太陽能電池及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能電池，包括：基板；在所述基板上的背電極層；在所述背電極層上的光吸收層；在所述光吸收層上的透明電極層；以及在所述基板和所述背電極層之間的雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層。所述雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層形成在所述基板上，所以可以防止在高溫工藝期間來自所述基板的雜質(zhì)擴(kuò)散到所述背電極層和所述光吸收層。
【專利說明】太陽能電池及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能電池。更具體地，本發(fā)明涉及一種能夠提高太陽能電池效率的太陽能電池及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。近來，隨著能源消耗的增加，該太陽能電池已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于商業(yè)目的。
[0003]通過在透明玻璃基板上層疊背電極層、光吸收層和透明電極層以及將背電極層電連接到透明電極層來制造太陽能電池。
[0004]但是，根據(jù)相關(guān)技術(shù)的太陽能電池，通過高溫工藝來形成沉積層。因此，在高溫工藝期間會有雜質(zhì)從玻璃基板排出并且滲透到背電極層或者光吸收層中。
[0005]因此，由于背電極層電阻的增加和光吸收層的污染，會降低效率和可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問題
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種可以防止來自基板的雜質(zhì)被擴(kuò)散的太陽能電池及其制造方法。
[0008]技術(shù)方案
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種太陽能電池，包括:基板；在所述基板上的背電極層；在所述背電極層上的光吸收層；在所述光吸收層上的透明電極層；以及在所述基板和所述背電極層之間的雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層。
[0010]此外，根據(jù)實施例，本發(fā)明提供一種太陽能電池制造方法。所述方法包括:制備基板；在所述基板上形成雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層；在所述雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層上形成背電極層；在所述背電極層上形成光吸收層；以及在所述光吸收層上形成透明電極層。
[0011]有益效果
[0012]根據(jù)本公開，所述雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層形成于基板上，可以防止在高溫條件下來自基板的雜質(zhì)擴(kuò)散到背電極層或光吸收層中。
[0013]此外，根據(jù)本公開，在雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層上形成粘接擴(kuò)散層來提高與背電極層的粘接強(qiáng)度，所以可以提高太陽能電池的可靠性。
[0014]此外，根據(jù)本公開，通過使用硅氧化物形成所述粘接強(qiáng)度，所以可以自由地選擇構(gòu)成背電極層的材料。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是根據(jù)本公開的太陽能電池的截面圖。
[0016]圖2至圖10是示出根據(jù)本公開的太陽能電池的制造方法的截面圖?！揪唧w實施方式】
[0017]在下文中，將參照附圖描述本公開的實施例。
[0018]圖1是根據(jù)本公開的太陽能電池的截面圖。
[0019]參照圖1，根據(jù)本公開的太陽能電池包括:基板100 ;在基板100上形成的背電極層200 ;在背電極層200上形成的光吸收層300 ;在光吸收層300上形成的第一和第二緩沖層400和500 ;在第二緩沖層500上形成的透明電極層600 ;在基板100和背電極層200之間插入的雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700 ;以及粘接強(qiáng)度提高層800。
[0020]基板100可以呈板狀，并且可以包含透明玻璃材料。
[0021]基板100可以是剛性的或者柔性的。除了玻璃基板以外，基板100還可以包含塑料基板或金屬基板。此外，基板100可以包括含有鈉的鈉鈣玻璃。
[0022]根據(jù)本公開的雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700可以形成在基板100上。
[0023]雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700防止在高溫工藝期間來自基板100的雜質(zhì)被滲透到背電極層200和光吸收層300中。
[0024]在雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700上可以額外地形成粘接強(qiáng)度提高層800。
[0025]粘接強(qiáng)度提高層800提高了雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700和背電極層200之間的粘接強(qiáng)度。
[0026]換言之，如果雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700的應(yīng)力指數(shù)增加，那么，由于雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700和背面電極層200之間的應(yīng)力差，可能會減弱雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700和背電極層200之間的粘接強(qiáng)度。
[0027]因此，通過額外地形成粘接強(qiáng)度提高層800，可以防止雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700和背電極層200之間的粘接強(qiáng)度被降低。
