[發(fā)明專利]薄膜太陽能電池及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010147515.6
• 申請日: 2010-04-08
• 公開（公告）號: CN102214708A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設計）人: 張明龍;鐘大龍;吳召平
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/0352;H01L31/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種薄膜太陽能電池及其制造方法。具體而言，本發(fā)明涉及吸收層含有摻雜物的薄膜太陽能電池及其制造方法。

背景技術(shù)

近年來，由于光伏技術(shù)運用可持續(xù)的、清潔的并且可再生的太陽能替代傳統(tǒng)的以礦物燃料為基礎的能源，其受到越來越多的關(guān)注。目前，尤其是在陸地應用領域，由于性能高，晶體硅太陽能電池是最為流行的商業(yè)化光伏器件。然而，如果光伏能源要成為一種重要的能源，太陽能電池的生產(chǎn)必須大幅度的提高產(chǎn)能并降低成本。在材料使用、大規(guī)模生產(chǎn)和集成模塊制造方面，薄膜太陽能電池與晶體硅太陽能電池相比有著基本的優(yōu)勢，因此自上世紀六十年代早期以來薄膜太陽能電池持續(xù)被推動發(fā)展。在此，“薄膜”一詞用來區(qū)分此種太陽能電池與晶體硅太陽能電池，并可能包含從幾納米到幾十微米的相當大范圍的厚度。目前，碲化鎘、銅銦鎵硒以及非晶硅是制造薄膜太陽能電池的常用材料。

能量轉(zhuǎn)換效率是薄膜太陽能電池仍處于提高階段的一個方面。例如，有人提議將銅摻入碲化鎘薄膜太陽能電池的碲化鎘吸收層中以提高電池的能量轉(zhuǎn)換效率。但是，人們發(fā)現(xiàn)在大幅度提高能量轉(zhuǎn)換效率的同時，摻入銅的碲化鎘薄膜太陽能電池比不摻銅的碲化鎘薄膜太陽能電池的光伏性能衰減速度更大，這顯然不是大家樂于見到的。研究表明，吸收層(碲化鎘層)中摻雜物(銅)對與吸收層(碲化鎘層)相鄰的緩沖層(例如，硫化鎘層)以及緩沖層(硫化鎘層)和吸收層(碲化鎘層)結(jié)處的污染是導致碲化鎘薄膜太陽能電池光伏性能加速衰減的原因之一。其他種類的薄膜太陽能電池在吸收層中摻雜摻雜物時可能會面臨同樣的問題。然而，還沒有發(fā)現(xiàn)能減緩或消除光伏性能衰減的有效解決方法。

因此，有必要開發(fā)一種新的薄膜太陽能電池及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新的薄膜太陽能電池及其制造方法。

本發(fā)明涉及的薄膜太陽能電池，包括：背接觸層；與背接觸層相鄰并包含吸收材料和摻雜物的吸收層；緩沖層；位于吸收層和緩沖層之間的摻雜物阻擋層；以及與緩沖層相鄰的窗口層。

該發(fā)明涉及的薄膜太陽能電池的制造方法，包括：提供背接觸層；提供與背接觸層相鄰包括吸收材料和摻雜物的吸收層；提供緩沖層；提供位于吸收層和緩沖層之間的摻雜物阻擋層；以及提供與緩沖層相鄰的窗口層。

本發(fā)明所涉及的薄膜太陽能電池及其制造方法解決了現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)問題。

附圖說明

通過結(jié)合附圖對于本發(fā)明的實施例進行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一種實施例所提供的薄膜太陽能電池的剖面圖。

圖2是根本該發(fā)明的第二種實施例所提供的薄膜太陽能電池的剖面圖。

具體實施方式

在下文中，將根據(jù)附圖說明本發(fā)明的實施方式，將不會詳細描述眾所周知的功能和結(jié)構(gòu)，以避免因不必要的細節(jié)而使本發(fā)明變得令人費解。

說明書中的近似用語用來修飾數(shù)量，表示本發(fā)明并不限定于該具體數(shù)量，還包括與該數(shù)量接近的可接受的而不會導致相關(guān)基本功能的改變的修正的部分。相應的，用“大約”、“約”等修飾一個數(shù)值，意為本發(fā)明不限于該精確數(shù)值。在某些例子中，近似用語可能對應于測量數(shù)值的儀器的精度。

本發(fā)明中所提及的數(shù)值包括從低到高一個單元一個單元增加的所有數(shù)值，此處假設任何較低值與較高值之間間隔至少兩個單元。舉例來說，如果說了一個組分的數(shù)量或一個工藝參數(shù)的值，比如，溫度，壓力，時間等等，是從1到90，20到80較佳，30到70最佳，是想表達15到85，22到68，43到51，30到32等數(shù)值都已經(jīng)明白的列舉在此說明書中。前述只是想要表達的特別示例，所有在列舉的最低到最高值之間的數(shù)值組合均被視為以類似方式清楚地列在本說明書中。

圖1是根據(jù)該發(fā)明第一種實施例所提供的薄膜太陽能電池1的剖視圖。該薄膜太陽能電池1包括：背接觸層2；與背接觸層2相鄰的含有吸收材料(未圖示)和摻雜物(未圖示)的吸收層3；緩沖層4；位于吸收層3和緩沖層4之間的摻雜物阻擋層5；以及與緩沖層4相鄰的窗口層6。

吸收材料可以是任何適合薄膜太陽能電池并能夠被摻雜的光伏吸收物質(zhì)。吸收材料的例子包括但不限于碲化鎘、銅銦鎵二硒、銅銦鋁二硒以及用硫磺替代前述含硒物質(zhì)中的硒產(chǎn)生的物質(zhì)、非晶硅、微晶硅、硅-鍺及硅-碳合金、薄膜硅、銅的氧化物、鈦酸鈉、鈮酸鉀、硒化鎘、硫化鎘、硫化銅、鎘碲硒、銅銦硒、氧化鎘、碘化銅、半導體材料、各種納米結(jié)構(gòu)光電化學及有機材料，及上述材料的組合。

摻雜物可以是任何適于摻雜在薄膜太陽能電池吸收層中的物質(zhì)。在某些具體的實施例中，吸收層含有碲化鎘，而摻雜物為銅。