[發(fā)明專利]一種薄膜光伏太陽能電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010236616.0
• 申請日: 2010-07-26
• 公開（公告）號: CN101908568A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙一輝;賀方涓
• 申請（專利權(quán)）人: 河南阿格斯新能源有限公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/0352
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明屬于光伏太陽電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種薄膜光伏太陽能電池。

背景技術(shù)

CIGS是銅銦鎵硒太陽能電池的縮寫，由CIGS和a-Si薄膜電池組成的串聯(lián)電池由于具有效率高、生產(chǎn)過程易于操作和改進等優(yōu)點，從開始出現(xiàn)就引起了人們的極大關(guān)注。在公開號為6368892的美國專利中公開了一種CIGS和a-Si薄膜電池串聯(lián)組成的多結(jié)太陽電池，其結(jié)構(gòu)為：襯底層/背電極層/CIS（或CIGS）層/n型導(dǎo)電層/P-I-N結(jié)層/前電極層。但是現(xiàn)有a-Si/CIGS串聯(lián)多結(jié)層太陽能電池的模組設(shè)計還不夠合理，其目前的光電轉(zhuǎn)換效率只有10%左右。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高效率、低成本的薄膜光伏太陽能電池。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種薄膜光伏太陽能電池，包括襯底層、設(shè)置在襯底層上的背電極層、TCO層和設(shè)置在背電極層與TCO層之間的太陽能電池模組，所述太陽能電池模組包括一個由銅銦鎵硒P-N結(jié)層和非晶硅P-I-N結(jié)層相鄰設(shè)置的雙結(jié)層P-N/P-I-N，所述雙結(jié)層的P型銅銦鎵硒薄膜層與所述背電極層之間設(shè)置有重摻雜的P⁺層，所述雙結(jié)層的N型非晶硅層與所述TCO層之間設(shè)置有重摻雜的N⁺層，該太陽能電池的結(jié)構(gòu)為：襯底層/背電極層/P⁺層/P型銅銦鎵硒薄膜層/N型銅銦鎵硒緩沖層/?P型非晶硅層/I型非晶硅層/N型非晶硅層/N⁺層/TCO層。

進一步地，非晶硅P-I-N結(jié)層的厚度為100nm～360nm。

非晶硅P-I-N結(jié)層中P型非晶硅層、I型非晶硅層和N型非晶硅層的厚度比為：P型非晶硅層:I型非晶硅層:N型非晶硅層=（1～2）:（10～15）:（2～4）。

重摻雜的P⁺層的厚度為5nm～50nm。

重摻雜的P⁺層中電荷載子的密度為10²⁰?g/cm³～10²¹g/cm³。

重摻雜的P⁺層由硒化鉬或密度為1020～1021?g/cm³的銅空缺層通過共濺射或共蒸發(fā)的方法沉積制得。

重摻雜的N⁺層的厚度為1.5nm～15nm。

重摻雜的N⁺層中電荷載子的密度為10²⁰?g/cm³～10²²?g/cm³。

重摻雜的N⁺層由氫化磷沉積制得。

銅銦鎵硒P-N結(jié)層中P型銅銦鎵硒薄膜層的厚度為1.0um～2.5um。

銅銦鎵硒P-N結(jié)層中N型銅銦鎵硒緩沖層的厚度為50nm～200nm。

銅銦鎵硒P-N結(jié)層中N型銅銦鎵硒緩沖層的材料為ZnS、ZnSe或ZnIn₂Se₃。

本發(fā)明薄膜光伏太陽能電池的非晶硅P-I-N結(jié)層厚度設(shè)計合理，近紅外光譜能量能夠被銅銦鎵硒P-N結(jié)層充分吸收，因此本發(fā)明提供的薄膜光伏太陽能電池的功率大大提高。另外，在雙結(jié)層的P型銅銦鎵硒薄膜層與所述背電極層之間設(shè)置了重摻雜的P⁺層，在所述雙結(jié)層的N型非晶硅層與所述TCO層之間設(shè)置了重摻雜的N⁺層，增強了載體在光伏組件中的漂流速度與流通量，提高了薄膜光伏太陽能電池的功率。本發(fā)明提供的薄膜光伏太陽能電池所產(chǎn)生的功率較目前同類型雙結(jié)層結(jié)構(gòu)的薄膜光伏太陽能電池平均提高約1.5%，轉(zhuǎn)換效率可達到11.5%以上。本發(fā)明提供的薄膜光伏太陽能電池還具有可靠性高和制造價格低等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例1的能量頻帶曲線圖。

具體實施方式

實施例1