[實用新型]一種CIGS基薄膜太陽能電池

有效

• 申請號: 201620109463.6
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN205335276U
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 李藝明;鄧國云
• 申請（專利權）人: 廈門神科太陽能有限公司
• 主分類號: H01L31/0749
• 分類號: H01L31/0749;H01L31/032
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及薄膜太陽能電池技術領域,尤其涉及一種具有黃銅礦結構的CIGS基薄膜 太陽能電池。

背景技術

隨著全球氣候變暖、生態環境惡化和常規能源的短缺，越來越多的國家開始大力發展太 陽能利用技術。太陽能光伏發電是零排放的清潔能源，具有安全可靠、無噪音、無污染、資 源取之不盡、建設周期短、使用壽命長等優勢，因而備受關注。銅銦鎵硒是一種直接帶隙的 P型半導體材料，其吸收系數高達10⁵/cm，2um厚的銅銦鎵硒薄膜就可吸收90％以上的太陽 光。CIGS薄膜的帶隙從1.04eV到1.67eV范圍內連續可調，可實現與太陽光譜的最佳匹配。 銅銦鎵硒薄膜太陽電池作為新一代的薄膜電池具有成本低、性能穩定、抗輻射能力強、弱光 也能發電等優點，其轉換效率在薄膜太陽能電池中是最高的，目前實驗室的轉化率已超過 22％。而現有技術中對CIGS薄膜電池的帶隙匹配調整不佳，載流子易在界面處復合，從而影 響了薄膜太陽能電池的性能。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題，在于提供一種CIGS基薄膜太陽能電池，通過在光吸收 層與透明導電層之間形成第一緩沖層和第二緩沖層可使它們之間產生合適的帶隙，可減少載 流子在界面處的復合，從而提高薄膜太陽能電池的性能。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：一種CIGS基薄膜太陽能電池，包括 襯底，覆蓋襯底表面的背電極層，覆蓋背電極層的具有黃銅礦結構的光吸收層，覆蓋光吸收 層的第一緩沖層，覆蓋第一緩沖層的第二緩沖層，覆蓋第二緩沖層的透明導電層；所述第一 緩沖層的帶隙比第二緩沖層的帶隙小。

進一步的：所述第一緩沖層為至少包括一層；所述第二緩沖層至少包括一層；所述第一 緩沖層和第二緩沖層可采用濺射、蒸鍍、原子層沉積、CVD或水浴等合適的方法沉積。

進一步的，所述第一緩沖層為硒化銦、硫硒化銦、硫化銦、硒化鋅、硫硒化鋅、硫化鎘、 硫化鎘鋅、硫化鎘鎂中的至少一種；所述第二緩沖層為硫硒化銦、硫化銦、硫化鎘、硫化鎘 鋅、硫化鎘鎂、硒化鋅、硫硒化鋅、硫化鋅、氧化鋅、鋅鎂氧化物中的至少一種。

進一步的，所述襯底為玻璃、聚酰亞胺、鋁薄板、鈦薄板或薄的不銹鋼板中的一種。

進一步的，所述背電極層為鉬層、鈦層、鉻層、銅層、AZO膜層、ITO膜層、GZO膜層、 石墨烯膜層或它們的任一組合；所述背電極層優選為鉬；所述背電極層中含有氧，所述背電 極層中或含有堿元素。

進一步的，所述光吸收層為銅銦鎵硒、銅銦鎵硒硫、銅銦鎵硫、銅銦硒、銅銦硫、銅銦 鋁硒、銅銦鋁硫、銅銦鋁硒硫、銅鋅錫硫、銅鋅錫硫硒中的至少一種；所述光吸收層中含有 堿元素，所述光吸收層中優選含有鈉。

進一步的，所述光吸收層為p型半導體層，在所述光吸收層的表面可形成一n型半導體 層，所述n型半導體層含有銅、銦、鎵、硒、鋅和/或硫，所述n型半導體層中還可含有鋁和 /或鎘。

進一步的，所述透明導電層選用氧化銦摻錫、氧化鋅摻鋁、氧化鋅摻鎵、氧化鋅摻硼、 氧化鋅摻銦、氧化錫摻氟、氧化錫摻銻、氧化錫摻碘、石墨烯、錫酸鎘、銀基透明導電膜中 的至少一種。

進一步的，還包括在透明導電層上沉積的減反射膜層。

進一步的，所述減反射膜層為一層氟化鎂膜層或氧化硅膜層

進一步的，所述減反射膜層有兩層，包括折射率大于1.80的第一材料層，以及覆蓋該第 一材料層的折射率小于1.70的第二材料層。

進一步的，還包括在襯底與背電極層之間插入的一層阻擋襯底元素擴散的阻擋層。

進一步的，所述阻擋層材料選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氮化鈦、氧化鈦、氮氧化 鈦、氮氧化鋯、氧化鋯、氮化鋯、氮化鋁、氧化鋁、氧化硅鋁、氮化硅鋁、氮氧化硅鋁、鋅 錫氧化物中的一種或它們的混合物。

進一步的，所述阻擋層材料由硅、鋯和鈦中的至少一種元素與鉬組成為包含至少兩種元 素的氧化物、氮化物或氮氧化物。

進一步的，當襯底為玻璃基板時，所述阻擋層由一含有Li、K中至少一種元素的堿過濾 層替代，該堿過濾層包含Li、K中的至少一種元素和Si、Al、O三種元素。