一种柔性高吸收率的薄膜太阳能电池制造技术

本发明专利技术公开一种柔性高吸收率的薄膜太阳能电池，包括柔性基底，柔性基底顶面由下至上依次层叠有前电极、缓冲层、吸收层、背接触层与保护层，吸收层为CdTe薄膜，前电极包含由下至上依次层叠的下阻隔层、微结构层、透明导电层与上阻隔层；微结构层为单分散SiO

A flexible thin film solar cell with high absorptivity

【技术实现步骤摘要】
一种柔性高吸收率的薄膜太阳能电池
本专利技术涉及薄膜太阳能电池
，具体是一种柔性高吸收率的薄膜太阳能电池。
技术介绍
目前，薄膜太阳能电池作为一种高效能源产品正迅速发展，由于其重量相对更轻、外表光滑且制造成本相对较低，已成为国际光伏市场发展的新热点、新趋势。现阶段，可以大规模产业化生产的薄膜太阳能电池主要有3种：硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池和碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池。其中，碲化镉薄膜太阳能电池结构相对最简单，可以容易制备单相CdTe晶体薄膜且制备方法较多。薄膜太阳能电池多数为玻璃基底，柔性薄膜太阳能电池刚刚开始，由于其质量轻，可折叠，可弯曲，便于携带，有利于实现大规模生产，且显著的降低成本，可大量应用于便携式应急充电背包，光伏帐篷，光伏窗帘，光伏屋顶，太阳能汽车等具有广阔的应用空间，研发柔性薄膜太阳能电池有利于我国光伏产业的持续健康发展。但是，常规的碲化镉薄膜太阳能电池的吸收率不高，制约了薄膜太阳能电池的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种柔性高吸收率的薄膜太阳能电池，该薄膜太阳能电池能够提高对太阳能的吸收率，增强薄膜太阳能电池的整体性能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种柔性高吸收率的薄膜太阳能电池，包括柔性基底，柔性基底顶面由下至上依次层叠有前电极、缓冲层、吸收层、背接触层与保护层，吸收层为CdTe薄膜，其特征在于，所述前电极包含由下至上依次层叠的下阻隔层、微结构层、透明导电层与上阻隔层；>所述下阻隔层为TiO2、ZnO、Al2O3、SnO或In2O3薄膜，下阻隔层厚度为20～80nm；微结构层为单分散SiO2小球薄膜，SiO2小球直径为100～500nm；透明导电层为BZO、AZO、GZO、IGZO或ITO薄膜，透明导电层厚度为600～1000nm；上阻隔层为TiO2、ZnO、Al2O3、SnO或In2O3薄膜，上阻隔层厚度为15～60nm；所述缓冲层的厚度为40～120nm；吸收层的厚度为1500～2500nm；背接触层的厚度为5～30nm；保护层的厚度为10～40nm。进一步的，所述透明导电层的顶面呈凹凸的绒面结构。进一步的，所述柔性基底采用聚合物基板或金属柔性基板。进一步的，所述缓冲层为CdS、ZnS或InS薄膜。进一步的，所述背接触层为Cu、Zn、Mo、Ti、Al、Ag或Au薄膜。进一步的，所述保护层为Au、Zn、Pt、Zr或Ti薄膜。进一步的，所述聚合物基板采用聚酰亚胺或聚苯并咪唑。进一步的，所述金属柔性基板采用铁镍合金、不锈钢、铝箔、钛箔、钼箔或铜箔。本专利技术的有益效果是：一、采用聚合物基板或金属柔性基板作为柔性基底，质量轻、可折叠、可弯曲，便于携带，因此可以采用环绕式溅射沉积，有利于实现大规模生产，且显著的降低成本。二、前电极采用多层膜的复合结构，下阻隔层可以有效防止薄膜太阳能电池漏电，增加前电极的透过率，并且能够阻隔来自衬底的污染、避免影响透明导电层的透光率和导电性能。三、微结构层可以减少前电极的反射率，同时有利于透明导电层表面微结构的形成，进而有效增加前电极的透光率，增强太阳能电池吸收层对太阳光的吸收，提高光能利用率。四、透明导电层可采用不同的薄膜，可根据吸收层和缓冲层的材料来调整透明导电层的材料与制备方法，进而实现优良的光电性能及降低成本。五、透明导电层的凹凸绒面结构能够减少前电极的反射率，进而有效增加前电极的透光率，增强太阳能电池吸收层对太阳光的吸收，提高光能利用率。六、上阻隔层可以作为前电极与缓冲层的中间缓冲，减少前电极与缓冲层的界面态，增加前电极的透过率，有效防止吸收层中的元素向透明导电层扩散，并且能够阻隔来自衬底的污染、避免影响透明导电层的透光率和导电性能。七、缓冲层采用CdS、ZnS或InS薄膜，使晶格常数介于前电极和吸收层中间，减少前电极和吸收层的界面态。八、背接触层采用Cu、Zn、Mo、Ti、Al、Ag或Au薄膜，可与吸收层形成良好的欧姆接触并减少载流子界面复合。九、保护层采用Au、Zn、Pt、Zr或Ti薄膜，保护太阳能电池不被酸碱腐蚀降低光电转换效率或发生漏电，提高电池的耐候性及使用寿命。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术前电极的表面形貌图。具体实施方式如图1所示，本专利技术提供一种柔性高吸收率的薄膜太阳能电池，包括柔性基底1，柔性基底1顶面由下至上依次层叠有前电极2、缓冲层3、吸收层4、背接触层5与保护层6，吸收层4为CdTe薄膜；结合图2所示，所述前电极2包含由下至上依次层叠的下阻隔层21、微结构层22、透明导电层23与上阻隔层24。所述下阻隔层21为TiO2、ZnO、Al2O3、SnO或In2O3薄膜，下阻隔层21厚度为20～80nm；微结构层22为单分散SiO2小球薄膜，SiO2小球直径为100～500nm；透明导电层23为BZO、AZO、GZO、IGZO或ITO薄膜，透明导电层23厚度为600～1000nm，作为优选的，透明导电层23的顶面呈凹凸的绒面结构；上阻隔层24为TiO2、ZnO、Al2O3、SnO或In2O3薄膜，上阻隔层24厚度为15～60nm。所述缓冲层3的厚度为40～120nm；吸收层4的厚度为1500～2500nm；背接触层5的厚度为5～30nm；保护层6的厚度为10～40nm。作为优选的，柔性基底1采用聚合物基板或金属柔性基板，聚合物基板采用聚酰亚胺或聚苯并咪唑，金属柔性基板采用铁镍合金、不锈钢、铝箔、钛箔、钼箔或铜箔。缓冲层3为CdS、ZnS或InS薄膜。背接触层5为Cu、Zn、Mo、Ti、Al、Ag或Au薄膜。保护层6为Au、Zn、Pt、Zr或Ti薄膜。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和
技术实现思路
对本专利技术技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本专利技术技术方案保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性高吸收率的薄膜太阳能电池，包括柔性基底，柔性基底顶面由下至上依次层叠有前电极、缓冲层、吸收层、背接触层与保护层，吸收层为CdTe薄膜，其特征在于，所述前电极包含由下至上依次层叠的下阻隔层、微结构层、透明导电层与上阻隔层；/n所述下阻隔层为TiO

