧姆的氧化锌或者基本上由固有的氧化锌和/或高欧姆的氧化锌构成的层。
30. 根据权利要求28所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述至少一个缓冲层是至少一个包含Zn(S,OH)或In2S3或者基本上由Zn(S,OH)或In2S3构成的层。
31. 根据权利要求26至30之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,
所述半导体吸收层是或包括四元的IB-IIIA-VIA-黄铜矿层、五元的IB-IIIA-VIA-黄铜矿层或者硫铜锡锌矿层,和/或所述半导体吸收层的平均厚度处于400nm至2500nm的范围中。
32. 根据权利要求31所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述四元的IB-IIIA-VIA-黄铜矿层是Cu(In,Ga)Se2层。
33. 根据权利要求31所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述五元的IB-IIIA-VIA-黄铜矿层是Cu(In,Ga)(Se1-x,Sx)2层。
34. 根据权利要求31所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述硫铜锡锌矿层是Cu2ZnSn(Sex,S1-x)4层,其中x取0至1的值。
35. 根据权利要求31所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述半导体吸收层的平均厚度处于500nm至1500nm的范围中。
36. 根据权利要求31所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述半导体吸收层的平均厚度处于800nm至1200nm的范围中。
37. 光伏薄层太阳能模块,包括至少两个根据权利要求25至36之一所述的薄层太阳能电池。
38. 根据权利要求37所述的光伏薄层太阳能模块,其特征在于,所述薄层太阳能电池单片集成地串联连接。
39. 根据权利要求25至36之一所述的薄层太阳能电池用于制造光伏薄层太阳能模块的应用。
40. 根据权利要求1至24之一所述的多层背电极用于制造薄层太阳能电池或者薄层太阳能模块的应用。
41. 根据权利要求1至24之一所述的多层背电极用于在制造根据权利要求25至36之一所述的光伏薄层太阳能电池、或者根据权利要求37所述的光伏薄层太阳能模块期间对半导体吸收层掺杂的应用。
42. 用于制造根据权利要求25至36之一所述的光伏薄层太阳能电池或者根据权利要求37所述的光伏薄层太阳能模块的方法,包括步骤:
借助物理薄层淀积方法或者借助化学气相淀积来施加所述块背电极层、所述阻挡层、所述接触层、所述半导体吸收层的金属和/或所述一种或多种掺杂剂。
43. 根据权利要求42所述的方法,其特征在于,所述物理薄层淀积方法包括物理气相沉积(PVD)涂层、借助电子束蒸发器的蒸镀、借助电阻蒸发器、电感蒸发、ARC蒸发和/或阴极喷雾(溅射涂层)、DC或RF磁控管溅射的蒸镀,以及所述化学气相淀积包括化学气相沉积(CVD)、低压CVD和/或大气压CVD。
44. 根据权利要求42所述的方法,其特征在于,一种或多种选自钠化合物、钠离子、钠钼青铜、和/或钠钨青铜的掺杂剂连同所述接触层和/或所述吸收层的至少一种成分一起被施加。
45. 根据权利要求44所述的方法,其特征在于,所述掺杂剂连同所述接触层和/或所述吸收层的至少一种成分从共同的混合或烧结靶被施加。”
驳回决定中引用了如下对比文件:
对比文件2:US2008/0251120A1,公开日为2008年10月16日;
对比文件3:US2010/0243043A1,公开日为2010年09月30日;
对比文件4:CN101918604A,公开日为2010年12月15日。
