一種cigs薄膜太陽(yáng)能電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能電池，特別涉及用于一種CIGS薄膜太陽(yáng)能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]銅銦鎵砸(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池具有低成本、高效率、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，是公認(rèn)的最具有發(fā)展和市場(chǎng)潛力的第二代太陽(yáng)能電池。人們對(duì)其研究興起于上個(gè)世紀(jì)八十年代初，經(jīng)過(guò)三十多年發(fā)展，CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的理論研究以及制備工藝取得了可喜的成果。CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的最高實(shí)驗(yàn)室光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到21.7%。柔性襯底的CIGS薄膜太陽(yáng)能電池以可繞曲的金屬箔或者聚合物箔為襯底，其在空間應(yīng)用是比較理想的光伏器件。CIGS柔性薄膜太陽(yáng)能電池不僅重量比功率高，而且可彎曲折疊，不怕碰摔，可以應(yīng)用在很多特殊的場(chǎng)合，包括屋頂、衣服上、汽車(chē)頂部以及航空航天領(lǐng)域等等，具有廣闊的應(yīng)用范圍和市場(chǎng)空間。
[0003]傳統(tǒng)的CIGS薄膜光伏電池普遍采用ZnO:A1 (AZO)透明電極作為窗口層。制備過(guò)程多采用磁控濺射法制備，但是并不能完全避免窗口層薄膜在近紅外波段的吸收損耗，而且使電池的制備工藝更加繁瑣，不利于CIGS薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)成本的降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種CIGS薄膜太陽(yáng)能電池，解決傳統(tǒng)CIGS薄膜太陽(yáng)能電池光電性能不理想問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]一種CIGS薄膜太陽(yáng)能電池，整體依次由基底、阻擋層、鉬背電極層、鉬鈉層、CIGS光吸收層、CdS緩沖層、本征氧化鋅層和BZO導(dǎo)電窗口層疊合固為一體；在BZO導(dǎo)電窗口層上配置表面金屬電極層。
[0007]表面金屬電極層由銀楽組成，其不透光，成網(wǎng)柵狀結(jié)構(gòu)分布在BZO導(dǎo)電窗口層表面。
[0008]基底為柔性不銹鋼、鋁、鎳、鉑或其合金的襯底，厚度為10-100 μπι ;或，基底為硬質(zhì)玻璃或柔性玻璃襯底，其厚度為0.2-5mm。
[0009]阻擋層為鉻或鈦化鎢合金，厚度為10-200nm。
[0010]鉬背電極層作為整個(gè)CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的背電極，厚度是200-1500nm。
[0011]鉬鈉層厚度是10-300nmo
[0012]CIGS光吸收層在整個(gè)電池中作為P型電極，其厚度是1-3 μ m。
[0013]本征氧化鋅層作為整個(gè)CIGS太陽(yáng)能電池器件的N極，本征氧化鋅層7的厚度為20-100nm。
[0014]CdS緩沖層作為CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的襯底，是連接CIGS光吸收層和本征氧化鋅層之間的結(jié)構(gòu)，起到緩沖的橋梁作用，其厚度30nm-50nm ;CIGS光吸收層與硫化鎘緩沖層及本征氧化鋅層形成PN結(jié)。
[0015]BZO導(dǎo)電窗口層作為整個(gè)CIGS太陽(yáng)能電池的透明導(dǎo)電氧化物窗口層，厚度為100-1000nm。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是:
[0016]本實(shí)用新型CIGS薄膜太陽(yáng)能電池，優(yōu)勢(shì)在于，制備工藝簡(jiǎn)單，效率高、穩(wěn)定性好，光電轉(zhuǎn)化率高，在大規(guī)模生產(chǎn)上具有重要的意義，具有廣闊的應(yīng)用范圍和市場(chǎng)空間。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖中:1、基體；2、阻擋層；3、鉬背電極層；4、鉬鈉層；5、CIGS(銅銦鎵砸)光吸收層；6、CdS(硫化鎘)緩沖層；7、本征氧化鋅層；8、BZ0(硼摻雜氧化鋅)導(dǎo)電窗口層；9、表面金屬電極層。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本實(shí)用新型涉及一種CIGS薄膜太陽(yáng)能電池，圖1為CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的整體結(jié)構(gòu)。依次包括基底1、阻擋層2、鉬背電極層3、鉬鈉層4、CIGS光吸收層5、CdS緩沖層6、本征氧化鋅層7和BZO導(dǎo)電窗口層8，固為一體。在BZO導(dǎo)電窗口層8上配置表面金屬電極層9，表面金屬電極層9由銀漿組成，通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)印刷在電池表面燒結(jié)形成，其不透光，成網(wǎng)柵狀結(jié)構(gòu)分布在BZO導(dǎo)電窗口層8表面。其中，基底I可為柔性不銹鋼、鋁、鎳、鉑或其合金的襯底，厚度為10-100 μ m，也可以為硬質(zhì)玻璃，柔性玻璃襯底，其厚度為0.2-5_。