[實用新型]一種薄膜太陽能電池及其背電極膜層

有效

• 申請號: 201320034760.5
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN203103314U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 盛國浩;李毅;宋光耀;龍鵬;王廣文
• 申請（專利權）人: 深圳市創益科技發展有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224
• 代理公司: 深圳市毅穎專利商標事務所 44233
• 代理人: 段立麗;李奕暉

本實用新型涉及一種薄膜太陽能電池及其背電極膜層，屬太陽能電池技術領域。

薄膜太陽能電池主要由前電極層、光電轉換層及背電極層組成，這三個膜層的性能直接影響太陽能電池轉換效率。前電極層為了保證高的透光率和好的導電性，一般采用單層的二氧化錫或氧化銦錫。而背電極層必須具有良好的電學和光學性能。目前，背電極的膜層結構設計已經由簡單的單層結構趨向多層化，如中國專利ZL200910209157.4《一種太陽能電池及制作方法》的背電極結構為AZO層+過渡層+Ag層+金屬保護層，過渡層位于AZO層和Ag層之間，能提高AZO層和Ag層的附著力，保證電池的使用壽命，但是對比文件1采用單層銀作為反射層，成本高，而且銀膜上的金屬保護層無增焊功能，不能滿足客戶對焊接性能的要求。而專利ZL201010523713.8《薄膜太陽能電池背電極》的背電極結構為Y:ZnO+Ag+Y:ZnO+Ag+金屬薄膜層，能夠提高背電極的導電性和反射率，但是Y:ZnO層與Ag層之間附著力差，容易造成膜層脫落的現象，而且金屬薄膜層采用Ti/Ni/Al，焊接性能差。

為了使薄膜太陽能電池的背電極具有良好的焊接性能和增強膜層之間的附著力，提高太陽能電池的轉化效率，本實用新型的目的是改進太陽能電池背電極的結構，開發一種成本低、轉化效率高的太陽能電池。

薄膜太陽能電池的背電極膜層，包括透明導電層、過渡層和反射層，其主要技術特點是反射層由銀和鋁兩層膜構成，在鋁膜上還設有一層增焊保護層。

背電極中銀膜的厚度小于鋁膜。銀膜的厚度為50～150nm，鋁膜的厚度為50～300nm。

增焊保護層為40～200nm厚的鎳銅或鎳釩合金。

透明導電層為50～300nm厚的摻鋁氧化鋅（AZO）膜。

過渡層由鉻、釩、錳、鉬和鈦中的一種構成，其厚度為5～50nm。

本實用新型還設計了一種薄膜太陽能電池，包括在襯底上順序沉積的前電極、光電轉換層和背電極，其特征在于所述背電極由摻鋁氧化鋅透明導電膜、過渡層、銀膜、鋁膜和增焊保護層構成，且銀膜的厚度小于鋁膜。背電極的增焊保護層為鎳銅或鎳釩合金，厚度為40～200nm。

積極效果：本實用新型既節省了成本，又解決了太陽能薄膜電池普遍存在的焊接性能和附著力差的問題，同時還提高了太陽能電池的轉化效率。背電極的反射層由銀和鋁兩層膜構成，且銀膜的厚度小于鋁膜，可有效降低生產成本；在鋁膜上設置增焊保護層，不僅可以保護背電極，還可以增加背電極的焊接性能。

圖1：本實用新型的結構示意圖。

圖2：本實用新型的剖面結構示意圖。

圖2：本實用新型的剖面結構示意圖。

圖中：1、襯底，2、前電極，3、光電轉換層，4、背電極，401、透明導電層，402、過渡層，403、銀膜，404、鋁，405、增焊保護層。

實施例1

一種薄膜太陽能電池包括基片襯底、前電極層、光電轉化層和背電極層，其主要技術特點是背電極層具有5層結構，從受光面開始依次為透明導電層、過渡層、Ag反射層、Al反射層和增焊保護層，其中，透明導電層為摻鋁氧化鋅（AZO），厚度為50～300nm,因為AZO相對來說價格便宜，無毒環保；

過渡層為鉻（Cr）,厚度為5～50nm，因為Cr的原子半徑介于AZO和Ag之間，增加AZO和Ag的附著力；

銀膜厚度為50～150nm，因為Ag高反射導電性能好；

銀膜厚度為50～300nm，因為Al高反射價格便宜；

增焊保護層為鎳銅（NiCu）合金，厚度為40～200nm，具有良好的焊接性能和抗氧化性。

實施例2

本實施例的基片襯底1為超白玻璃，前電極層2為摻氟二氧化錫（FTO），光電轉換層3為PIN結非晶硅薄膜，背電極4由五層結構組成，其中透明導電層401為AZO，厚度為75～85nm，過渡層402為Ti，厚度為4～8nm，?Ag厚度為60～70nm，?Al厚度為90～110nm，增焊保護層405為NiV，厚度為50～60nm，?

本實用新型在生產線上試驗，沒有出現過諸如焊接性能差、附著力不好等問題，同時通過產品的穩定轉化效率進行比較，該工藝所制備的產品的轉化效率明顯高于改進前，以下為部分生產產品的測試數據：

通過比較，可以看出：工藝改進前的平均轉化效率在6.8%，采用本實用新型的背電極后，其平均轉化效率達到8.1%，提高了1.3個百分點，由此可見，本實用新型可以完全解決太陽能薄膜電池在制備過程中存在的焊接性能差、附著力不好等技術問題，同時可以節省成本，提高轉化效率。