[發明專利]玻璃襯底雙面銅銦鎵硒薄膜太陽電池組件的制備方法

無效

• 申請號: 200810204033.2
• 申請日: 2008-12-04
• 公開（公告）號: CN101752453A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 曹章軼;徐傳明;王小順;馬賢芳
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 鄭丹力

技術領域

本發明涉及光伏電池制造方法，尤其是一種玻璃襯底雙面銅銦鎵硒薄膜太陽電池組件的制備方法。

背景技術

以銅銦鎵硒薄膜作為吸收層的薄膜太陽電池具有較高的光電轉換效率和良好的抗輻射性能，成為光伏電池領域的研究熱點之一。銅銦鎵硒薄膜太陽電池是在襯底上分別沉積多層薄膜而構成的光伏器件，其一般結構為：減反射膜/柵極/透明電極/窗口層/緩沖層/吸收層/背電極/襯底。此種結構的銅銦鎵硒薄膜電池對光的吸收利用率不高。太陽光從外界進入到達銅銦鎵硒吸收層，依次經過透明電極、窗口層和緩沖層，最后才到達銅銦鎵硒吸收層。在此期間，受各層的光透過率等因素的影響，部分光能被以上各層反射、散射回外界，或被衰減變成熱。同時，由于銅銦鎵硒吸收層很薄，還有部分光穿透吸收層沒有被吸收。因此，真正能讓吸收層吸收并最終轉變為電能的光能很少。

目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

發明內容

為了解決現有技術太陽電池的銅銦鎵硒吸收層對太陽光的不完全吸收，影響光電轉換效率這一問題，本發明的目的在于提供一種玻璃襯底雙面銅銦鎵硒薄膜太陽電池組件的制備方法。本發明把電池組件設計成疊層結構，即在玻璃襯底的兩面分別沉積寬帶隙及窄帶隙的銅銦鎵硒薄膜電池，其中寬帶隙電池沉積在玻璃襯底的迎光面，而窄帶隙電池沉積在玻璃襯底的背光面，使得沒有被寬帶隙電池吸收的低能量可見光被窄帶隙電池吸收，從而提高光能的利用率。

為了達到上述發明目的，本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種玻璃襯底雙面銅銦鎵硒薄膜太陽電池組件的制備方法，包括如下步驟：

步驟一、沉積背電極；在玻璃襯底的兩面上，用兩個SnO₂:F靶同時濺射沉積氧化錫類透明導電SnO₂:F背電極，厚度為0.7μm～1.0μm；分別對兩面的背電極進行激光刻劃；

步驟二、沉積吸收層；用共蒸發法，即用Cu、In、Ga、Se進行反應蒸發，分別在兩面的背電極上沉積兩層銅銦鎵硒(CuIn_1-xGa_xSe₂)吸收層，厚度為1.0μm～1.5μm；蒸發時，襯底溫度控制在400℃～510℃。其中：迎光面吸收層中各元素的原子比為Cu/(In+Ga)：0.85～0.95、x＞0.5，為寬帶隙吸收層；背光面吸收層中各元素的原子比為Cu/(In+Ga)：0.85～0.95、x＜0.35，為窄帶隙吸收層；

步驟三、沉積緩沖層；用化學水浴法，同時在兩面的吸收層上沉積Zn(S，O，OH)緩沖層，厚度為50nm～100nm，水浴溫度控制在80℃～90℃；

步驟四、機械刻劃；分別對兩面的吸收層和緩沖層進行機械刻劃；

步驟五、沉積透明電極層；在兩面的緩沖層上，用兩個SnO₂:In靶同時濺射沉積氧化錫類透明導電SnO₂:In透明電極，厚度為300nm～600nm；

步驟六、透明電極機械刻劃；分別對兩面的吸收層、緩沖層和透明電極進行機械刻劃；

步驟七、封裝；在電池組件的正反背電極和透明電極上分別焊接四根匯流條，在每根匯流條上分別焊接一根引出線；把薄膜太陽電池放在滾壓平臺前，與覆蓋膜、粘接層和背面覆蓋膜進行層壓封裝，最后，把邊框固定在組件上。

上述步驟一、沉積背電極，也可以用兩個ZnO:Al靶同時濺射沉積氧化鋅類透明導電ZnO:Al背電極，厚度為0.5μm～0.8μm；同時，步驟五、沉積透明電極層；也可以用兩個ZnO:B靶同時濺射沉積氧化鋅類透明導電ZnO:B透明電極，厚度為400nm～800nm。

上述步驟一、沉積背電極，也可以用兩個ZnO:Ga靶同時濺射沉積氧化鋅類透明導電ZnO:Ga背電極，厚度為0.5μm～0.8μm；同時，步驟五、沉積透明電極層；也可以采用上述相同的靶同時濺射沉積氧化鋅類透明導電ZnO:Ga透明電極，厚度為400nm～800nm。

上述步驟三、沉積緩沖層；也可以用熱蒸發法同時沉積ZnS薄膜緩沖層，厚度為100nm～150nm，襯底溫度為200℃。