驳回决定指出:1)权利要求1中“块背电极层包含Mo、W、Ta,或者基本上由Mo、W、Ta构成”的技术方案与对比文件2相比,区别技术特征为:(1)第一覆层是包含Mo、W、Ta、Nb,Zr和/或Co或者基本上由Mo、W、Ta、Nb,Zr和/或Co构成;(2)其中所述接触层具有至少一种用于薄层太阳能电池的半导体吸收层的掺杂剂,和/或具有至少一种碱金属青铜,其中所述至少一个导电阻挡层减少或阻挡所述掺杂剂向所述块背电极层中的迁移或扩散。上述区别技术特征(1)中大部分特征已被对比文件3公开且作用相同,其余特征属于本领域的公知常识;上述区别技术特征(2)中大部分特征已被对比文件4公开且作用相同,其余特征属于本领域的公知常识。权利要求1中其余的并列技术方案,其他未被公开的块背接触层的材料,都是常见的过渡金属,都可以被用作电极材料,属于本领域的公知常识。因此,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2)权利要求25请求保护一种光伏薄层太阳能电池,包括至少一个根据前述权利要求之一所述的多层背电极。对比文件2中还公开了包括多层背电极的薄膜太阳能电池。3)权利要求37-38请求保护一种光伏薄层太阳能模块,包括至少两个根据权利要求25-36之一所述的薄层太阳能电池。将两个或多个光伏薄膜太阳能电池通过串联集成的方法形成光伏薄膜太阳能模块,属于本领域的公知常识。4)权利要求39请求保护一种根据权利要求25-36之一所述的薄层太阳能电池用于制造光伏薄层太阳能模块的应用;权利要求40请求保护一种根据权利要求1-24任一项所述的多层背电极用于制造薄层太阳能电池或者薄层太阳能电池模块的应用。将薄层太阳能电池用于制造光伏薄层太阳能模块的应用,以及将多层背电极用于制造薄层太阳能电池或者薄层太阳能电池模块的应用,均属于本领域的公知常识。5)权利要求41请求保护一种根据权利要求1-24任一项所述的多层背电极用于在制造根据权利要求25-36之一所述的光伏薄层太阳能电池、或者根据权利要求37所述的光伏薄层太阳能模块期间对半导体吸收层掺杂的应用。对比文件4中公开了对半导体吸收层的掺杂。6)权利要求42请求保护一种用于制造根据权利要求25-36之一所述的光伏薄层太阳能电池或者根据权利要求37所述的光伏薄层太阳能模块的方法。物理薄层淀积方法或者化学气相淀积方法是本领域中常用的薄膜制备方法,本领域技术人员可以根据其实际需要选择合适的制备方法来制备薄膜太阳能电池中的各个薄膜层。7)权利要求2-24、26-36、43-45附加特征或被对比文件2公开,或被对比文件4公开且所起的作用相同,或属于本领域的公知常识。因此,权利要求2-45不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年11月21日向国家知识产权局提出了复审请求,同时提交了权利要求书的全文修改替换页(包括权利要求第1-46项)。所作的具体修改为:删除权利要求1中特征“包括Mo、W、Ta、Nb,Zr和/或Co或者”、及“其中所述接触层的第一覆层和/或第二覆层具有至少一种用于薄层太阳能电池的半导体吸收层的掺杂剂,和/或具有至少一种碱金属青铜,其中所述至少一个导电阻挡层减少或阻挡所述掺杂剂向所述块背电极层中的迁移或扩散”,增加从属权利要求25,适应性修改权利要求的序号及引用关系,形成新的权利要求第1-46项。
复审请求时新修改的权利要求1和25的内容如下:
“1. 用于光伏薄层太阳能电池的多层背电极,按顺序地包括:
至少一个块背电极层,包含V、Mn、Cr、Mo、Co、Zr、Ta、Nb和/或W或者基本上由V、Mn、Cr、Mo、Co、Zr、Ta、Nb和/或W构成,和/或包含含有V、Mn、Cr、Mo、Co、Zr、Fe、Ni、Al、Ta、Nb和/或W的合金和/或基本上由含有V、Mn、Cr、Mo、Co、Zr、Fe、Ni、Al、Ta、Nb和/或W的合金构成;
至少一个导电阻挡层;
至少一个欧姆的接触层,
包含至少一个与所述阻挡层相邻的第一覆层,基本上由Mo、W、Ta、Nb,Zr和/或Co构成,以及至少一个不与所述阻挡层相邻的第二覆层,包含至少一种金属硫族化物或基本上由至少一种金属硫族化物构成。”
“25. 根据权利要求1所述的背电极,其特征在于,所述接触层的第一覆层和/或第二覆层具有至少一种用于薄层太阳能电池的半导体吸收层的掺杂剂,和/或具有至少一种碱金属青铜。”
复审请求人认为:首先,对比文件2并未公开接触层由金属和金属硫族化物形成。对比文件3虽然公开了金属/金属硫族化物的结构,但并未给出与对比文件2相结合的技术启示。此外,对比文件3公开了包含Mo的合金层直接布置在背电极层20上以提高附着力,但在对比文件2中,背电极层本身就没有直接接触吸收层,相反,在背电极层与吸收层之间已经布置了中间层,本领域技术人员有理由怀疑对比文件3的发明是否能在对比文件2的发明中发挥作用。最后,对比文件2中的反射层也不能相当于本申请中的阻挡层。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年12月06日依法受理了该复审请求,并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年05月22日向复审请求人发出复审通知书,通知书中还引用了实质审查程序中所引用过的对比文件1,即:对比文件1:US2012/0055543A1,公开日为2012年03月08日。