[發(fā)明專利]一種用于BIPV的銅銦鎵硒太陽能電池

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202111124682.3
• 申請日: 2021-09-25
• 公開（公告）號: CN113937169A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李剛;夏申江;甘治平;楊揚(yáng);姚婷婷;王東
• 申請（專利權(quán)）人: 中建材蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0296;H01L31/032;H01L31/054;H01L31/078;H01L31/18;H01L21/02
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 34113
• 代理人: 楊晉弘

本發(fā)明提供了一種用于BIPV的銅銦鎵硒太陽能電池，包括背板玻璃，自所述背板玻璃表面向外依次為銅銦鎵硒電池功能層/膠膜層/紫外電池功能層/蓋板玻璃/減反射膜層。與現(xiàn)有電池相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：采用化學(xué)溶液法制備p型氧化鋅膜層與n型氧化鋅膜層，以此在蓋板玻璃內(nèi)表面形成紫外電池功能層，這樣，通過紫外電池功能層吸收紫外光，并可利用紫外光發(fā)電，提高太陽光譜的利用率，且能有效降低紫外線的傷害，延長銅銦鎵硒電池使用壽命；同時通過控制p型與n型氧化鋅膜層材料折射率和膜層厚度，使反射光產(chǎn)生干涉的波長不同，并同黑色電池功能層相結(jié)合，從而獲得具有與環(huán)境、建筑外觀匹配的多種顏色的銅銦鎵硒太陽能電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及薄膜太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種用于BIPV的銅銦鎵硒太陽能電池。

背景技術(shù)

近年來由于我國城市化進(jìn)程的加快，建筑能耗逐年增長，因此加快可再生能源在建筑領(lǐng)域中規(guī)模化應(yīng)用，是降低建筑能耗、調(diào)整建筑用能結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵措施之一。太陽能系統(tǒng)建筑一體化技術(shù)（簡稱“BIPV”）是將太陽能系統(tǒng)產(chǎn)品有機(jī)結(jié)合到建筑領(lǐng)域，既可以使太陽能系統(tǒng)具有建筑功能，同時又利用建筑表面產(chǎn)生的能量，實(shí)現(xiàn)提供清潔能源和降低建筑能耗的雙重效果。

與傳統(tǒng)晶硅、非晶硅電池相比，銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池作為新一代的薄膜電池，具備弱光發(fā)電性能好、成本低、溫度系數(shù)低、能源回收期短、壽命長、發(fā)電穩(wěn)定、抗輻射能力強(qiáng)、生產(chǎn)工藝無污染等優(yōu)勢，市場前景巨大。CIGS是一種直接帶隙的P型半導(dǎo)體材料，其吸收系數(shù)高達(dá)10⁵/cm，2μm厚的CIGS薄膜就可吸收90％以上的太陽光，CIGS電池轉(zhuǎn)換效率在薄膜太陽能電池中也是最高的，CIGS太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)非常符合“光伏建筑一體化”的應(yīng)用實(shí)施。

但常規(guī)太陽能電池在建筑物上的應(yīng)用受到一個根本性制約，因?yàn)榻ㄖ鳛榄h(huán)境和城市景觀，對外觀色彩的要求非常高。CIGS太陽能電池是將電池功能層以多層薄膜的形式涂鍍在背板玻璃上，然后與膠膜、光伏蓋板玻璃層壓合片，以組件的形式投入應(yīng)用，由于電池功能層為黑色，而膠膜和光伏蓋板玻璃都是無色透明的，所以CIGS電池的顏色通常顯示為黑色。因而傳統(tǒng)CIGS電池難以滿足建筑作為環(huán)境和城市景觀，對外觀色彩的特殊要求。

此外，CIGS太陽能電池主要利用可見光和紅外波段光的能量，紫外線對電池組件是有害的，這是因?yàn)樽贤饩€具有較短的波長和較高的能量，而目前封裝用的膠膜多為高分子材料，所以紫外線對膠膜具有很強(qiáng)的破壞性，嚴(yán)重影響光伏電池組件的使用壽命；同時紫外光穿透玻璃被電池吸收轉(zhuǎn)化為熱能，使組件工作溫度過高，從而降低了組件實(shí)際發(fā)電量。

由此可見，BIPV的概念需要新的內(nèi)涵，開發(fā)出一種既能與環(huán)境、建筑完美融合，外表美觀，又能利用紫外線，擁有長使用壽命的彩色銅銦鎵硒太陽能電池，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種用于BIPV的銅銦鎵硒太陽能電池。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于BIPV的銅銦鎵硒太陽能電池，所述銅銦鎵硒太陽能電池，包括自背板玻璃表面向外依次制有的銅銦鎵硒電池功能層和膠膜層，在膠膜層外層依次設(shè)置蓋板玻璃和減反射膜層，其特征在于：在膠膜層和蓋板玻璃之間制有紫外電池功能層。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，有以下進(jìn)一步的技術(shù)方案：

所述的紫外電池功能層，其結(jié)構(gòu)自蓋板玻璃內(nèi)表面向外依次為透明電極層/n型氧化鋅膜層/p型氧化鋅膜層/金屬柵電極層；

制備透明電極層的材料，包括但不限制于透明導(dǎo)電氧化物、氧化物/金屬/氧化物疊層、銀納米線；

制備n型氧化鋅膜層的材料，包括但不限制于未摻雜氧化鋅、鋁摻雜氧化鋅、鎵摻雜氧化鋅、銦摻雜氧化鋅、硼摻雜氧化鋅；