[0028]在下文中，將詳細(xì)描述根據(jù)本公開的雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700和粘接強(qiáng)度提高層800。
[0029]背電極層200可以形成在粘接強(qiáng)度提高層800上。
[0030]背電極層200可以包含鑰(Mo)。除了鑰(Mo)以外，背電極層200還可以包含金屬，例如，鋁(Al)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、銀(Ag)或金(Au)，或者是構(gòu)成透明導(dǎo)電層(TCO)的
ITO、ZnO 或 SnO2。
[0031]背電極層200可以通過使用同種金屬或者異種金屬而包括至少兩個層。
[0032]光吸收層300可以形成在背電極層200上。
[0033]光吸收層300包含1-1I1-VI族化合物。例如，光吸收層300可以具有CIGSS (Cu (IN, Ga) (Se, S) 2)晶體結(jié)構(gòu)，CISS (Cu (IN) (Se, S) 2)晶體結(jié)構(gòu)或者 CGSS (Cu (Ga)(Se, S)2)晶體結(jié)構(gòu)。
[0034]第一緩沖層400可以形成在光吸收層300上。
[0035]第一緩沖層400形成在光吸收層300上同時與光吸收層300直接接觸，并且減少在光吸收層300與將在后面描述的透明電極層600之間的能帶隙差。
[0036]第一緩沖層400可以包含CdS，并且第一緩沖層400的能帶隙可以是背電極層200的能帶隙與透明電極層600的能帶隙之間的中間值。
[0037]第二緩沖層500可以形成在第一緩沖層400上。
[0038]第二緩沖層500用作高電阻緩沖層并且可以包含表現(xiàn)出高透光率和高導(dǎo)電性的氧化鋅(ZnO)。[0039]第二緩沖層500可以防止與透明電極層600發(fā)生絕緣并且防止沖擊造成的損傷。
[0040]透明電極層600可以形成在第二緩沖層500上。
[0041]透明電極層600可以包含透明導(dǎo)電材料并且可以包含摻雜鋁的氧化鋅(ΑΖ0 ;ZnO:Al)ο
[0042]除了 AZO以外，透明電極層600還可以包含表現(xiàn)出高透光率和高導(dǎo)電性的氧化鋅(ZnO)，氧化錫(SnO2)以及銦錫氧化物(ITO)中的一種。
[0043]同時，根據(jù)本公開的雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700直接形成在基板100上，并且雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700的預(yù)定厚度為2 μ m或2 μ m以下。
[0044]雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700可以包含一種包含硅氮化物(SiNx)的材料。
[0045]由于硅氮化物是非氧化物陶瓷并且具有優(yōu)異的熱特性和機(jī)械特性，所以在高溫工藝期間，硅氮化物表現(xiàn)出優(yōu)異的特性，防止來自基板100的雜質(zhì)的滲入。
[0046]盡管形成雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700的厚度為2 μ m或2 μ m以下，但是本實施例并不限于此，并且根據(jù)基板100的雜質(zhì)擴(kuò)散濃度，可以理想地調(diào)整雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700的厚度。
[0047]雖然雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700形成在基板100的整個表面上，但是本實施例并不限于此，而且雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700可以僅形成在基板100的預(yù)定區(qū)域上。
[0048]雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700可以防止在高溫工藝期間來自基板100的雜質(zhì)被擴(kuò)散，從而防止由于背電極層200電阻的增加和光吸收層300的污染而降低效率和可靠性。
[0049]同時，由于構(gòu)成雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700的硅氮化物基材料表現(xiàn)出很大的應(yīng)力指數(shù)，雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700和背電極層200之間的粘接強(qiáng)度可能會減弱。因此，當(dāng)選擇構(gòu)成背電極層200的材料時會存在限制。
[0050]因此，為了提高與背電極層200的粘接強(qiáng)度，在雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700上可以額外地形成粘接強(qiáng)度提聞層800。
[0051]粘接強(qiáng)度提高層800可以通過沉積工藝形成在雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700上。
[0052]粘接強(qiáng)度提高層800可以包含硅氧化物(SiO2)并且該層的厚度T2為2μπι或2μπι以下。
[0053]粘接強(qiáng)度提高層800包含表現(xiàn)出與背電極層200的穩(wěn)定化學(xué)鍵結(jié)合并且表現(xiàn)出與背電極層200的優(yōu)異粘接強(qiáng)度的材料。粘接強(qiáng)度提高層800使得構(gòu)成背電極層200的材料容易選擇并且增大了背電極層200的材料的選擇范圍。
[0054]在下文中，將參照附圖描述根據(jù)本公開的太陽能電池的制造方法。圖2至圖10是示出根據(jù)本公開的太陽能電池的制造方法的截面圖。
[0055]如圖2所示，如果制備基板100，在基板100上進(jìn)行雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700。