通知书指出:(1)权利要求1-46相对于对比文件3、对比文件1和本领域公知常识的结合,相对于对比文件3、对比文件1、对比文件2和本领域公知常识的结合,或者相对于对比文件3、对比文件1、对比文件4和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。(2)关于复审请求人的复审请求意见,合议组认为:参见对权利要求的评述可知,本复审通知书中使用了对比文件3作为最接近的现有技术,其与本申请权利要求1之间的区别已不再是金属/金属硫族化物结构的接触层,即关于金属/金属硫族化物的结构的技术启示以及对比文件2中的反射层是否能够相当于本申请中的阻挡层的争议就不复存在了。综上所述,复审请求人的意见陈述不具有说服力,合议组不予支持。
复审请求人于2019年07月08日提交了意见陈述书,同时提交了权利要求书的全文修改替换页(包括权利要求第1-45项)。所作的主要修改为:将从属权利要求12的附加特征并入权利要求1中;删除原从属权利要求12;删除权利要求中不清楚的措辞“基本上”,适应性修改权利要求的序号及引用关系,形成新的权利要求第1-45项。修改后的权利要求1的内容如下:
“1. 用于光伏薄层太阳能电池的多层背电极,按顺序地包括:
至少一个块背电极层,包含V、Mn、Cr、Mo、Co、Zr、Ta、Nb和/或W或者由V、Mn、Cr、Mo、Co、Zr、Ta、Nb和/或W构成,和/或包含含有V、Mn、Cr、Mo、Co、Zr、Fe、Ni、Al、Ta、Nb和/或W的合金和/或由含有V、Mn、Cr、Mo、Co、Zr、Fe、Ni、Al、Ta、Nb和/或W的合金构成;
至少一个导电阻挡层;
至少一个欧姆的接触层,
包含至少一个与所述阻挡层相邻的第一覆层,由Mo、W、Ta、Nb,Zr和/或Co构成,以及至少一个不与所述阻挡层相邻的第二覆层,包含至少一种金属硫族化物或由至少一种金属硫族化物构成,
其中所述接触层的第二覆层的金属硫族化物的金属选自钼、钨、钽、锆、钴和/或铌并且该金属硫族化物的硫族元素选自硒和/或硫。”
复审请求人认为:(1)对比文件3中的合金层22包含Mo、Cu、Al和Ag,不能相当于本申请中的第一覆层。对比文件3明确公开了合金层22是为了增强CIGS光吸收层30与背电极层20之间的粘附性而提供的。因此,改变该合金层的成分存在降低CIGS光吸收层30与背电极层20之间的粘附性的危险。(2)对比文件3中的硫化亚铜层24也不能相当于本申请中的第二覆层。对比文件3明确公开了硫化亚铜层24布置在合金层22上用于补偿合金层22的热膨胀系数与光吸收层30的热膨胀系数之间的差异,从而避免在随后的热处理过程中由于相邻层之间的热膨胀系数差异而通过合金层22和光吸收层30之间的界面上生成的剪切效应使得合金层22和光吸收层30彼此剥离。没有任何证据表明在硫化亚铜层被对比文件2中的MoSe层代替的情况下对比文件3的发明仍然能发挥作用。综上所述,本申请具备创造性。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在答复复审通知书时提交了权利要求书的全文修改替换页(包括权利要求第1-45项)。经审查,所作的修改符合专利法实施细则第61条第1款及专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所依据的审查文本为:2019年07月08日提交的权利要求第1-45项,2014年12月01日进入中国国家阶段时提交的国际申请文件的中文译文的说明书第1-8页、说明书附图第1页、说明书摘要及摘要附图。
关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在多个区别技术特征,所述区别技术特征中的部分被其他对比文件公开且所起的作用相同,其余部分属于本领域的公知常识,那么该项权利要求请求保护的技术方案相对于上述对比文件和本领域公知常识的结合不具备创造性。
本复审请求审查决定引用的对比文件与复审通知书中引用的对比文件相同,即:
对比文件1:US2012/0055543A1,公开日为2012年03月08日;
对比文件2:US2008/0251120A1,公开日为2008年10月16日;
对比文件3:US2010/0243043A1,公开日为2010年09月30日;
对比文件4:CN101918604A,公开日为2010年12月15日。
2-1、权利要求1-24不具备专利法第22条第3款规定的创造性