【技术特征摘要】
1.一种柔性高吸收率的薄膜太阳能电池，包括柔性基底，柔性基底顶面由下至上依次层叠有前电极、缓冲层、吸收层、背接触层与保护层，吸收层为CdTe薄膜，其特征在于，所述前电极包含由下至上依次层叠的下阻隔层、微结构层、透明导电层与上阻隔层；
所述下阻隔层为TiO2、ZnO、Al2O3、SnO或In2O3薄膜，下阻隔层厚度为20～80nm；微结构层为单分散SiO2小球薄膜，SiO2小球直径为100～500nm；透明导电层为BZO、AZO、GZO、IGZO或ITO薄膜，透明导电层厚度为600～1000nm；上阻隔层为TiO2、ZnO、Al2O3、SnO或In2O3薄膜，上阻隔层厚度为15～60nm；
所述缓冲层的厚度为40～120nm；吸收层的厚度为1500～2500nm；背接触层的厚度为5～30nm；保护层的厚度为10～40nm。


2.根据权利要求1所述的一种柔性高吸收率的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述透明导电层的顶面呈凹凸的绒面结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：马立云，姚婷婷，李刚，沈洪雪，彭赛奥，金克武，王天齐，杨扬，甘治平，彭寿，
申请(专利权)人：中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34