[實用新型]一種化合物薄膜太陽能電池

有效

• 申請號: 201420778578.5
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN204315592U
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 韓安軍;張慶釗;彭東陽;顧世海;李琳琳
• 申請（專利權）人: 北京漢能創昱科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/032
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 彭秀麗;尹學清

技術領域

本實用新型涉及太陽能電池技術領域，具體涉及一種化合物薄膜太陽能電池。

背景技術

隨著經濟社會的發展，人們對能源的需求也與日俱增。由于常規化石能源儲量有限，且污染環境。因此，發展利用新的清潔能源就成為解決常規能源匱乏，環境污染的唯一途徑。由于太陽能取之不盡用之不竭，清潔無污染，是未來最理想最可持續的可再生能源。太陽能電池直接將光能轉變為電能，是太陽能利用的一種重要方式。

銅銦鎵硒(CIGSe)薄膜太陽能電池具有高光吸收系數、高轉化效率、可調的禁帶寬度、高穩定性、較強的抗輻射能力等優點，目前轉換效率已經超過多晶硅電池，并仍在不斷獲得新突破，是一種非常有發展潛力的薄膜太陽能電池。另一種銅基化合物銅鋅錫硫(CZTS)電池與CIGSe電池結構相同，制備方法相似，但是所采用的原材料如鋅(Zn)、錫(Sn)和硫(S)更廉價且儲量豐富，因此，CZTS被認為是一種很有前途的新型薄膜太陽能電池材料。

在CIGSe和CZTS電池中，通常采用CdS作為緩沖層，來減少吸收層與窗口層的晶格和帶隙失配。但是CdS緩沖層的禁帶寬度只有2.4eV，會對高能光子產生吸收，從而減少CIGSe或CZTS電池的短波光譜響應，影響電池的短路電流和轉換效率。為了解決這個問題就需要找到一種禁帶寬度更大，同時能夠調節吸收層與窗口層的晶格失配的緩沖層材料。

實用新型內容

為了解決現有技術中所存在的吸收層與窗口層之間晶格失配的技術問題，提高太陽能電池的短波光譜響應，本實用新型提供了一種化合物薄膜太陽能電池。

所采用技術方案如下所述：

一種化合物薄膜太陽能電池，其依次包括襯底、背電極層、吸收層、緩沖層、窗口層和電極層，所述緩沖層為具有帶隙梯度的CdSO緩沖層，所述CdSO緩沖層的帶隙由所述吸收層至所述窗口層逐漸增加。

所述CdSO緩沖層中的氧含量在遠離所述吸收層的方向上呈逐漸遞增。

所述吸收層為銅銦硒(CISe)吸收層、銅銦鎵硒(CIGSe)吸收層、銅銦鎵硫硒(CIGSSe)吸收層、銅銦鎵硫(CIGS)吸收層、銅銦硫(CIS)吸收層、銅鋅錫硫(CZTS)吸收層、銅鋅錫硫硒(CZTSSe)吸收層、銅鋅錫硒(CZTSe)吸收層中的一種，所述吸收層的厚度為0.5-3μm。

窗口層包括本征透明氧化物層和透明導電氧化物層，所述本征透明氧化物層的厚度為30-100nm，所述透明導電氧化物層的厚度為200-1500nm。

所述本征透明氧化物層為i-ZnO層或i-SnO₂層。

所述的透明導電氧化物層為摻鋁氧化鋅(ZnO∶Al)、摻鎵氧化鋅(ZnO∶Ga)、摻硼氧化鋅(ZnO∶B)、摻氫氧化鋅(ZnO∶H)、摻氟氧化錫(SnO₂∶F)和摻錫氧化銦(In₂O₃∶Sn)中的一種。

本實用新型相對于現有技術具有如下有益效果：

本實用新型將具有帶隙梯度的CdSO緩沖層替代CdS緩沖層，CdSO緩沖層的帶隙由吸收層至窗口層逐漸增加，形成梯度帶隙，這樣底部為O含量較少的CdS，可用于減少與吸收層晶格失配，而上層CdSO帶隙逐漸增加，則有利于通過短波光，使太陽能電池的短波光譜響應增加。

附圖說明

為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據本實用新型的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為本實用新型所提供的一種化合物薄膜太陽能電池結構示意圖。

圖中1-襯底；2-背電極層；3-吸收層；4-緩沖層；5-窗口層，51-本征透明氧化物層；52-透明導電氧化物層；6-電極層。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。

如圖1所示，本實用新型提供了一種化合物薄膜太陽能電池，其依次包括襯底1、背電極層2、吸收層3、緩沖層4、窗口層5和電極層6，緩沖層4為具有帶隙梯度的CdSO緩沖層，CdSO緩沖層的帶隙由吸收層3至窗口層5逐漸增加。緩沖層4中帶隙的增加與CdSO緩沖層4中氧含量有關，CdSO緩沖層4中的氧含量在遠離吸收層3的方向上呈逐漸遞增，從而形成底層氧含量少，上層氧含量多，可同時調節與吸收層3的晶格失配，并提高太陽電池的短波響應。