[發明專利]太陽能電池用光吸收層及其制備方法

無效

• 申請號: 200580046447.1
• 申請日: 2005-02-03
• 公開（公告）號: CN101099243A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 崔寅煥
• 申請（專利權）人: 銀太陽科技發展公司
• 主分類號: H01L31/04
• 分類號: H01L31/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 周建秋;王鳳桐

技術領域

本發明涉及太陽能電池用光吸收層以及該光吸收層的制備方法。特別 是，本發明涉及具有增強的日光吸收作用的光吸收層以及該光吸收層的制備 方法，該光吸收層含有通過金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)層合的 CuInSe₂、CuGaSe₂和CuIn_1-xGa_xSe₂薄膜。

背景技術

包括CuInSe₂(以下簡稱作“CIS”)和CuIn_1-xGa_xSe₂(以下簡稱作“CIGS”) 的三層薄膜是許多研究已經積極開始著手的化合物半導體。

與常規的使用硅的太陽能電池不同，CIS基薄膜太陽能電池的厚度可以 制成不超過10微米，且甚至長期使用后仍顯示優良的穩定性。另外，實驗 證明，與常規的太陽能電池相比，CIS基薄膜太陽能電池的最大轉換效率達 到19.8％。因此，CIS基薄膜太陽能電池在低價格和高效率方面已經吸引了 取代硅太陽能電池的商業興趣。

為了成功的商業化，最近已經報道了各種形成CIS薄膜的方法。例如， 由本申請人提交的韓國專利申請No.2004-29221詳細描述了一種形成CIS薄 膜的方法。根據該方法，首先，使用[Me₂In-(μSeMe)]₂作為前體通過金屬有 機化學氣相沉積在基底上形成InSe薄膜，使用(hfac)Cu(DMB)作為前體通過 金屬有機化學氣相沉積在InSe薄膜上形成Cu₂Se薄膜，且然后使用 [Me₂In-(μSeMe)]₂作為前體通過金屬有機化學氣相沉積在Cu₂Se薄膜上形成 CuInSe₂薄膜。另外，使用[Me₂Ga-(μSeMe)]₂作為前體通過金屬有機化學氣 相沉積在CuInSe₂薄膜上形成CuIn_1-xGa_xSe₂薄膜。

如上所述，CIS基薄膜太陽能電池顯示出接近20％的高能量轉換效率， 但是該電池應該形成為多層結構以進一步提高效率。日光含有大量不可見的 紫外線和紅外線以及光子能為約1.7eV(即，波長為700nm的紅光)至3.1eV (即，波長為400nm的紫光)的可見光。因此，在制造用于吸收各種能量的 入射光的高效率太陽能電池時，需要將CIS基薄膜形成為多層結構的技術。

為了有效地將全光譜日光轉變為電能，應該在多層結構中設置具有不同 帶隙能的光吸收層。已知使用CIS太陽能電池的理論能量轉換效率對于2層 太陽能電池為42％，對于3層太陽能電池為49％，對于4層太陽能電池為 53％，且對于5層或5層以上的太陽能電池的最大值為68％。以這種方式， 可以通過連續或者間斷地改變光吸收層的組分來制作稱作“串聯電池 (tandem?cell)”的電池。CIS基化合物薄膜是多原子材料。當CIS基化合物 薄膜形成為多層結構時，組成原子在上下層之間的界面擴散，失去了薄膜的 原有特性。因此，制備高質量串聯電池存在相當大的困難。

發明內容

因此，針對上述現有技術的問題提出了本發明，并且本發明的目的在于 提供一種太陽能電池用光吸收層，該光吸收層包括多個層合的CIS基化合物 薄膜作為多原子薄膜，其中，所述薄膜的組成原子基本上不在薄膜的上下層 之間的界面擴散。

本發明的另一個目的是提供該光吸收層的制備方法。