太阳能电池及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池及其制造方法。所述太阳能电池，包括：支撑基板上的背电极层；所述背电极层上的光吸收层；所述光吸收层上的前电极层；其中，所述光吸收层的带隙能量朝向所述光吸收层的上表面逐渐增大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了一种。所述太阳能电池，包括：支撑基板上的背电极层；所述背电极层上的光吸收层；所述光吸收层上的前电极层；其中，所述光吸收层的带隙能量朝向所述光吸收层的上表面逐渐增大。【专利说明】
实施例涉及一种。
技术介绍
太阳能电池可以被定义为使用将p-n结二极管暴露于太阳光而产生电子的光伏效应的将光能转化成电能的装置。根据用作结二极管的材料，这种太阳能电池可以被分为硅太阳能电池、包括1-1I1-VI族或II1-V族的化合物半导体的太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机太阳能电池。由CIGS(CuInGaSe) (1-1I1-VI族黄铜矿类化合物半导体之一)制成的太阳能电池表现出更为出色的光吸收性，更高的光电转换效率且厚度很薄，以及出色的电光稳定性，所以CIGS太阳能电池作为常规的硅太阳能电池的替代物而引人注目。一般而言，根据现有技术的CISG薄膜太阳能电池具有钠钙玻璃/Mo/CIGS/CdS(ZnS)/Ζη0/ΙΤ0/Α1的结构。在这种结构中，CIGS层是通过太阳光产生电子和空穴的光吸收层。多种方案被广泛用于形成光吸收层，例如，通过同时或单独地蒸镀Cu、In、Ga和Se来形成Cu (In，Ga) Se2 (CIGS)基光吸收层的方案以及在形成金属前体薄膜之后执行硒化工艺的方案。同时，光吸收层的带隙能量在约IeV至约1.8eV的范围内。由于光吸收层与设置在光吸收层上的缓冲层的带隙能量之间的差异很大并且光吸收层的带隙能量是固定的，所以光电转换效率降低。
技术实现思路
技术问题实施例提供了一种具有提高了光电转换效率的。技术方案根据第一实施例，提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括:在支撑基板上的背电极层；在所述背电极层上的光吸收层；以及在所述光吸收层上前电极层，其中所述光吸收层的带隙能量朝向所述光吸收层的上表面逐渐增大。根据第一实施例，提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括:在支撑基板上形成背电极层；在所述背电极层上逐渐形成光吸收层；并且在所述光吸收层上前电极层，其中所述光吸收层的带隙能量朝向所述光吸收层的上表面逐渐增大。根据第一实施例，提供了一种太阳能电池的制造方法，所述方法包括以下步骤:在支撑基板上形成背电极层；在所述背电极层上逐渐形成光吸收层；并且在所述光吸收层上前电极层，其中所述光吸收层的带隙能量朝向所述光吸收层的上表面逐渐增大。有益效果实施例提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括带隙能量朝向所述光吸收层的上表面逐渐增大的光吸收层。因此，根据实施例的太阳能电池，太阳光产生的电子和空穴可以容易地被传输到背电极层和前电极上，使得可以提高能量转换效率。此外，根据实施例的太阳能电池的制造方法使用比现有技术中的镓(Ga)更便宜的铝(Al)以便控制带隙能量，使得可以降低工艺成本。【专利附图】【附图说明】图1是示出了根据第一实施例的太阳能电池截面图；图2是示出了根据第一实施例的太阳能电池的每一层的带隙能量的曲线图；图3是根据第二实施例的太阳能电池的截面图；图4是示出了根据第二实施例的太阳能电池的每一层的带隙能量的曲线图；以及图5至图8是根据实施例的太阳能电池的制造方法的截面图。【具体实施方式】在实施例的描述中，将会理解的是，当基板、层、薄膜或电极被称为在另一个基板、另一个层、另一个薄膜或另一个电极“上”或“下”时，它可以“直接地”或“间接地”在另一个基板、另一个层、另一个薄膜或另一 个电极上，或者还可以存在一个或多个中间层。已经参照附图描述了层的这种位置。