太阳能电池设备及其制造方法技术

公开了一种太阳能电池设备及其制造方法。所述太阳能电池设备包括：基板；在所述基板上的背电极层；在所述背电极层上的光吸收层；以及，在所述光吸收层上的前电极层，其中，所述背电极层包括：具有在所述前电极的方向上逐渐增大的带隙能量的第一区域；在所述第一区域上的第二区域，所述第二区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量；在所述第二区域上的第三区域，所述第三区域具有在所述前电极层的方向上逐渐增大的带隙能量；以及，在所述第一区域上的第四区域，所述第四区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】公开了一种。所述太阳能电池设备包括：基板；在所述基板上的背电极层；在所述背电极层上的光吸收层；以及，在所述光吸收层上的前电极层，其中，所述背电极层包括：具有在所述前电极的方向上逐渐增大的带隙能量的第一区域；在所述第一区域上的第二区域，所述第二区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量；在所述第二区域上的第三区域，所述第三区域具有在所述前电极层的方向上逐渐增大的带隙能量；以及，在所述第一区域上的第四区域，所述第四区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量。【专利说明】
本实施例涉及。
技术介绍
-种用于太阳光能发电的太阳能电池的制造方法如下。首先，在制备基板后，在基 板上形成背电极层。其后，在背电极层上依序形成光吸收层、缓冲层和高电阻缓冲层。已经 广泛使用例如下述方案的各种方案来形成光吸收层：通过同时或分别蒸发Cu、In、Ga和Se 来形成基于Cu (In，Ga) Se2 (CIGS)的光吸收层的方案；以及，在已经形成金属前体膜后执行 硒化工艺的方案。光吸收层的带隙能量在约leV至1. 8eV的范围内。 然后，通过溅射工艺来在光吸收层上形成包括硫化镉（CdS)的缓冲层。该缓冲层 的带隙能量可以在约2. 2eV至2. 4eV的范围内。其后，通过溅射工艺在缓冲层上形成包括氧 化锌（ZnO)的高电阻缓冲层。高电阻缓冲层的带隙能量在约3. leV至约3. 3eV的范围内。 然后，透明的导电材料被层叠在高电阻缓冲层上，并且在高电阻缓冲层上形成透 明电极层。构成该透明电极层的材料可以包括掺杂铝的氧化锌（ΑΖ0)。该透明电极层的带 隙能量可以在约3. leV至约3. 3eV的范围内。 在这样的太阳能电池设备中，已经进行了各种通过控制在光吸收层中的带隙能量 来改善光电转换效率的研究。 如上所述，为了将太阳光转换为电能，已经制造和使用了各种太阳能电池设备。在 韩国未审查专利公布No. 10-2008-0088744中公开了一种这样的太阳能电池设备。
技术实现思路
【技术问题】 本实施例提供了一种，该太阳能电池能够减少电子 和空穴之间的再结合以改善光电转换效率。 【技术方案】 一种根据实施例的太阳能电池设备包括：基板；在所述基板上的背电极层；在所 述背电极层上的光吸收层；以及，在所述光吸收层上的前电极层，其中，所述背电极层包括： 具有在所述前电极的方向上逐渐增大的带隙能量的第一区域；在所述第一区域上的第二区 域，所述第二区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量；在所述第二区域上 的第三区域，所述第三区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量；以及，在所 述第一区域上的第四区域，所述第四区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能 量。 一种根据实施例的太阳能电池设备包括：基板；在所述基板上的背电极层；在所 述背电极层上的光吸收层；以及，在所述背电极层上的前电极层，其中，所述背电极层包括： 具有在所述前电极的方向上逐渐增大的导带的第一区域；在所述第一区域上的第二区域， 所述第二区域具有在所述前电极的方向上逐渐减小的导带；在所述第二区域上的第三区 域，所述第三区域具有在所述前电极的方向上逐渐增大的导带；以及，在所述第三区域上的 第四区域，所述第四区域具有在所述前电极的方向上逐渐减小的导带。 