[0056]雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700可以包含一種硅氮化物基材料。如圖3所示，可以通過化學(xué)沉積方案、濺射方案或者蒸鍍方案形成雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700。
[0057]如圖4所示，如果在基板100上形成雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700，可以在雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700上沉積粘接強(qiáng)度提高層800。
[0058]粘接強(qiáng)度提高層800可以包含諸如硅氧化物的材料。如圖5所示，可以通過化學(xué)沉積方案、濺射方案或者蒸鍍方案來形成粘接強(qiáng)度提高層800。
[0059]如圖6所示，如果在雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層700上形成粘接強(qiáng)度提高層800，那么在粘接強(qiáng)度提高層800上形成背電極層200。[0060]可以通過濺射方案沉積Mo來形成背電極層200。
[0061]然后，可以通過圖案化工藝來將背電極層200劃分成條形，從而形成第一圖案線Plo在這種情況下，可以通過使用激光來進(jìn)行該圖案化工藝。
[0062]如圖7所示，如果第一圖案線Pl形成在背電極層200上，那么在背電極層200上順序形成光吸收層300、第一緩沖層400和第二緩沖層500。
[0063]光吸收層300可以使用CIGS通過共沉積方案來形成。
[0064]第一緩沖層400可以通過化學(xué)浴沉積方案(CBD)沉積CdS來形成。
[0065]第二緩沖層500可以通過濺射工藝沉積ZnO來形成。
[0066]如圖8所示，如果在背電極層200上順序?qū)盈B光吸收層300、第一緩沖層400和第二緩沖層500，那么，可以通過圖案化工藝在光吸收層300、第一緩沖層400和第二緩沖層500的相應(yīng)部分上形成第二圖案線P2。
[0067]第二圖案線P2可以與第一圖案線Pl間隔開預(yù)定距離，并且可以通過刻繪方案或者使用激光來形成。
[0068]如圖9所示，如果在光吸收層300、第一緩沖層400和第二緩沖層500上形成第二圖案線P2，那么，在第二緩沖層500上形成透明電極層600。
[0069]透明電極層600可以通過濺射方案沉積AZO來形成。
[0070]如圖10所示，如果在第二緩沖層500上形成透明電極層600，那么，可以在光吸收層300、第一緩沖層400、第二緩沖層500和透明電極層600上形成第三圖案線P3。
[0071]第三圖案線P3可以與第二圖案線P2間隔開預(yù)定距離，并且可以通過刻繪方案或者使用激光來形成。
[0072]因此，可以完整地制造出根據(jù)本公開的太陽能電池。
[0073]盡管出于說明性目的描述了本發(fā)明的示例性實施例，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離由所附權(quán)利要求書所公開的本發(fā)明的范圍和精神的前提下，可以進(jìn)行各種修改、添加和替換。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能電池，包括: 基板； 在所述基板上的背電極層； 在所述背電極層上的光吸收層； 在所述光吸收層上的透明電極層；以及 在所述基板和所述背電極層之間的雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，所述雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層包含硅氮化物(SiNx)0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，所述雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層的厚度為0.5μπι至.2.0 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，還包括位于所述雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層和所述背電極層之間的粘接強(qiáng)度提高層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池，其中，所述粘接強(qiáng)度提高層包含Si02。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池，其中，所述粘接強(qiáng)度提高層的厚度在大約.0.5 μ m至大約2.0 μ m的范圍內(nèi)。
7.一種太陽能電池的制造方法，所述方法包括: 制備基板； 在所述基板上形成雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層； 在所述雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層上形成背電極層； 在所述背電極層上形成光吸收層；以及 在所述光吸收層上形成透明電極層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層通過沉積SiNx來形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層的厚度在0.5 μ m至2.0 μ m的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，還包括在形成所述雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層之后，在所述雜質(zhì)擴(kuò)散阻擋層上形成粘接強(qiáng)度提高層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述粘接強(qiáng)度提高層通過沉積SiO2來形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述粘接強(qiáng)度提高層的厚度在0.5μπι至.2.0μm的范圍內(nèi)。
【文檔編號】H01L31/18GK103828065SQ201280047825
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月29日
【發(fā)明者】沈洺奭 申請人:Lg伊諾特有限公司