一种高效率CIGS太阳能电池结构制造技术

一种高效率CIGS太阳能电池结构，太阳能电池具有七层结构，所述衬底、背电极、主吸收层、缓冲层、光窗层（二）、光窗层（一）和电极由下而上依次连接。本实用新型专利技术的技术效果是：所述透明导电层主要作用是在传统工艺基础上降低膜层阻值，减少膜层厚度提高产率，提高光透性能，从而提高薄膜电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高效率CIGS太阳能电池结构
本技术涉及一种高效率CIGS太阳能电池结构，属于薄膜光电池
。
技术介绍
太阳能电池的种类众多，而CIGS(铜铟镓硒)薄膜太阳能电池拥有高转换效率及发展潜力而受到瞩目，目前CIGS(铜铟镓硒)薄膜太阳能电池最高转换效率由美国再生能源实验室(NREL)所创造，其效率已达20%。CIGS(铜铟镓硒)薄膜太阳能电池发展至今其组件结构大致件由上电极(AL/Ni)、光窗层(ΑΖ0低阻和ZnO高阻)、缓冲层(CdS)、吸收层(CIGS)、背电极(Mo/NaMo)与基板(GLASS)所组成；传统光窗层主要是以AZO(锌铝氧化物)靶材利用真空直流磁控溅射镀膜而成。本产品的开发利用IZO(金属铟锌氧化物)靶材替代AZO靶材，使用磁控溅射镀膜技术来制备光窗层薄膜，从而形成新型CIGS薄膜太阳能电池结构。 透明导电薄膜(TCO)由于具有优良的光透性和导电性能，可用于CIGS薄膜太阳能电池的前电极材料和窗口层材料，比如掺铝氧化锌(AZO)等，由于AZO薄膜电阻较高，要达CIGS电池所需的电阻，一般AZO薄膜须要600-1000nm的厚度，因此一般可见光(550nm波长)光透率都小于82%，在长波长的红外光波段(800-1200nm波长)，透光度更是大幅降低(〈75%)，严重影响光的吸收及转换效率。本产品的开发利用新型IZO薄膜替代传统AZO薄膜，进一步减小了光窗膜层厚度，不但提高了可见光和长波长光透性且也进一步提高了生产效率。 同时由于窗口层材料的改变利用低阻IZO (铟锌氧化物)替代窗口层中阻值材料ΑΖ0，形成一种高透光、低电阻及耐候性良好的透明导电的薄膜结构。传统的AZO镀膜为达所需的薄膜均匀度及电性，在镀膜过程中需加热(100-300°C )，使用低阻IZO (铟锌氧化物)薄膜可以在室温鍍膜，薄膜的热稳定性佳，提高溅镀薄膜质量及性能，由于所需的膜层较薄(150-500nm)，大幅降低TCO薄膜对可见光与红外光的吸收。从而提高CIGS薄膜电池的转化效率。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种新型CIGS薄膜太阳能电池结构，改变传统CIGS薄膜太阳能电池窗口层成分，形成新型薄膜电池结构，提高太阳光透过率，从而提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。 本技术薄膜电池具有多层结构，一种高效率CIGS太阳能电池结构，它包括电极、光窗层(一)、光窗层(二)、缓冲层、主吸收层、背电极、衬底，其特征是:太阳能电池具有七层结构，所述衬底、背电极、主吸收层、缓冲层、光窗层(二)、光窗层(一)和电极由下而上依次连接。 所述衬底优选GLASS基板，背电极优选Mo层或MoNa层，主吸收层优选CIGS吸收层，缓冲层优选CdS缓冲层，光窗层(二)优选ZnO，光窗层(一)优选IZO层，所述电极优选Ag电极。 所述IZO层薄膜厚度为100-500nm，折射率为1.9-2.2，电阻值可降低至5χ10-4 Ω cm以下(150nm厚度时)，可见光透光性可高达85%以上。 所述ZnO层厚度为50-150nm，折射率为2.0-2.1。 CdS缓冲层的厚度为50-150nm，折射率为2.2-2.6。 所述CIGS吸收层厚度在800-3000nm。 所述MoNa 层为 100_500nm，Mo 层在 300-600 nm。 本技术的技术效果是:所述透明导电层主要作用是在传统工艺基础上降低膜层阻值，减少膜层厚度提高产率，提高光透性能，从而提高薄膜电池的光电转换效率。 