[發明專利]太陽能電池及其制造方法

有效

• 申請號: 201380024898.X
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN104285303B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發明（設計）人: 成命錫;張大振
• 申請（專利權）人: LG伊諾特有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0749
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;顧晉偉

技術領域

本實施方案涉及太陽能電池及其制造方法。

背景技術

近來，隨著能量消耗的增加，將太陽光轉換成電能的太陽能電池已經得到發展。

太陽能電池(或光伏電池)是在太陽能發電中將太陽光直接轉換成電的核心元件。

例如，如果能量大于半導體的帶隙能量的太陽光入射到具有PN結結構的太陽能電池中，則生成電子空穴對。因為由于形成在PN結部分中的電場而使電子和空穴分別被收集到N層和P層中，所以在N層與P層之間生成光電壓。在這種情況下，如果將負載連接到設置在太陽能電池兩端的電極，那么電流流經太陽能電池。

特別地，CIGS基太陽能電池已經被廣泛使用，CIGS基太陽能電池為具有包括玻璃基板的基板結構、金屬背電極層、P型CIGS基光吸收層、高電阻緩沖層和N型窗口層的PN異質結裝置。

根據相關技術，通過以下來制備具有高透光率和電導率并且被用作窗口層的TCO層：沉積厚度為約50nm至80nm的未摻雜雜質的鋅氧化物(i-ZnO)以防止分流通路；并且在鋅氧化物上沉積摻雜Al的鋅氧化物以減小對下層的破壞。然而，當沉積AZO和BZO層時，鋁和硼通過熱處理和氧處理將ZnO的高電阻性質轉換成導電性質，使得分流通路增加。

發明內容

技術問題

本發明提供了一種可以防止分流通路(shunt?path)以提高太陽能電池的電特性的太陽能電池。

問題的解決方案

根據實施方案，提供了一種太陽能電池，該太陽能電池包括：光吸收層；在光吸收層上的緩沖層；在緩沖層上的高電阻緩沖層；以及在緩沖層上的窗口層，其中高電阻緩沖層的能帶隙高于窗口層的能帶隙。

本發明的有益效果

根據實施方案的太陽能電池，可以改善入射光在高電阻層中被吸收的現象。

另外，防止了高電阻緩沖層在高溫處理和氧處理時摻雜有Al或B，使得可以改善電特性。

此外，包括氮化硼(BN)的高電阻緩沖層具有與CdS相似的立方結構，使得可以防止力學失配。

附圖說明

圖1是示出了根據實施方案的太陽能電池的截面圖；以及

圖2至圖5是示出了根據實施方案的制造太陽能電池板的過程的圖。

具體實施方式

在實施方案的描述中，應該理解的是當基板、層、膜或電極被稱為在另一基板、另一層、另一膜或另一電極“上”或“下”時，可以“直接地”或“間接地”在其他基板、其他層、其他膜或其他電極上，或者還可以存在一個或更多個中間層。已經參照附圖描述了這樣的層的位置。為了說明的目的可以放大附圖中示出的元件的尺寸并且可以不完全反映實際尺寸。

圖1是示出了根據實施方案的太陽能電池的截面圖。參照圖1，太陽能電池板包括：支承基板100；背電極層200；光吸收層300；緩沖層400；高電阻緩沖層500和窗口層600。

支承基板100具有板狀并且支承背電極層200、光吸收層300、緩沖層400、高電阻緩沖層500和窗口層600。

支承基板100可以為絕緣體。支承基板100可以為金屬基板。另外，支承基板100可以由不銹鋼(SUS，STS)形成。支承基板100可以根據包括在支承基板100中的材料的組成比用各種符號確定，并且支承基板100可以包括C、Si、Mn、P、S、Ni、Cr、Mo和Fe中至少之一。支承基板100可以是柔性的。

在支承層100上形成有背電極層200。背電極層200為導電層。背電極層200對在太陽能電池的光吸收層300中生成的電荷進行轉移，從而使得電流能夠流到太陽能電池的外部。為了執行以上功能，背電極層200必須呈現較高電導率和較低電阻率。

另外，當在形成CIGS化合物時在所需的硫(S)或硒(Se)的氣氛下執行熱處理時，背電極層200必須保持高溫穩定性。另外，背電極層200相對于基板100必須呈現優異的粘附特性，使得防止由于背電極層200與基板100之間的熱膨脹系數的差異而使背電極層200與基板100剝離。

背電極層200可以包括鉬(Mo)、金(Au)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鎢(W)和銅(Cu)中任意一種。在這些元素中，與其他元素相比時，Mo使得與基板100的熱膨脹系數差異較小，使得Mo呈現出優異的粘附特性，從而防止了上述剝離現象，并且完全滿足背電極層200所需要的特性。背電極層300的厚度可以在400nm至1000nm的范圍內。