2-1-1.权利要求1请求保护一种用于光伏薄层太阳能电池的多层背电极。对比文件3公开了一种用于光伏薄层太阳能电池,并具体公开了以下技术内容(参见说明书第[0004]-[0012]段、附图2):所述光伏薄层太阳能电池2包括玻璃基板10、背电极层20(相当于本申请中的块背电极层)、Mo/Cu/Al/Ag合金层22(相当于本申请中的第一覆层)、硫化亚铜层24(相当于本申请中的第二覆层)、CIGS吸收层30、缓冲层80以及透明电极层90,其中所述背电极层20的材料为Mo,所述Mo/Cu/Al/Ag合金层22用于增强背电极层20和吸收层30之间的粘合性,所述硫化亚铜层24用于补偿合金层22与CIGS吸收层30之间的热膨胀系数的差异(两者共同相当于本申请中的欧姆的接触层)(背电极层20、Mo/Cu/Al/Ag合金层22和硫化亚铜层24三者共同构成本申请中的多层背电极)。
对于权利要求1中涉及“块背电极层包含Mo或者由Mo构成”的方案而言,其与对比文件3公开的内容相比,区别技术特征为:(1)所述多层背电极还包括至少一个导电阻挡层,所述第一覆层与阻挡层相邻,所述第二覆层不与阻挡层相邻;(2)所述第一覆层由Mo、W、Ta、Nb,Zr和/或Co构成;(3)所述第二覆层的金属硫族化物的金属选自钼、钨、钽、锆、钴和/或铌并且该金属硫族化物的硫族元素还可以选自硒。
对于构成块背电极层的其余并列技术方案,其与对比文件3之间的区别技术特征还进一步包括:(4)所述块背电极层包含V、Mn、Cr、Co、Zr、Ta、Nb和/或W或者基本上由V、Mn、Cr、Co、Zr、Ta、Nb和/或W构成,和/或包含含有V、Mn、Cr、Co、Zr、Fe、Ni、Al、Ta、Nb和/或W的合金和/或基本上由含有V、Mn、Cr、Co、Zr、Fe、Ni、Al、Ta、Nb和/或W的合金构成。
基于上述区别技术特征,权利要求1实际解决的技术问题为如何避免杂质扩散到吸收层中导致太阳能电池效率降低,如何改善粘附性以实现更为有效的欧姆接触,如何改善吸收层和背接触界面之间的电特性,以及提供可替代的块背电极层的材料。
对于上述区别技术特征(1),对比文件1公开了一种薄膜太阳能电池,并具体公开了以下技术内容(参见说明书摘要、说明书第[0010]-[0012],[0018]-[0023]段、附图1):所述薄膜太阳能电池包括柔性基板102、扩散阻挡叠层103、接触层110和CIGS吸收层116,所述扩散阻挡叠层103包括金属阻挡层106和金属氮化物阻挡层108(相当于本申请中的导电阻挡层),所述金属阻挡层106可以为Cr层、CrMo合金或者多层Cr和Cr合金,所述金属氮化物阻挡层108可以包括氮化钛、氮化钽或氮化钨。在形成吸收层的步骤中导致柔性基板102中的一些Fe物质向吸收层扩散并且吸收层中的一些Se物质朝向柔性基板102扩散,其中导电阻挡叠层103在加热步骤期间能够抑制Fe物质和Se物质在导电阻挡叠层103上的扩散,从而消除双向扩散。即对比文件1给出了“在基板和吸收层之间设置扩散阻挡层以消除双向扩散提高电池效率”的技术启示。则本领域技术人员在对比文件1的技术启示下,容易想到对对比文件3的太阳能电池结构进行改进,至于所述扩散阻挡层的具体位置,是设置在硫化亚铜层24与吸收层30之间,还是设置在背电极层20和合金层22之间,均是本领域技术人员根据需要所进行的常规选择,当选择后者时,阻挡层与第一覆层相邻,而不与第二覆层相邻。
对于上述区别技术特征(2),为了提供更为有效的欧姆接触,将由Mo、Cu、Al、Ag构成的合金层设置为由Mo、W、Ta、Nb,Zr和/或Co构成,属于本领域的常用技术手段。
对于上述区别技术特征(3),对比文件2公开了一种薄膜太阳能电池,并具体公开了以下技术内容(参见说明书第[0038]-[0075]段、附图3):所述薄膜太阳能电池包括玻璃基板105、复合背触点314和CIGS吸收层115,所述复合背触点314包括导电层312、反射层311以及接触层313,其中所述接触层313包括金属元素的硒化物或硫化物,其中所述金属可选自IVB族的Zr,选自VB族的Nb、Ta,选自VIB族的Mo、W。则上述权利要求的附加技术特征中的大部分已被对比文件2公开,并且上述特征在对比文件2中所起的作用与其在本申请中为解决其技术问题所起的作用相同,均是为了改善吸收层和背接触界面之间的电特性。则本领域技术人员在对比文件2的技术启示下,容易想到使用上述材质来代替硫化亚铜。至于其余未被公开的附加技术特征,其均是本领域常见的用于欧姆接触的材料。
对于上述区别技术特征(4),上述材料均属于本领域常用于块背电极层的材料,选择它们对于本领域技术人员来说,是容易想到的。
