[發明專利]用于薄膜太陽能電池的前電極及其制備方法和薄膜太陽能電池

有效

• 申請號: 201510870600.8
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN106816482B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 郭凱;于濤;張傳升;宋斌斌;左寧;李新連
• 申請（專利權）人: 神華（北京）光伏科技研發有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0392
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉兵

本發明公開了用于薄膜太陽能電池的前電極及其制備方法和薄膜太陽能電池。該前電極包括：第一透明導電材料薄膜；金屬薄膜，設置在所述第一透明導電材料薄膜上；第二透明導電材料薄膜，設置在所述金屬薄膜上；和電池金屬柵線，設置在所述第二透明導電材料薄膜上；其中，所述金屬薄膜和電池金屬柵線具有相同的圖案，且所述金屬薄膜設置在所述電池金屬柵線的正下方，所述電池金屬柵線將所述金屬薄膜遮擋住。具有降低的方塊電阻，且不會顯著降低電池的光透過率，從而降低薄膜太陽能電池的串聯電阻，提高電池的效率。

技術領域

本發明涉及一種用于薄膜太陽能電池的前電極及其制備方法和薄膜太陽能電池。

背景技術

在CIGS薄膜太陽能電池或者不銹鋼襯底的非晶硅薄膜太陽能電池中，一般用摻鋁氧化鋅(AZO)薄膜作為電池的前電極。要求AZO有高的透過率以增加進入電池的光通量，低的方塊電阻以減少電池的電學損耗。

在文獻1“用于非晶硅太陽能電池的AZO-Ag-AZO透明電極(AZO-Ag-AZOtransparent electrode for amorphous silicon solar cells，Martin Theuring,Martin Vehse,Karsten von Maydell,Carsten Agert,Thin Solid Films 558(2014)294–297)”中，用AZO-Ag-AZO多層薄膜結構(Oxide-Metal-Oxide,OMO)代替傳統非晶硅電池中的AZO。與傳統的AZO薄膜相比，相同厚度的AZO-Ag-AZO復合薄膜的方塊電阻明顯降低，這有助于提高薄膜太陽能電池的效率，最終制作出來的電池的填充因子(Fill Factor,FF)為58％，明顯高于用AZO薄膜制作出來的電池(FF為52.4％)。但是，由于OMO結構中增加了Ag薄膜，造成多層膜反射率增加，而且Ag薄膜的光學透過率遠低于AZO薄膜，所以OMO多層膜的光學透過率遠低于傳統AZO薄膜，采用OMO多層膜結構電池的短路電流為6.02mA/cm²，明顯低于用AZO薄膜的電池6.78mA/cm²的短路電流。

發明內容

本發明的目的是為了解決如何在降低薄膜太陽能電池的前電極的方塊電阻的同時，仍不顯著降低前電極的光透過率的問題，提供了一種用于薄膜太陽能電池的前電極及其制備方法和薄膜太陽能電池。

為了實現上述目的，本發明提供一種用于薄膜太陽能電池的前電極，包括：第一透明導電材料薄膜；金屬薄膜，設置在所述第一透明導電材料薄膜上；第二透明導電材料薄膜，設置在所述金屬薄膜上；和電池金屬柵線，設置在所述第二透明導電材料薄膜上；其中，所述金屬薄膜和電池金屬柵線具有相同的圖案，且所述金屬薄膜設置在所述電池金屬柵線的正下方，所述電池金屬柵線將所述金屬薄膜遮擋住。

本發明還提供了一種薄膜太陽能電池的前電極的制備方法，包括：(1)形成第一透明導電材料薄膜；(2)以掩膜板覆蓋所述第一透明導電材料薄膜，通過所述掩膜板生長金屬薄膜，然后撤去所述掩膜板；(3)在所述金屬薄膜上形成第二透明導電材料薄膜；(4)以所述掩膜板覆蓋所述第二透明導電材料薄膜，通過所述掩膜板生長與所述金屬薄膜完全重合的電池金屬柵線。

本發明還提供了一種薄膜太陽能電池，該薄膜太陽能電池包括的前電極為本發明的用于薄膜太陽能電池的前電極。

本發明提供的薄膜太陽能電池的前電極，將電池金屬柵線遮擋金屬薄膜，這樣電池可以被覆蓋的面積仍然僅為電池金屬柵線的面積，可以在幾乎不降低光通量的前提下大幅度降低前電極的方塊電阻，從而降低電池的串聯電阻，最終提高電池的效率。

本發明的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：