[實用新型]一種雙面薄膜光伏電池

有效

• 申請號: 201420104766.X
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN203721741U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 來霸;王奇;于化叢
• 申請（專利權）人: 南京漢能光伏有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0749
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 劉建

技術領域

本實用新型涉及一種雙面薄膜光伏電池。

背景技術

太陽能是一種取之不盡，用之不竭的能源。進入21世紀以來，光伏太陽能行業取得了較快的發展。銅銦鎵硒（以下簡稱CIGS）薄膜光伏電池較傳統的晶硅光伏電池，具有半導體材料消耗少、產品環境適應性強及可輕柔化等優勢，成為未來光伏太陽能行業的發展趨勢。盡管CIGS薄膜光伏電池效率已接近傳統多晶硅光伏電池，但依然還有繼續提高其光電轉換效率的潛力。

石墨烯薄膜材料具有超薄、強度超大、高比表面積、高熱傳導性、高透明、超載流子遷移率、可柔性等特點，有廣泛的應用前景與潛力。盡管現在普遍制備出來的石墨烯薄膜因缺陷等因素，致使其方塊電阻較大。但通過對其摻雜進行改性，可以獲得高質量透明導電膜。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種采用了雙面高透光性、高導電性石墨烯薄膜的雙面薄膜光伏電池，有效提升轉光電換效率。

實現本實用新型目的的技術方案是：雙面薄膜光伏電池，包括自下而上依次設置的基底、第一透明導電膜、P型光伏吸收層薄膜、N型硫化鎘膜層和第二透明導電膜；所述基底為高分子薄膜材料；所述第一透明導電膜和第二透明導電膜均為通過物理化學吸附法處理的石墨烯薄膜。

所述基底為玻璃或聚酰亞胺。

所述第一透明導電膜和第二透明導電膜的厚度均為0.34～3nm。

所述P型光伏吸收層薄膜的材料為銅銦鎵錫，厚度為1.0～2.5μm；所述N型硫化鎘膜層的厚度為40～60nm。

采用了上述技術方案，本實用新型具有以下的有益效果：（1）本實用新型采用改性的石墨烯薄膜新材料替代常規CIGS薄膜光伏電池中的透明導電膜和金屬電極層，通過雙面高透光性、高導電性的石墨烯薄膜，有效提升薄膜光伏電池的光電轉換效率。

（2）本實用新型的石墨烯薄膜兼具有可柔性，因此本實用新型也能滿足輕柔化薄膜光伏電池的需要。

附圖說明

為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中

圖1為本實用新型的結構示意圖。

附圖中的標號為：

基底101、第一透明導電膜102、P型光伏吸收層薄膜103、N型硫化鎘膜層104、第二透明導電膜105。

具體實施方式

（實施例1）

見圖1，本實施例的雙面薄膜光伏電池，包括自下而上依次設置的基底101、第一透明導電膜102、P型光伏吸收層薄膜103、N型硫化鎘膜層104和第二透明導電膜105。基底101為高分子薄膜材料。第一透明導電膜102和第二透明導電膜105均為通過物理化學吸附法處理的石墨烯薄膜。基底101為玻璃或聚酰亞胺。

第一透明導電膜102和第二透明導電膜105的厚度均為0.34～3nm。P型光伏吸收層薄膜103的材料為銅銦鎵錫，厚度為1.0～2.5μm。N型硫化鎘膜層104的厚度為40～60nm。

本實施例的雙面薄膜光伏電池的制備方法為：

①襯底上采用化學氣相沉積法沉積第一石墨烯薄膜層。

其中，襯底為鎳或銅；化學氣相沉積法具體為：首先采用熱分解CVD法，在真空腔室內通入甲烷，然后經由高溫分解并借助輔助氣體處理，在襯底的催化作用下沉積薄膜。

②采用剝離技術將襯底上的第一石墨烯薄膜層剝離，轉移、貼合至基底101上，然后采用物理化學吸附法對第一石墨烯薄膜層進行改性處理得到第一透明導電膜102；接著采用物理氣相沉積法沉積P型光伏吸收層薄膜103；然后采用化學水浴法或物理氣相沉積法沉積N型硫化鎘膜層104。

其中，物理化學吸附法具體為：在配有HNO3溶液的設備中，通過控制HNO3的濃度、溫度以及石墨烯薄膜在溶液中的浸泡時間，一定量的HNO3分子將吸附在石墨烯薄膜表面。

物理氣相沉積法采用多元共蒸發技術，具體為：第一步，在基底101溫度較低的情況下蒸發In、Ga、Se形成一層In-Ga-Se預置層，其中控制原子比例In/Ga=0.7/0.3，In+Ga/Se=2/3；第二步，升高基底101溫度到一定溫度，蒸發Cu、Se；第三步，保持第二步的基底101的溫度，蒸發In、Ga、Se，使多余的Cu2-xSe轉化成等化學計量比的CIGS，繼續蒸發少量的In、Ga、Se，可得到稍微貧銅的CIGSp型黃銅礦結構的樣品，并控制Cu/In+Ga的比例在0.88～0.92的范圍內，樣品隨后在蒸發Se的同時冷卻到一定溫度，關閉Se再冷卻到室溫，形成CIGS薄膜。