因此,在对比文件3的基础上结合对比文件1、对比文件2以及本领域的公知常识得到权利要求1请求保护的技术方案,对于本领域技术人员来说是显而易见的,权利要求1不具有突出的实质性特点,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-1-2.权利要求2引用权利要求1。对比文件3中公开了所述块背电极由钼制成(参见说明书第[0007]-[0008]段)。对比文件2中公开了所述块背电极由Mo或W构成(参见说明书第[0051]段)。而钼合金、钨合金等均属于本领域常用于块背电极层的材质。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-1-3. 权利要求3引用权利要求1或2,权利要求4引用权利要求3。参见对权利要求1的评述可知,附加特征中的“所述阻挡层是针对经过所述块背电极层迁移的成分,或经过所述接触层迁移的成分的阻挡,或经过所述块背电极层扩散或可扩散的成分,或经过所述接触层扩散或可扩散的成分的阻挡”已被对比文件1公开(参见说明书摘要、说明书第[0010]-[0012],[0018]-[0023]段、附图1)。至于其余并列方案,由于块背电极层易于被污染,接触层中含有掺杂剂,均属于本领域的常用技术手段,则此时所述阻挡层是能够针对从背电极层或接触层迁移或扩散的成分进行阻挡的。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,上述权利要求3-4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-1-4. 权利要求5引用权利要求1-3任一项,权利要求6-7引用权利要求5。对比文件1中已公开“所述阻挡层是针对硒或硒化合物、金属的阻挡”(参见说明书第[0011]-[0012]段),至于其余成分,由于对比文件1中所公开的阻挡层材质与本申请中所限定的材质一样,均为金属氮化物,则由此可知,其也能够针对如钠离子的碱离子,Cu、In、Ga、Ni、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Al和/或W等金属,硫或硫化合物和或含碱离子的化合物进行阻挡。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,上述权利要求5-7也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-1-5. 权利要求8引用权利要求1-3任一项,权利要求9-10引用权利要求8。对比文件1中公开了所述阻挡层包含金属氮化物,如氮化钛、氮化钽或氮化钨(参见说明书第[0019]段)。至于其余阻挡层材质的限定,其均是本领域的常用屏障材料,选择它们对于本领域技术人员来说,是容易想到的。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,上述权利要求8-10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-1-6. 权利要求11引用权利要求1-3任一项。在薄膜太阳能电池中根据其使用的基底材料的而不同,其会带来不同的金属杂质污染,如Fe、Ni、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W、Al和/或Na和/或上述元素的化合物等,其属于本领域的公知常识。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求11也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-1-7.权利要求12引用权利要求11。参见对权利要求1的评述可知,该权利要求附加特征中的大部分特征已被对比文件2公开(参见说明书第[0038]-[0075]段)。至于其余未被公开的附加技术特征,其均是本领域常见的金属硫族化物。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求12也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-1-8. 权利要求13引用权利要求1-3任一项。出于简化制备工艺的目的,避免来回切换金属而导致的工艺复杂,以及实现更好的接触特性的考虑,将所述接触层的第一覆层的金属和第二覆层的金属,和/或所述接触层的第一覆层的金属和/或第二覆层的金属与所述块背电极的金属设置为一致,对于本领域技术人员来说,是容易想到的。