[發明專利]一種太陽能電池

無效

• 申請號: 201010236617.5
• 申請日: 2010-07-26
• 公開（公告）號: CN101908569A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 趙一輝;賀方涓
• 申請（專利權）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: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術領域

?本發明屬于光伏太陽電池技術領域，具體涉及一種太陽能電池。

背景技術

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電池由于具有效率高、生產過程易于操作和改進等優點，從開始出現就引起了人們的極大關注。在公開號為6368892的美國專利中公開了一種CIGS和a-Si薄膜電池串聯組成的多結太陽電池，其結構為：襯底層/背電極層/CIS（或CIGS）層/n型導電層/P-I-N結層/前電極層。但是現有a-Si/CIGS串聯多結層太陽能電池的模組設計還不夠合理，其目前的光電轉換效率只有10%左右。

發明內容

本發明的目的是提供一種高效率、低成本的太陽能電池。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：一種太陽能電池，包括襯底層、設置在襯底層上的背電極層、TCO層和設置在背電極層與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銅銦鎵硒P-N結層和一個非晶硅P-I-N結層，所述銅銦鎵硒P-N結層的P型銅銦鎵硒薄膜層與所述背電極層之間設置有重摻雜的P⁺層，所述銅銦鎵硒P-N結層的N型銅銦鎵硒緩沖層與所述非晶硅P-I-N結層的P型非晶硅層之間設置有重摻雜的N⁺層，所述非晶硅P-I-N結層的N型非晶硅層與所述TCO層相鄰設置，該太陽能電池的結構為：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/N⁺層/P型非晶硅層/I型非晶硅層/N型非晶硅層/TCO層。

進一步地，N型銅銦鎵硒緩沖層與N⁺層之間設置有導電層。

導電層為n-ZnO:Al層，n-ZnO:Al層的厚度為50nm～150nm。

非晶硅P-I-N結層的厚度為100nm～360nm。

非晶硅P-I-N結層中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10^20?g?/cm³～10²¹?g?/cm³。

重摻雜的N⁺層的厚度為5nm～50nm。

重摻雜的N⁺層中電荷載子的密度為10^21?g?/cm³～10²²?g?/cm³。

銅銦鎵硒P-N結層中P型銅銦鎵硒薄膜層的厚度為1.0um～2.5um。

銅銦鎵硒P-N結層中N型銅銦鎵硒緩沖層的厚度為50nm～200nm。

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

????本發明薄膜太陽能電池的非晶硅P-I-N結層厚度設計合理，近紅外光譜能量能夠被銅銦鎵硒P-N結層充分吸收，因此本發明提供的薄膜太陽能電池的功率大大提高。另外，在銅銦鎵硒P-N結層的P型銅銦鎵硒薄膜層與背電極層之間設置有重摻雜的P⁺層，在銅銦鎵硒P-N結層的N型銅銦鎵硒緩沖層與非晶硅P-I-N結層的P型非晶硅層之間設置有重摻雜的N⁺層，增強了載體在光伏組件中的漂流速度與流通量，提高了薄膜太陽能電池的功率。本發明提供的薄膜太陽能電池所產生的功率較目前同類型雙結層結構的薄膜太陽能電池平均高出約1.5%，轉換效率可達到11.5%以上。本發明提供的薄膜太陽能電池還具有可靠性高和制造價格低等優點。

附圖說明

圖1為本發明一種實施例的結構示意圖；

圖2為本發明另一種實施例的結構示意圖；

圖3為實施例1的能量頻帶曲線圖。

具體實施方式

實施例1