Abstract The integration of solar modules into buildings offers a highly attractive area for enlarging the market of commercial solar cells. Therefore, cost-effective industrial approaches to fabricate solar cells and relevant modules with different colors are required. In this work a simple method for applying individual color to Si based solar cells was adapted to the industrially fabricated commercial cells with standard SiNx:H antireflection coating (ARC) and also explicitly described by a fundamental model. This method of coloring is based on the optical interference effect in the layered structure. The structure includes a thin indium tin oxide (ITO) layer deposited on the top of the ARC. An intentional change of the ITO thickness from 0 to 240 nm resulted in a change of the color through the visible spectrum. The color was added to multi- as well as mono-Si based industrially fabricated textured solar cells with conventional blue color ARC. Reasonable agreement between the theoretical and experimental results has been obtained from the model calculations. For the proof of concept, a mini-solar-module with six green cells was fabricated that were coated by an ITO (185 nm)/SiNx:H double layer ARC stack. It is shown that the efficiency of such module is only about 1.5% lower than that of the mini-module manufactured using reference industrial cells with SiNx:H ARC only. It is concluded that the proposed approach can be considered as a cost-effective method to fabricate coloured Si based cells and relevant modules using only one simple technological step.

中文翻译：

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具有 ITO/SiNx:H 双层抗反射涂层的硅基太阳能电池和面板的简单干涉着色

摘要 太阳能模块与建筑物的集成为扩大商用太阳能电池市场提供了一个极具吸引力的领域。因此，需要具有成本效益的工业方法来制造具有不同颜色的太阳能电池和相关模块。在这项工作中，一种将单独颜色应用于 Si 基太阳能电池的简单方法适用于具有标准 SiNx:H 抗反射涂层 (ARC) 的工业制造商业电池，并且还通过基本模型进行了明确描述。这种着色方法是基于层状结构中的光学干涉效应。该结构包括沉积在 ARC 顶部的薄氧化铟锡 (ITO) 层。有意将 ITO 厚度从 0 更改为 240 nm，导致可见光谱范围内的颜色发生变化。这种颜色被添加到具有传统蓝色 ARC 的多晶和单晶工业制造的纹理太阳能电池中。从模型计算中得到了理论和实验结果之间的合理一致性。为了验证概念，制造了一个带有六个绿色电池的微型太阳能模块，并涂有 ITO (185 nm)/SiNx:H 双层 ARC 堆栈。结果表明，这种模块的效率仅比使用仅采用 SiNx:H ARC 的参考工业电池制造的微型模块低约 1.5%。结论是，所提出的方法可以被认为是一种仅使用一个简单的技术步骤来制造彩色硅基电池和相关模块的经济有效的方法。从模型计算中得到了理论和实验结果之间的合理一致性。为了验证概念，制造了一个带有六个绿色电池的微型太阳能模块，并涂有 ITO (185 nm)/SiNx:H 双层 ARC 堆栈。结果表明，这种模块的效率仅比使用仅采用 SiNx:H ARC 的参考工业电池制造的微型模块低约 1.5%。结论是，所提出的方法可以被认为是一种仅使用一个简单的技术步骤来制造彩色硅基电池和相关模块的经济有效的方法。从模型计算中得到了理论和实验结果之间的合理一致性。为了验证概念，制造了一个带有六个绿色电池的微型太阳能模块，并涂有 ITO (185 nm)/SiNx:H 双层 ARC 堆栈。结果表明，这种模块的效率仅比使用仅采用 SiNx:H ARC 的参考工业电池制造的微型模块低约 1.5%。结论是，所提出的方法可以被认为是一种仅使用一个简单的技术步骤来制造彩色硅基电池和相关模块的经济有效的方法。制造了一个带有六个绿色电池的微型太阳能模块，并涂有 ITO（185 nm）/SiNx:H 双层 ARC 叠层。结果表明，这种模块的效率仅比使用仅采用 SiNx:H ARC 的参考工业电池制造的微型模块低约 1.5%。结论是，所提出的方法可以被认为是一种仅使用一个简单的技术步骤来制造彩色硅基电池和相关模块的经济有效的方法。制造了一个带有六个绿色电池的微型太阳能模块，并涂有 ITO（185 nm）/SiNx:H 双层 ARC 叠层。结果表明，这种模块的效率仅比使用仅采用 SiNx:H ARC 的参考工业电池制造的微型模块低约 1.5%。结论是，所提出的方法可以被认为是一种仅使用一个简单的技术步骤来制造彩色硅基电池和相关模块的经济有效的方法。