阻擋層2為鉻、鈦化鎢合金等，厚度為10-200nm，能有效的阻擋柔性金屬基板I作為襯底時(shí)金屬雜質(zhì)對(duì)上層的CIGS光吸收層5擴(kuò)散影響。鉬背電極層3作為整個(gè)CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的背電極，厚度是200-1500nm。鉬鈉層4是鉬鈉預(yù)置層，其厚度是10_300nm。CIGS光吸收層5在整個(gè)電池中作為P型電極，其厚度是1-3 μ m。CdS (硫化鎘)緩沖層6是連接CIGS光吸收層5和本征氧化鋅(1-ΖηΟ)層7之間的中間層結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)帶隙和晶格匹配，起到緩沖的橋梁作用，同時(shí)作為電池器件N極的組成部分；其厚度30nm-50nm。本征氧化鋅(i_Zn0)層7作為整個(gè)CIGS太陽(yáng)能電池器件的N極，本征氧化鋅層7的厚度為20-100nm。CIGS光吸收層5與硫化鎘緩沖層6及本征氧化鋅層7形成太陽(yáng)能電池的PN結(jié)。硼摻雜氧化鋅導(dǎo)電窗口層(ΒΖ0導(dǎo)電窗口層)8作為整個(gè)CIGS太陽(yáng)能電池的透明導(dǎo)電氧化物窗口層，硼摻雜氧化鋅(BZO)窗口層，可將太陽(yáng)能電池表面的入射光收集，減少因界面反射造成的損失，能保護(hù)電池內(nèi)部結(jié)果的同時(shí)增加電池的光學(xué)性能，其厚度為100-1000nm。在導(dǎo)電窗口層8上配置表面金屬電極柵線(xiàn)9。表面金屬電極柵線(xiàn)9由銀漿組成，通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)印刷在電池表面燒結(jié)形成。主要作用就是收集表面的光生載流子，輸出電子。因?yàn)樗遣煌腹獾模员仨毤?xì)小，成網(wǎng)柵狀結(jié)構(gòu)分布在導(dǎo)電窗口層8表面，減少串聯(lián)電阻和效率損失。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種CIGS薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于:整體依次由基底、阻擋層、鉬背電極層、鉬鈉層、CIGS光吸收層、CdS緩沖層、本征氧化鋅層和BZO導(dǎo)電窗口層疊合固為一體；在BZO導(dǎo)電窗口層上配置表面金屬電極層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于:表面金屬電極層由銀漿組成，其不透光，成網(wǎng)柵狀結(jié)構(gòu)分布在BZO導(dǎo)電窗口層表面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于:基底為柔性不銹鋼、鋁、鎳、鉑或其合金的襯底，厚度為10-100 μ m:或，基底為硬質(zhì)玻璃或柔性玻璃襯底，其厚度為0.2-5mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于:阻擋層為鉻或鈦化鎢合金，厚度為10_200nm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于:鉬背電極層作為整個(gè)CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的背電極，厚度是200-1500nmo6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于:鉬鈉層厚度是10-300nm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于=CIGS光吸收層在整個(gè)電池中作為P型電極，其厚度是1_3 μ m。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于:本征氧化鋅層作為整個(gè)CIGS太陽(yáng)能電池器件的N極，本征氧化鋅層7的厚度為20-100nm。9.根據(jù)權(quán)利要求1、7或8所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于:CdS緩沖層作為CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的襯底，是連接CIGS光吸收層和本征氧化鋅層之間的結(jié)構(gòu)，起到緩沖的橋梁作用，其厚度30nm-50nm ;CIGS光吸收層與CdS緩沖層及本征氧化鋅層形成PN結(jié)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于:ΒΖ0導(dǎo)電窗口層作為整個(gè)CIGS太陽(yáng)能電池的透明導(dǎo)電氧化物窗口層，厚度為100-1000nm。
【專(zhuān)利摘要】一種CIGS薄膜太陽(yáng)能電池，依次包括基底、阻擋層、鉬背電極層、鉬鈉層、CIGS光吸收層、CdS緩沖層、本征氧化鋅層和BZO導(dǎo)電窗口層；在BZO導(dǎo)電窗口層上配置表面金屬電極層。本實(shí)用新型CIGS薄膜太陽(yáng)能電池制備工藝簡(jiǎn)單，效率高、穩(wěn)定性好，光電轉(zhuǎn)化率高，在大規(guī)模生產(chǎn)上具有重要的意義，具有廣闊的應(yīng)用范圍和市場(chǎng)空間。
【IPC分類(lèi)】H01L31/0352, H01L31/0224
【公開(kāi)號(hào)】CN205122601
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520761502
【發(fā)明人】朱登華, 趙聯(lián)波, 王寶玉
【申請(qǐng)人】常德漢能薄膜太陽(yáng)能科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日