【附图说明】 图1为本技术CIGS薄膜太阳能电池结构。 在图中，1、电极 2、光窗层(一)3、光窗层(二) 4、缓冲层 5、主吸收层 6、背电极7、衬底。 【具体实施方式】 如图1所示，本技术薄膜电池具有多层结构，太阳能电池具有七层结构，所述衬底7、背电极6、主吸收层5、缓冲层4、光窗层(二)3、光窗层(一)2和电极I由下而上依次连接。所述衬底优选GLASS基板，背电极优选Mo层或MoNa层，主吸收层优选CIGS吸收层，缓冲层优选CdS缓冲层，光窗层(二)优选ZnO，光窗层(一)优选IZO层，所述电极优选Ag电极。所述IZO层薄膜厚度为100-500nm，折射率为1.9-2.2，电阻值可降低至5χ10_4 Ω cm以下(150nm厚度时)，可见光透光性可高达85%以上。所述ZnO层厚度为50_150nm，折射率为2.0-2.1。CdS缓冲层的厚度为50-150nm，折射率为2.2-2.6。所述CIGS吸收层厚度在800-3000nm。所述 MoNa 层为 100_500nm，Mo 层在 300-600 nm。 在镀膜前，衬底部分需要进行预处理，包括除静电、离子束轰击、加热脱气处理等。 以真空抽气系统将溅镀腔体背景压力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后，利用氩气当作工作气体，透过节流阀将通入氩气控制溅镀腔体的工作压力为5X 10_3tOrr，利用高纯Mo靶材(纯度99.95%)以直流电源溅镀第一层300-600nm厚的Mo薄膜层，在Mo层之上使用MoNa合金(纯度99.95%)以直流电源溅镀100_500nm的MoNa层从而完成了背电极层的镀制。 以高纯Cu、In、Ga、Se (纯度99.99%)四种原料利用共蒸镀技术制造第二层800-3000nm厚的CIGS吸收层薄膜，共蒸镀镀膜时基板加热至350_650°C，进而完成CIGS吸收层的制作。 接着利用水浴法制作100-300nm CdS (纯度99.99%)缓冲层薄膜。 光窗层的制作是以真空抽气系统将溅镀腔体背景压力抽至0.7Χ10_5-0.9Χ10_5torr后，利用氩气当作工作气体，透过节流阀将通入氩气控制溅镀腔体的工作压力为2-5 X 1^torr,以RF电源进行溅镀制程，使用ZnO靶材(纯度99.95%)真空溅镀制得薄膜厚度50-150nm左右的透明ZnO氧化物薄膜。然后使用脉冲直流(DC)电源及IZO靶材(纯度99.95%)，控制溅镀腔体的工作压力为2-5X 10_3torr镀制100_500nm厚的透明导电膜， 最后利用湿印法进行Ag电极的制作,厚度为25_75um。即完成CIGS薄膜太阳能电池的主要结构的制作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效率CIGS太阳能电池结构，它包括电极、光窗层（一）、  光窗层（二）、缓冲层、主吸收层、背电极、衬底，其特征是：太阳能电池具有七层结构，所述衬底、背电极、主吸收层、缓冲层、光窗层（二）、光窗层（一）和电极由下而上依次连接。

【技术特征摘要】
1.一种高效率CIGS太阳能电池结构,它包括电极、光窗层(一)、光窗层(二)、缓冲层、主吸收层、背电极、衬底，其特征是:太阳能电池具有七层结构，所述衬底、背电极、主吸收层、缓冲层、光窗层(二)、光窗层(一)和电极由下而上依次连接。2.根据权利要求1所述的一种高效率CIGS太阳能电池结构，其特征在于:所述衬底优选GLASS基板，背电极优选Mo层或MoNa层，主吸收层优选CIGS吸收层，缓冲层优选CdS缓冲层，光窗层(二)优选ZnO，光窗层(一)优选IZO层，所述电极优选Ag电极。3.根据权利要求2所述的一种高效率CIGS太阳能电池结构，其特征在于:所述IZO层薄膜厚度为100-500nm，折射率为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄信二，
申请(专利权)人：研创应用材料赣州有限公司，
类型：新型
国别省市：江西;36