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求13也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-1-9. 权利要求14引用权利要求13,权利要求15引用权利要求14,权利要求16、24引用权利要求1。对比文件4公开了一种薄层太阳能电池,并具体公开了以下技术内容(参见说明书第[0003]-[0005],[0022]段):为达到高效率,有必要将碱金属集成到CIGS吸收层中,研究表明,钠将导致最大的效率提升,接着是锂和钾。此外,还可以将碱金属与氧、硫、硒或者卤化物的化合物添加到CIGS吸收层中。实现的方式是在沉积背电极层器件将上述物质加入到背电极层中,随后在吸收层的形成过程中从背电极层渗出至吸收层中。背电极层的至少一个涂覆层包括钛、锆、铪、钒、铌、钽和钨中的至少一种元素,通过加入这些元素可以改善改善在吸收层上的结合以及在吸收层中上述物质加入的稳定性。即对比文件4中给出了“使得所述背电极层具有钠、钾和锂和/或这些元素的带有氧、硒、硫和/或卤素的化合物,从而使得这些物质集成到吸收层中以提高效率”的技术启示,则本领域技术人员在对比文件4的技术启示下,容易想到将其结合至对比文件3中,进一步地,为了便于集成,本领域技术人员容易想到将上述物质形成于与吸收层相邻接的接触层中,从而使得所述接触层的第一覆层和/或第二覆层具有钠、钾和锂和/或这些元素的带有氧、硒、硫和/或卤素的化合物。此外,为了改善在吸收层中上述物质加入的稳定性,本领域技术人员容易想到在所述接触层中加入钨、钽和/或铌的金属。至于其余未被公开的物质,其是本领域常用的掺杂剂源,选择它们,对于本领域技术人员来说是容易想到的。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,上述权利要求14-16、24也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-1-10. 权利要求17引用权利要求1-3任一项,权利要求18-20引用权利要求17。上述权利要求的附加技术特征对阻挡层、接触层、背电极层的厚度进行了进一步的限定,然而上述厚度范围的设置是本领域技术人员根据需要所进行的常规设置,可通过有限的试验实现的。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,上述权利要求17-20也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-1-11. 权利要求21引用权利要求1-3任一项。对比文件3中公开所述块背电极层为钼(参见说明书第[0008]段);对比文件1公开了所述导电的阻挡层包含TiN(参见说明书第[0019]段);对比文件2公开了所述块背电极层为钼或钨,所述接触层为MoSe2(参见说明书第[0051],[0055]段)。至于其余为公开的材质,其均是本领域的常用材质,选择它们,对于本领域技术人员来说是容易想到的。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,该权利要求21也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-1-12. 权利要求22-23均引用权利要求1。在CIS或CIGS薄膜太阳能电池而言,吸收层中含有一定量的掺杂剂有助于太阳能电池的效率提高,但剂量太高或太低都会产生负面的影响,这属于本领域的公知常识。则在此基础上,为了实现性能更优的太阳能电池,本领域技术人员有动机对接触层中的掺杂剂的含量进行设定,进而通过常规实验手段经过有限的试验选择出合适的剂量范围。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,上述权利要求22-23也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-2、权利要求25-36不具备专利法第22条第3款规定的创造性