为了说明的目的，可以夸大附图所示的元件大小，并且可以不完全反映实际大小。在本说明书中，术语“HOMO(最高占据分子轨道)能级”的意思是价带的最高能级。此外，术语“LUM0(最低未占据分子轨道)能级”的意思是导带的最低能级。本说明书中使用的术语“能带隙”的意思是HOMO能级与LUMO能级之间的差值。图1是示出了根据第一实施例的太阳能电池截面图。参见图1，根据第一实施例的太阳能电池包括支撑基板100、背电极层200、光吸收层300、缓冲层400、高电阻缓冲层500和前电极层600。支撑基板100具有平板形状并且支撑背电极层200、吸光层300、缓冲层400、高电阻缓冲层500和前电极层600。支撑基板100可以是绝缘体。支撑基板100可以包括玻璃基板、塑料基板或金属基板。更详细地讲，支撑基板100可以包括钠钙玻璃基板。支撑基板100可以是刚性的或柔性的。更详细地讲，支撑基板100可以是柔性基板。例如，像具有柔性的聚合物的材料可以用作支撑基板100。由于根据实施例的太阳能电池的前电极层600具有出色的机械性能和出色的柔性，如果支撑基板100具有柔性，那么根据实施例的太阳能电池可以容易地用于要求柔性的领域。背电极层200被设置在支撑基板100上。背电极层200是导电层。背电极层200可以由钥(Mo)、金(Au)、铝(Al)、铬(Cr)、钨(W)和铜(Cu)中的一种形成的。在上述材料之中，Mo表现出与支撑基板100的热膨胀系数相近的热膨胀系数，所以Mo可以提高粘结性能，并且防止背电极层200从支撑基板100剥落。光吸收层300被设置在背电极层200上。另外，光吸收层300可以具有在约1.68eV至约2.72eV的范围内的带隙能量，但是实施例不限于此。光吸收层300的带隙能量朝向其上表面逐渐增加。更具体地讲，光吸收层300的带隙能量可以从背电极层200与光吸收层300之间的交界面朝向光吸收层300与前电极600之间的交界面逐渐增大。例如，光吸收层300在背电极层200与光吸收层300之间的交界面处的带隙能量可以是约1.68eV，并且可以逐渐增大，使得光吸收层300可以在光吸收层300与前电极600之间的交界面处具有约2.72eV的带隙能量。另外，参照图2，光吸收层300的带隙能量小于光吸收层300上的缓冲层的带隙能量并且大于背电极层200的带隙能量。也就是说，光吸收层300的带隙能量可以在缓冲层400的带隙能量与背电极层200的带隙能量之间，并且可以从背电极层200朝向缓冲层400逐渐增大。因此，根据实施例的太阳能电池可以是由具有连续势鱼(sequential potential)的光吸收层形成的,使得可以提高从P-N结产生的光生电子的活动性。因此，可以提高光电转换效率。根据第一实施例的太阳能电池包括具有掺杂的光吸收层300，以允许光吸收层300具有连续的带隙能量。杂质可以包含选自由铝(Al)、硼(B)和钽(Ta)组成的组的一种。更具体地讲，杂质可以是铝，但是实施例不限于此。铝(Al)的带隙能量大于在现有技术中用于控制光吸收层的带隙能量的镓(Ga)的带隙能量。因此，包含铝(Al)的光吸收层的带隙能量大于包含镓(Ga)的光吸收层的带隙能量，使得可以提高太阳能电池的光电转换效率。另外，由于铝(Al)具有比镓(Ga)较低的价格，所以可以降低根据实施例的工艺的成本。作为一个实例，光吸收层300可以包含铝(Al)作为杂质。光吸收层300可以表示成以下化学式1: CuIn (Ga1^xAlx) Se2 (0.5 ≤ X ≤ 0.9)参见图3，铝的含量可以朝向光吸收层300的上表面逐渐增大。例如，铝的含量在背电极层200与光吸收层300之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，包括：支撑基板上的背电极层；所述背电极层上的光吸收层；以及所述光吸收层上的前电极层；其中，所述光吸收层的带隙能量朝向所述光吸收层的上表面逐渐增大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴起昆，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR