太阳能电池及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种太阳能电池，包括柔性衬底、背电极层、吸收层、缓冲层、高阻层以及窗口层。背电极层设置于柔性衬底表面。吸收层设置于背电极层远离柔性衬底的表面。缓冲层设置于吸收层远离背电极层的表面。高阻层设置于缓冲层远离吸收层的表面。窗口层设置于高阻层远离缓冲层的表面。窗口层包括层叠设置的氧化铟锡(ITO)层和掺铝氧化锌(AZO)层。氧化铟锡层覆盖于高阻层表面。掺铝氧化锌层远离氧化铟锡层的表面具有纳米结构阵列。AZO层表面的纳米结构可以形成陷光结构，从而减少光的反射。在保持开路电压和填充因子不降低的情况下，提升短路电流，提高电池光电转换效率。AZO层与ITO层形成复合型窗口层，可以兼顾高透光性、高导电性和减反效果。

Solar cell and preparation method

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池及制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
，特别是涉及一种太阳能电池及制备方法。
技术介绍
柔性太阳能电池是世界太阳能产业的新兴技术，性能优良、成本低廉、用途广泛。可以应用于BAPV(建筑应用光伏)、便携充电装备、移动能源等领域上。提升柔性太阳能电池光电转换效率一直是推动太阳能电池技术和产业发展的主要核心。柔性太阳能电池中入射光反射损失是电池光电转换效率损耗的主要机制之一。传统的制备柔性太阳能电池的工艺中，在TCO窗口层表面不使用或使用一层单层体材料薄膜(如MgF2，CaF2，SiN等)作为减反射层。如果不使用减反射层，会导致在TCO窗口层表面与空气存在折射率陡变，导致部分入射光无法进入电池内部而损失掉。如果使用单层体材料薄膜作为减反射层则会产生以下影响：(1)减反射层只对特定波长、特定角度的入射光有效，因此其减反效果有局限性。(2)减反层制备需要PVD、CVD等设备，存在大面积量产不容易实现、设备成本高等问题，且不容易整合到现有的卷对卷式柔性薄膜电池生产工艺中。因此，在电池窗口层表面叠加一层减反射层并不是解决入射光反射损失问题的最佳方案。现急需一种可以减少入射光反射损失的结构和方法。
技术实现思路
基于此，有必要针对入射光损耗的问题，提供一种太阳能电池及制备方法。一种太阳能电池，包括：柔性衬底；背电极层，设置于所述柔性衬底表面；吸收层，设置于所述背电极层远离所述柔性衬底的表面；缓冲层，设置于所述吸收层远离所述背电极层的表面；高阻层，设置于所述缓冲层远离所述吸收层的表面；以及，窗口层，设置于所述高阻层远离所述缓冲层的表面，所述窗口层包括层叠设置的氧化铟锡层和掺铝氧化锌层，所述氧化铟锡层覆盖于所述高阻层表面，所述掺铝氧化锌层远离所述氧化铟锡层的表面具有纳米结构阵列。在其中一个实施例中，所述掺铝氧化锌层包括：结合层，覆盖于所述氧化铟锡层的表面；以及，纳米阵列层，覆盖于所述结合层远离所述氧化铟锡层的表面。在其中一个实施例中，所述纳米阵列层由多个纳米结构组成，所述纳米结构的形状包括纳米锥、纳米柱或纳米点其中至少一种。在其中一个实施例中，所述纳米结构的周期为10nm-1000nm。在其中一个实施例中，所述纳米结构的直径为10nm-1000nm。在其中一个实施例中，所述纳米阵列层的厚度为20nm-1000nm。在其中一个实施例中，所述纳米阵列层的厚度为100nm-200nm。在其中一个实施例中，所述结合层的厚度为0nm-1000nm。在其中一个实施例中，所述氧化铟锡层的厚度为0nm-1000nm。一种太阳能电池的制备方法，包括：S100，提供一柔性衬底；S200，在所述柔性衬底表面制备背电极层；S300，在所述背电极层远离所述柔性衬底的表面制备吸收层；S400，在所述吸收层远离所述背电极层的表面制备缓冲层；S500，在所述缓冲层远离所述吸收层的表面制备高阻层；S600，在所述高阻层远离所述缓冲层的表面制备窗口层，所述窗口层包括氧化铟锡层和设置于所述氧化铟锡层远离所述高阻层表面的掺铝氧化锌层；S700，利用湿法刻蚀将所述AZO层刻蚀形成间隔设置的纳米结构阵列。在其中一个实施例中，在所述S700中，所述湿法刻蚀的刻蚀液的pH值小于7。在其中一个实施例中，在所述S700中，所述湿法刻蚀的温度为20℃-30℃。在其中一个实施例中，在所述S700中，所述湿法刻蚀的刻蚀时间为1min-30min。上述太阳能电池，包括柔性衬底、背电极层、吸收层、缓冲层、高阻层以及窗口层。所述AZO层表面的纳米结构可以形成陷光结构，利用蛾眼效应，减少光的反射，降低光损耗。在保持太阳能电池的开路电压和填充因子不降低的情况下，提升短路电流，提高电池光电转换效率。所述ITO层具有高透光性和高导电性。所述AZO层与所述ITO层形成复合型窗口层，可以在不破坏所述ITO层的结构的情况下同时兼顾高透光性、高导电性和对光的减反效果。附图说明图1为本申请一实施例提供的所述太阳能电池的结构示意图；图2为本申请一实施例提供的所述太阳能电池的制备方法流程图。