[發明專利]太陽能電池及其制造方法

有效

• 申請號: 201280028352.7
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN103620794B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發明（設計）人: 崔撤煥
• 申請（專利權）人: LG伊諾特有限公司
• 主分類號: H01L31/0392
• 分類號: H01L31/0392;H01L31/0749
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 許向彤;陳英俊

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池以及其制作方法。

背景技術

由于近來能源需求量增加，將太陽能轉換成電能的太陽能電池技術的研發一直在進行。

尤其是，一種銅銦鎵硒（CIGS）基太陽能電池如今正在廣泛使用，即，一種pn異質結器件，其具有包括玻璃基板的基板結構、金屬背電極層、p型CIGS基吸光層、高電阻緩沖層和n型窗口層。

對于能夠防止雜質在太陽能電池襯底中擴散的阻擋層，各種研究仍在進行。

發明內容

技術問題

本發明提供了一種可以提高可靠性和生產率的太陽能電池及其制造方法。

解決方法

根據實施例的太陽能電池，包括：基板；在所述基板上的納米棒結構阻擋層；布置在所述阻擋層上的背電極層；布置在所述背電極層上的吸光層；布置在所述吸光層上的緩沖層；以及布置在所述緩沖層上的窗口層。

有益效果

根據實施例，納米棒結構阻擋層可以有效防止雜質擴散到所述吸光層。此外，所述阻擋層比現存阻擋層厚度要小，因此可以使得太陽能電池生產率增長。

附圖說明

圖1為圖示根據實施例的太陽能電池的截面圖；

圖2為典型阻擋層的剖面圖；

圖3至圖6為圖示根據實施例的太陽能電池制造方法的視圖；

圖7為圖示根據本發明的關于納米棒和納米線生長的反應器結構的剖面圖。

具體實施方式

在實施例的描述中，當基板、層、膜或電極被稱作在另一個基板、層、膜或電極的上或下時，可以理解成直接位于另一層或基板的上或下，或者其中也有可能存在介入層。進一步，關于各個組成層的上下關系將參照附圖來給出。此外，為了進一步理解本發明，元件的尺寸和元件間的尺寸可能會被放大。

圖1為圖示根據實施例的太陽能電池的截面圖。參看圖1，太陽能電池板包括：基板100、阻擋層200、背電極層300、吸光層400、緩沖層500、高電阻緩沖層600以及窗口層700。

基板100為板狀并且支撐著阻擋層200、背電極層300、吸光層400、緩沖層500、高電阻緩沖層600以及窗口層700。

基板100可以是電絕緣體。它可以由玻璃、塑料或金屬制成。或者，基板100可以由陶瓷，金屬（例如，銅）箔、SUS不銹鋼和有彈性的聚合物制成。基板100可以是透明的，剛性的或柔性的。

阻擋層200形成在基板100上。阻擋層200能夠防止基板100上的雜質向上擴散。

圖2是典型阻擋層200的剖面圖。為了有效地防止基板100上的雜質向上擴散，諸如氧化物（例如，Al₂O₃、SiO₂）或者金屬（例如，Cr、Ti）的材料被沉積為2μm或以上的厚度以形成典型阻擋層200。這樣看來，生產成本和生產時間具有改善的潛力。

而且，典型阻擋層200在朝著C軸，即垂直生長方向生長，呈柱狀，這樣一來，雜質可能會通過形成為柱狀的阻擋層內的界面220向上擴散。因此，在阻擋層的效率上具有改善的潛力。

為了解決這些問題，本發明提供了一種納米棒結構阻擋層。該納米棒結構阻擋層200可以包含氧化鋅（ZnO）。該納米棒是在水平方向生長的。

阻擋層200的厚度在約0.5μm到約1μm之間。

氧化鋅是一種二元氧化物半導體，為六方晶系纖維鋅礦晶體結構，是直接躍遷的III-V族化合物半導體材料，具有3.37eV的寬能帶隙，在室溫下具有很大的激子結合能。

通過使用在太陽能電池的基板上水平方向形成的納米棒結構阻擋層，能夠有效地防止基板上的雜質向上擴散，因此提高器件的可靠性。

此外，如上所述，阻擋層200提高了效率，減小了厚度，從而提高了生產率。

氧化鋅（ZnO）納米棒可以通過多種方法制造，例如使用陽極氧化鋁模板的方法、固液氣（Vapor?Liquid?Solid）方法、固液氣生長方法、MOVPE生長方法、CVD，以及使用對金屬化的鋅進行蒸發所生成的蒸氣或對氧化鋅還原所生成的鋅蒸氣的生長方法。

背電極層300布置在阻擋層200上。背電極層300是導電層。背電極層300可以使由太陽能電池的吸光層400生成的電荷移到太陽能電池外。也就是說，電流是通過背電極層300流出太陽能電池的。為了實現此功能，背電極層300必須具有高電導率，即低電阻率。