[實用新型]一種銅銦鎵硒太陽能電池

有效

• 申請號: 201120144916.6
• 申請日: 2011-05-09
• 公開（公告）號: CN202167501U
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 馬給民
• 申請（專利權）人: 東莞日陣薄膜光伏技術有限公司;廣東凱盛光伏技術研究院有限公司;廣東凱盛光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/04
• 分類號: H01L31/04;H01L31/0328
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能電池，尤其涉及一種銅銦鎵硒太陽能電池。

背景技術

現有的銅銦鎵硒薄膜光伏太陽能芯片制造工藝，采用鈉鈣玻璃基板，以400-500℃的高溫蒸發：銅，銦，鎵，二硒等材料；或先使用濺射工藝，鍍上其中三種金屬單元素材料后，再采用“硒化”工藝，添加硒材料。這是一項很難重復，而且十分緩慢的工藝；還有另一種方法，使用電鍍沉淀工藝，或使用“金屬”或“金屬氧化物”經過納米印刷工藝制造；這些工藝皆不適應于批量生產，單硒化工藝，就可長達8小時，并需用大量有毒氣體，比如使用硒化氫來逐步使銅銦鎵薄膜層硒化成銅銦鎵硒薄膜層。

銅銦鎵硒薄膜層在“高溫”的基板上成型，目的是為了滋長較大的結晶，結晶體起碼該是它本身厚度(1.0-2.0微米)一半以上的厚度。過小的晶體會產生大量的晶界，導致“電子-空穴”再次重組，降低電池的轉換效率。高溫的另一個目的是促進“鈉鈣玻璃”里的“鈉”，在穿過鉬薄膜層后，擴散到“銅銦鎵硒”薄膜層里，“鈉”離子能促進更多帶有“p-型摻雜物”的“銅銦鎵硒”薄膜的生長，要做到“銅銦鎵硒”這四種元素在高溫下共蒸發是十分費事，同時極難控制的工藝，不適宜于批量生產。

要在高溫下做好“銅銦鎵硒”薄膜，并能保證它持有最優化的化學成分比例，成為標準的批量生產工藝，我們使用已匹配好化學成分的“銅銦鎵硒”四元素固態靶材，用磁控濺射工藝，一次性鍍膜；同時，為避免高溫下“硒”的流失，一般行業采用的工藝是利用“硒化氫”氣體，來補充“硒”的流失；但這種氣體有毒，不適應批量生產；為了避免這個缺陷，我們使用雙溫區退火爐，并使用固態“硒”來控制“硒”的流失。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種能快捷大量生產并在生產過程中不產生有毒氣體的太陽能電池。

為解決上述的技術問題，本實用新型通過以下方案加以實現：一種銅銦鎵硒太陽能電池，它包括鈉鈣玻璃基板和銅銦鎵硒薄膜層，銅銦鎵硒薄膜層電鍍在鈉鈣玻璃基板上。

所述鈉鈣玻璃基板和銅銦鎵硒薄膜層中間鍍有約0.35微米厚鉬薄膜。

所述銅銦鎵硒薄膜層的上表面設置“p-n結”區域。

所述銅銦鎵硒薄膜層上面鍍有0.05微米厚的硫化鎘。

所述硫化鎘上鍍有約0.1微米厚的絕緣層氧化鋅。

所述氧化鋅上鍍有約0.35微米厚的導電透明的氧化鋅參鋁。

所述氧化鋅參鋁上表面設有約0.05微米厚的鎳。

所述鎳上面設有約3.0微米厚鋁膜。

所述鋁膜上面鍍有約0.05微米厚保護鋁的一層保護鎳。

所述保護鎳上面鍍有約1.0至4.0毫米厚的鈉鈣覆蓋玻璃。

本實用新型銅銦鎵硒太陽能電池采用“銅銦鎵硒”四元素合成固態靶材，在退火爐內具有富裕的“硒”氣體氣氛，扼制“銅銦鎵硒”薄膜中“硒”的流失，保證了硒在整個“銅銦鎵硒”薄膜層間的均勻性，保證了高轉換率的“銅銦鎵硒”批量生產工藝，并方便快捷，生產過程不產生有毒氣體。

附圖說明

圖1為本實用新型模片橫截圖；

圖2為本實用新型的銅銦鎵硒晶相圖；

圖3為本實用新型的實施例示意圖。

具體實施方式

如圖1、2、3所示，一種銅銦鎵硒太陽能電池，它包括鈉鈣玻璃基板1和銅銦鎵硒薄膜層3，銅銦鎵硒薄膜層3電鍍在鈉鈣玻璃基板1上，鈉鈣玻璃基板1和銅銦鎵硒薄膜層3中間鍍有約0.35微米厚鉬薄膜2，銅銦鎵硒薄膜層3的上表面設置“p-n結”區域11，銅銦鎵硒薄膜層3上面鍍有0.05微米厚的硫化鎘4，硫化鎘4上鍍有約0.1微米厚的絕緣層氧化鋅5，氧化鋅5上鍍有約0.35微米厚的導電透明的氧化鋅參鋁6，氧化鋅參鋁6上表面鍍約0.05微米厚的鎳7，鎳7上面設有約3.0微米厚鋁膜8，鋁膜8上面鍍有約0.05微米厚保護鋁的一層保護鎳9，保護鎳9上面鍍有約1.0至4.0毫米厚，或3.2毫米標準厚度的鈉鈣覆蓋玻璃10。

我們首先使用一塊已匹配好化學成分的“銅，銦，鎵，硒”等四元素合成固態靶材，在較低的基板溫度下(250-300攝氏度)，用“脈沖直流電源濺射”鍍膜，將銅，銦，鎵，硒等元素，一次性電鍍在玻璃基板1上；然后再采用帶有“硒”閉封氣氛的退火爐，在400-500℃高溫下進行退火。這工藝縮短了傳統“銅銦鎵硒”制造工藝所需用的時間，保證了薄膜的優化化學成分；免除了傳統工藝中長達八少時的“硒化工藝”，傳統的“硒化”手段是使用帶“硒”元素的氣體，經數小時的化學反應，從已成型的“銅銦鎵”薄膜的表層，逐步往下“硒化”。