[實用新型]具有梯度結構的碲化鎘薄膜太陽能電池

有效

• 申請號: 201520222845.5
• 申請日: 2015-04-14
• 公開（公告）號: CN204668332U
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 李廷凱;李晴風;鐘真
• 申請（專利權）人: 湖南共創光伏科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0749
• 分類號: H01L31/0749;H01L31/0352
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;劉佳芳

技術領域

本實用新型涉及太陽能電池和具有梯度結構的薄膜太陽能電池，特別是具有梯度結構的碲化鎘薄膜太陽能電池結構。

背景技術

國外的太陽能電池研究和生產，大致可以分為三個階段，即有三代太陽能電池。

第一代太陽能電池，基本上是以單晶硅和多晶硅基單一組元的太陽能電池為代表。僅注重于提高光電轉換效率和大規模生產，存在著高的能耗、勞動密集、對環境不友善和高成本等問題，其產生電的價格約為煤電的2_～3倍；直至2014年，第一代太陽能電池的產量仍占全球太陽能電池總量的80-90％。

第二代太陽能電池為薄膜太陽能電池，是近幾年來發展起來的新技術，它注重于降低生產過程中的能耗和工藝成本，專家們稱其為綠色光伏產業。與單晶硅和多晶硅太陽能電池相比，其薄膜高純硅的用量為其的1％，同時，低溫(大約200℃左右)等離子增強型化學氣相沉積沉積技術，電鍍技術，印刷技術被廣泛地研究并應用于薄膜太陽能電池的生產。由于采用低成本的玻璃、不銹鋼薄片，高分子基片作為基板材料和低溫工藝，大大降低了生產成本，并有利于大規模的生產。目前已成功研發的薄膜太陽能電池的材料為：CdTe，其光電轉換效率為16.5％，而商業產品約為12％左右；CulnGaSe(CIGS)，其光電轉換效率為19.5％，商業產品為12％左右；非晶硅及微晶硅，其光電轉換效率為8.3～15％，商業產品為7～12％，近年來，由于液晶電視的薄膜晶體管的研發，非晶硅和微晶硅薄膜技術有了長足的發展，并已應用于硅基薄膜太陽能電池。圍繞薄膜太陽能電池研究的熱點是，開發高效、低成本、長壽命的光伏太陽能電池。它們應具有如下特征：低成本、高效率、長壽命、材料來源豐富、無毒，科學家們比較看好非晶硅薄膜太陽能電池。目前占最大份額的薄膜太陽能電池是非晶硅太陽能電池，通常為pin結構電池，窗口層為摻硼的P型非晶硅，接著沉積一層未摻雜的i層，再沉積一層摻磷的N型非晶硅，并鍍電極。專家們預計，由于薄膜太陽能電池具有低的成本，高的效率，大規模生產的能力，在未來的10～15年，薄膜太陽能電池將成為全球太陽能電池的主流產品。

非晶硅電池一般采用PECVD(Plasma?Enhanced?Chemical?Vapor?Deposition—等離子增強型化學氣相沉積)方法使高純硅烷等氣體分解沉積而成的。此種制作工藝，可以在生產中連續在多個真空沉積室完成，以實現大批量生產。由于沉積分解溫度低，可在玻璃、不銹鋼板、陶瓷板、柔性塑料片上沉積薄膜，易于大面積化生產，成本較低。在玻璃襯底上制備的非晶硅基太陽能電池的結構為：Glass/TCO/p-a-SiC/i-a-Si/n-a-Si/TCO，在不銹鋼襯底上制備的非晶硅基太陽能電池的結構為：SS/ZnO/n-a-Si/i-a-Si/p-na-Si/ITO。