2-2-1. 权利要求25请求保护一种光伏薄层太阳能电池,其包括权利要求1-24任一项所述的多层背电极。参见对权利要求1-24的评述可知,权利要求1-24不具备专利法第22条第3款规定的创造性。此外,对比文件3中还公开了一种包括多层背电极的光伏薄层太阳能电池。因此,当权利要求1-24不具有创造性时,权利要求25也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-2-2. 权利要求26引用权利要求25,权利要求27-28引用权利要求26。对比文件3中还公开了(参见说明书第[0004]-[0012]段、附图2):所述光伏薄层太阳能电池包括玻璃基板10、背电极层20、Mo/Cu/Al/Ag合金层22、硫化亚铜层24(背电极层20、Mo/Cu/Al/Ag合金层22和硫化亚铜层24三者共同构成本申请中的多层背电极)、CIGS吸收层30(相当于本申请中的黄铜矿半导体吸收层)、缓冲层80以及透明电极层90(相当于本申请中的前电极)。至于硫铜锡锌矿半导体吸收层也是本领域常用的吸收层材料。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,上述权利要求26-28也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-2-3. 权利要求29-30引用权利要求28。对比文件3中公开了所述缓冲层为CdS层(参见说明书第[0007]段)。对比文件2中还公开了所述缓冲层为CdS层和未掺杂的高电阻氧化锌构成的层(参见说明书第[0068]-[0069]段)。至于其余未公开的材质,其均是本领域常用的缓冲层材料,选择它们,对于本领域技术人员来说,是容易想到的。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,上述权利要求29-30也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-2-4. 权利要求31引用权利要求26-30任一项,权利要求32-36引用权利要求31。对比文件3中公开了所述吸收层为Cu(InGa)Se2(相当于本申请中的四元的IB-IIIA-VIA-黄铜矿层)(参见说明书第[0006]段)。对比文件2中公开了所述吸收层为Cu(In,Ga)(Se,S)2层(相当于本申请中的五元的IB-IIIA-VIA-黄铜矿层),所述吸收层的厚度为1.5-2.5微米(参见权利要求25、说明书第[0004]段)。即上述权利要求的附加技术特征中的大部分已被对比文件3或2公开,至于其余未公开的特征,如吸收层为Cu2ZnSn(SexS1-x)4的硫铜锡锌矿层,以及进一步限定吸收层的厚度,其均是本领域的公知常识。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,上述权利要求31-36也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-3、权利要求37-39不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求37请求保护一种光伏薄层太阳能模块,其包括至少两个权利要求25-36任一项所限定的薄层太阳能电池。权利要求38引用权利要求37。权利要求39请求保护根据权利要求25-36任一项所述的薄层太阳能电池用于制造光伏薄层太阳能模块的应用。参见对权利要求25-36的评述可知,权利要求25-36不具备创造性。此外,将两个或多个光伏薄层太阳能电池通过串联集成的方法形成光伏薄层太阳能模块,属于本领域的常用技术手段。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,上述权利要求37-39也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-4、权利要求40不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求40请求保护根据权利要求1-24任一项所述的多层背电极用于制造薄层太阳能电池或者薄层太阳能模块的应用。参见对权利要求1-24的评述可知,权利要求1-24不具备创造性。此外,对比文件3公开了将所述多层背电极用于制造薄层太阳能电池(参见说明书第[0004]-[0012]段、附图2),而将所述多层背电极用于薄层太阳能模块的应用,属于本领域的公知常识。因此,当其引用的权利要求不具有创造性时,上述权利要求40也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-5、权利要求41不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求41请求保护根据权利要求1-24任一项所述的多层背电极用于制造根据权利要求25-36之一所述的光伏薄层太阳能电池或者根据权利要求37所述的光伏薄层太阳能模块期间对半导体吸收层掺杂的应用。参见对权利要求1-37的评述可知,权利要求25-36和37不具备创造性。此外,对半导体吸收层的掺杂也已经被对比文件4公开(参见说明书第[0003]-[0005],[0022]段)。因此,当权利要求25-36、37不具有创造性时,上述权利要求41也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-6、权利要求42-45不具备专利法第22条第3款规定的创造性