附图标号说明：10太阳能电池100柔性衬底200背电极层300吸收层400缓冲层500高阻层600窗口层610氧化铟锡(ITO)层620掺铝氧化锌(AZO)层622结合层624纳米阵列层具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参见图1。本申请一实施例提供一种太阳能电池，包括柔性衬底100、背电极层200、吸收层300、缓冲层400、高阻层500以及窗口层600。所述背电极层200，设置于所述柔性衬底100表面。所述吸收层300设置于所述背电极层200远离所述柔性衬底100的表面。所述缓冲层400设置于所述吸收层300远离所述背电极层200的表面。所述高阻层500设置于所述缓冲层400远离所述吸收层300的表面。所述窗口层600设置于所述高阻层500远离所述缓冲层400的表面。所述窗口层600包括层叠设置的氧化铟锡(ITO)层610和掺铝氧化锌(AZO)层620。所述氧化铟锡层610覆盖于所述高阻层500表面。所述掺铝氧化锌层620远离所述氧化铟锡层610的表面具有纳米结构阵列。在一个是实施例中，所述柔性衬底100可以为柔性不锈钢、铝、镍、铂或其合金的衬底，也可以为柔性玻璃衬底。所述背电极层200的材料可以为金属钼、钛、铬、铜或者透明导电层AZO、BZO、ITO中的一种，优选为钼。钼的结构疏松，可以提高背电极层200与所述柔性衬底100的附着性。在一个实施例中，所述柔性衬底100与所述吸收层300之间设置有阻挡层。所述阻挡层能有效的阻挡柔性金属基板作为衬底时金属杂质对上层的所述吸收层300扩散影响。所述吸收层300在整个电池中作为P型电极。在一个实施例中，所述吸收层300可以为铜铟镓硒薄膜(CIGS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：/n柔性衬底(100)；/n背电极层(200)，设置于所述柔性衬底(100)表面；/n吸收层(300)，设置于所述背电极层(200)远离所述柔性衬底(100)的表面；/n缓冲层(400)，设置于所述吸收层(300)远离所述背电极层(200)的表面；/n高阻层(500)，设置于所述缓冲层(400)远离所述吸收层(300)的表面；以及，/n窗口层(600)，设置于所述高阻层(500)远离所述缓冲层(400)的表面，所述窗口层(600)包括层叠设置的氧化铟锡(ITO)层(610)和掺铝氧化锌(AZO)层(620)，所述氧化铟锡层(610)覆盖于所述高阻层(500)表面，所述掺铝氧化锌层(620)远离所述氧化铟锡层(610)的表面具有纳米结构阵列。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
柔性衬底(100)；
背电极层(200)，设置于所述柔性衬底(100)表面；
吸收层(300)，设置于所述背电极层(200)远离所述柔性衬底(100)的表面；
缓冲层(400)，设置于所述吸收层(300)远离所述背电极层(200)的表面；
高阻层(500)，设置于所述缓冲层(400)远离所述吸收层(300)的表面；以及，
窗口层(600)，设置于所述高阻层(500)远离所述缓冲层(400)的表面，所述窗口层(600)包括层叠设置的氧化铟锡(ITO)层(610)和掺铝氧化锌(AZO)层(620)，所述氧化铟锡层(610)覆盖于所述高阻层(500)表面，所述掺铝氧化锌层(620)远离所述氧化铟锡层(610)的表面具有纳米结构阵列。


2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺铝氧化锌层(620)包括：
结合层(622)，覆盖于所述氧化铟锡层(610)的表面；以及，
纳米阵列层(624)，覆盖于所述结合层(622)远离所述氧化铟锡层(610)的表面。


3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述纳米阵列层(624)由多个纳米结构组成，所述纳米结构的形状包括纳米锥、纳米柱或纳米点其中至少一种。


4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述纳米结构的周期为10nm-1000nm。


5.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述纳米结构的直径为10nm-1000nm。


6.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述纳米阵列层(624)的厚度为20nm-1000nm。


7.根据权利要求6所述的太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：白安琪，
申请(专利权)人：北京铂阳顶荣光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11