一种根据实施例的制造太阳能电池设备的方法包括：在基板上形成背电极层；在 所述背电极层上形成光吸收层；并且，在所述光吸收层上形成前电极层，其中，所述背电极 层包括：具有在所述前电极的方向上逐渐增大的带隙能量的第一区域；在所述第一区域上 的第二区域，所述第二区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量；在所述第 二区域上的第三区域，所述第三区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量； 以及，在所述第一区域上的第四区域，所述第四区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减 小的带隙能量。 【有益效果】 根据实施例，太阳能电池设备可以通过使用第一至第四区域来将光吸收层的带隙 能量控制为谐波形状（harmonic shape)。 即，因为第一至第四区域的带隙能量具有谐波形状，特别是导带具有谐波形状，所 以通过在场中的Poole-Frenkel效应来隧穿在最低点处捕获的电子。因此，根据实施例的 太阳能电池设备可以防止电子的再结合。 因此，根据实施例的太阳能电池设备可以具有改善的光电转换效率。 【专利附图】【附图说明】 图1是示出根据实施例的太阳能电池设备的截面图； 图2是示出图1的A部分的放大截面图； 图3是示出光吸收层的带隙能量的视图； 图4是示出在光吸收层中的带隙控制材料的含量的视图；以及 图5至8是示出根据实施例的太阳能电池设备的制造方法的视图。 【具体实施方式】 在实施例的描述中，应当理解，当基板、膜、层或电极被称为在另一个基板、膜、层 或电极上或下时，它可以直接或间接地在该另一个基板、膜、层或电极上，或者也可以存在 一个或多个介入层。参考附图描述了元件的这样的位置。为了方便或清楚的目的，可能夸 大、省略或示意地示出在附图中所示的每一个元件的厚度和大小。另外，元件的大小不完全 反映实际大小。 图1是示出根据实施例的太阳能电池设备的截面图。图2是示出图1的A部分的 放大截面图。图3是示出光吸收层的带隙能量的视图。图4是示出在光吸收层中的带隙控 制材料的含量的视图。 参见图1至4,根据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、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可以包括绝缘体。支撑基板100可以是玻璃基板、塑料基板或金属 基板。更详细地，支撑基板100可以包括钠钙玻璃基板。支撑基板100可以是透明的。支 撑基板100可以是柔性的或刚性的。 背电极层200被设置在支撑基板100上。背电极层200是导电层。例如，用于背 电极层200的材料可以包括例如钥（Mo)的金属。 另外，背电极层200可以包括至少两层。在这种情况下，上述至少两层可以通过使 用同种金属或不同种金属来形成。 在背电极层200上设置了光吸收层300。光吸收层300可以包括I-III-VI族化 合物。例如，光吸收层300可以包括Cu(In，Ga)Se 2(CIGS)晶体结构、Cu(In)Se2晶体结构或 Cu(Ga)Se2晶体结构。 光吸收层300的带隙能量可以在约leV至1. 8eV的范围内。 光吸收层300包括谐波区域HR。谐波区域HR可以形成在光吸收层300的上部。 艮P，谐波区域HR可以与前电极层600相邻。更详细地，谐波区域HR可以与缓冲层400相邻。 如图3中所示，谐波区域HR可以具有谐波形状的带隙能量，即，带隙能量可以在前 电极层600的方向上重复地逐渐增大和减小。更详细地，谐波区域HR的带隙能量在前电极 层600的方向上重复地逐渐增大和减小约4次至约10次。 更详细地，谐波区域H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池设备，包括：基板；在所述基板上的背电极层；在所述背电极层上的光吸收层；以及，在所述光吸收层上的前电极层，其中，所述背电极层包括：第一区域，所述第一区域具有在所述前电极的方向上逐渐增大的带隙能量；在所述第一区域上的第二区域，所述第二区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量；在所述第二区域上的第三区域，所述第三区域具有在所述前电极层的方向上逐渐增大的带隙能量；以及，在所述第一区域上的第四区域，所述第四区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量。

【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：李真宇，
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