2-6-1.权利要求42请求用于制造权利要求25-36任一项所述的光伏薄层太阳能电池或者根据权利要求36所述的光伏薄层太阳能模块的方法,权利要求43引用权利要求42。参见对权利要求25-36的评述可知,权利要求25-36不具备创造性。此外,对比文件3中也公开了一种用于制造光伏薄层太阳能电池的方法,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第[0010],[0013]段):通过溅射工艺形成硫化亚铜层24,通过蒸发沉积、溅射沉积或电化学沉积来形成光吸收层30。物理薄层淀积方法或者化学气相淀积方法是本领域中常用的薄膜制备方法,本领域技术人员可以根据其实际需要选择合适的制备方法来制备薄膜太阳能电池中的各个薄膜层;且物理气相沉积涂层、借助电子束蒸发器的蒸镀、借助电阻蒸发器、电感蒸发、ARC蒸发和/或阴极喷雾(溅射涂层)、DC或RF磁控管溅射的蒸镀,是常见的物理薄层淀积方法种类;化学气相沉积(CVD)、低压CVD和/或大气压CVD也是常见的化学薄层淀积方法种类;均属于本领域中的公知常识。因此,当权利要求25-36不具有创造性时,上述权利要求42-43也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-6-2. 权利要求44引用权利要求42,权利要求45引用权利要求44。对比文件4进一步公开了(参见说明书第[0035]段)可以通过在钼背电极中添加钠、钾、锂或者这些元素与氧、硫、硒或者卤化物的化合物,以此在吸收层形成的过程中对吸收层进行掺杂,对比文件4已经公开了通过在背电极层中加入掺杂剂以实现对吸收层的掺杂,且钠化合物的添加是通过混合或烧结靶而实现的。同时,钠钼青铜、钠钨青铜也是本领域常见的钠掺杂剂,属于公知常识。因此,在其引用的在前的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求44-45也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
关于复审请求人的意见陈述
对于复审请求人在答复复审通知书时所陈述的意见,合议组认为:(1)本申请中的第一覆层与对比文件3中的合金层所起的作用相同,均是为了增强光吸收层和背电极层之间的粘附性以提供更好的欧姆接触,两者区别在于所选择的金属材料不同,然而,金属Mo、W、Ta、Nb,Zr和/或Co属于本领域较常见的用于改善粘附性以提供更好的欧姆接触材料,选择它们来与对比文件3中的Mo/Cu/Al/Ag合金层进行相互的替换,对于本领域技术人员来说是容易想到的,并且上述材质的替换并未带来预料不到的技术效果。改变该合金层的成分也并不会降低光吸收层与背电极层之间的粘附性。(2)改善光吸收层与背电极层间界面的电学特性以提高效率,属于本领域普遍所要想解决的技术问题,同样对比文件3在客观上也存在类似的技术问题,且对比文件2中给出了“在光吸收层和背电极层之间设置金属硫化物或硒化物,其中所述金属可选自钼、钨、钽、锆和/或铌,以改善光吸收层和背电极层间界面的电学特性以提高效率”的技术启示,在此技术启示下,本领域技术人员容易想到使用对比文件2中所公开的材质来取代对比文件3中硫化亚铜,此时,由于对比文件2中所公开的材质与CIGS吸收层的化学成分接近,其在客观上必然也能够补偿合金层与光吸收层之间的热膨胀系数的差异。
综上所述,复审请求人的上述意见陈述不具有说服力,合议组不予接受。
根据以上事实和理由,本案合议组依法作出以下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年08月06日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本复审请求审查决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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