本发明专利技术涉及薄膜太阳能电池，特别涉及具有增强的减反射性能的薄膜太阳能电池及其制造方法。按照本发明专利技术的薄膜太阳能电池包括：衬底；形成于所述衬底上的透明导电层；形成于所述透明导电层上的减反射层；以及形成于所述减反射层上的硅薄膜有源层，其中所述减反射层由氧化铌NbxOy构成。按照本发明专利技术的薄膜太阳能电池的制造方法包括下列步骤：在衬底上形成透明导电层；在所述透明导电层上形成减反射层；以及在所述减反射层上形成硅薄膜有源层，其中所述减反射层由氧化铌NbxOy构成。在本发明专利技术中，由于采用氧化铌NbxOy膜层替代TiO2-ZnO叠层作为减反射层，因此在实现良好的减反射效果的同时，还简化了制造工艺，降低了成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及薄膜太阳能电池，特别涉及具有增强的减反射性能的薄膜太阳能电池及其制造方法。
技术介绍
基于晶体硅(单晶硅和多晶硅)的太阳能电池尽管随着技术进步和市场扩大使其成本不断下降，但由于材料和工艺的限制，晶体硅太阳能电池进一步降低成本的空间相当有限，因此薄膜太阳能电池益发得到世界各国的重视。薄膜太阳能电池的一个重要优点是适合制造与建筑结合的光伏发电组件(BIPV)。目前，较成熟且已经大批量生产的薄膜太阳能电池是基于非晶硅系的薄膜太阳能电池，与晶体硅太阳能电池相比，其在高温下的光伏输出特性更好，实际输出功率更大。 典型的硅薄膜太阳能电池通常为具有PIN结构的电池，窗口层为掺硼的P型非晶碳化娃，接着沉积一层未掺杂的本征层，再沉积一层掺磷的N型非晶娃,并镀覆电极。非晶硅电池一般采用PECVD (等离子增强型化学气相沉积)方法使高纯硅烷等气体分解沉积而成。此种制作工艺，可以在生产过程中连续在多个真空沉积室内完成，以实现大批量生产。由于沉积分解温度低，可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上沉积薄膜，易于大面积化生产，成本较低。图I为一种典型的薄膜太阳能电池的示意图。参见图1，该薄膜太阳能电池10包含玻璃衬底100、透明导电氧化物(TCO)层110、有源层130、氧化锌(ZnO)层140以及金属电极150，其中有源层130由P型非晶碳化硅(P-a-SiC:H)层130A、本征非晶硅(I_a_Si :H)层130B和N型非晶硅(N-a-Si:H)层130C构成。在上述结构的硅薄膜太阳能电池中，由于TCO层110与非晶硅有源层130之间的折射率相差较大(前者为I. 9左右而后者为3. 5左右)，因此从玻璃衬底100入射的外部光线中有相当部分又被反射回去，从而造成反射损失。典型地，在TCO层110与非晶硅有源层130之间的界面为平面的情况下，界面反射损失可高达8. 8%左右，这种反射制约了薄膜太阳能电池的转换效率的进一步提升。针对这种情况，一种解决方式是在TCO层110的表面形成绒面构造并且其特征尺寸为亚波长尺度，由此使得界面附近的折射率变化梯度减小，达到一定的减反作用。但是这种方式的效果有限，为此业界提出了通过在TCO层110与P-a-SiC:H层130A之间插入一层TiO2减反射层120A以进一步减少反射损失的方案。由于TiO2在随后的薄膜沉积过程中的氢等离子体气氛中容易被还原为金属而失效，所以一般还需在TiO2层120A的表面沉积一层薄的ZnO层120B起保护作用。但是，TiO2-ZnO复合层构成的减反射层120的反射率将随着ZnO厚度的增加而增大，而过薄的ZnO又无法达到有效的保护目的，因此如何同时满足二者的要求就成为一个两难的选择
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种薄膜太阳能电池，其具有出色的减反射效果并且摆脱了上述选择困境。本专利技术的上述目的通过下列技术方案实现 一种薄膜太阳能电池，包括 衬底； 形成于所述衬底上的透明导电层； 形成于所述透明导电层上的减反射层；以及 形成于所述减反射层上的硅薄膜有源层， 所述减反射层由氧化铌NbxOy构成。 优选地,所述氧化银NbxOy的化学配比是x=2, y=5。优选地，在上述薄膜太阳能电池中，所述减反射层的厚度范围为50_60nm。优选地，在上述薄膜太阳能电池中，所述硅薄膜有源层由下列材料中的一种或它们的组合组成非晶硅a-Si:H、非晶硅锗a-SiGe:H微晶硅μ c_Si :Η和纳晶硅nc_Si :Η。优选地，在上述薄膜太阳能电池中，进一步包括 形成于所述硅薄膜有源层上的氧化锌膜；以及 形成于所述氧化锌层上的金属背电极。优选地，在上述薄膜太阳能电池中，所述透明导电层的表面为绒面。本专利技术的还有一个目的是提供一种薄膜太阳能电池的制造方法，其制造的薄膜太阳能电池具有出色的减反射效果并且摆脱了前述的选择困境。本专利技术的上述目的通过下列技术方案实现 一种薄膜太阳能电池的制造方法，包括下列步骤 提供衬底； 在所述衬底上形成透明导电层； 在所述透明导电层上形成减反射层；以及 在所述减反射层上形成硅薄膜有源层， 所述减反射层由氧化铌NbxOy构成。优选地，在上述薄膜太阳能电池的制造方法中，所述氧化铌NbxOy通过在氩气和氧气的混合气氛下的射频磁控溅射方法制备。优选地，在上述薄膜太阳能电池的制造方法中，所述氧化铌NbxOy的化学配比是x-2, y=5。优选地，在上述薄膜太阳能电池的制造方法中，所述减反射层的厚度范围为50_60nmo优选地，在上述薄膜太阳能电池的制造方法中，所述硅薄膜有源层由下列材料中的一种或它们的组合组成非晶硅a_Si:H、非晶硅锗a-SiGe:H、微晶硅μ c_Si:H和纳晶硅nc-Si:H0在本专利技术的较佳实施例中，采用氧化铌NbxOy膜层替代TiO2-ZnO复合层作为减反射层，在实现良好的减反射效果的同时，还简化了制造工艺，降低了成本。附图说明从结合附图的以下详细说明中，将会使本专利技术的上述和其它目的及优点更加完全清楚，其中，相同或相似的单元采用相同的标号表示。图I为一种典型的薄膜太阳能电池的示意图。图2为按照本专利技术一个实施例的薄膜太阳能电池的示意图。图3为反射光谱图，其同时示出了在TCO层与硅薄膜有源层之间的界面处插入与不插入Nb2O5时测得的反射光谱。图4为电流密度-电压(J-V)曲线图，其同时示出了在TCO层与硅薄膜有源层之间的界面处插入与不插入Nb2O5层时测得的单结非晶硅薄膜太阳能电池的J-V曲线。图5为按照本专利技术一个实施例的薄膜太阳能电池制造方法的示意图。 具体实施例方式在本专利技术中，薄膜太阳能电池指的是一种将太阳能转换为电能并且沿厚度方向的尺寸远远小于沿平面方向的尺寸的器件，其亦可称为太阳能薄膜电池。一般地，薄膜太阳能电池具有形成于衬底上的叠层结构，该叠层结构主要包含前电极、背电极以及被夹在它们之间的有源层(例如PIN结构)。为了使有源层与电极之间的折射率变化比较平缓，在它们之间插入减反射层以降低反射率，提高转换效率。在本专利技术中，硅薄膜指的是包含硅元素的半导体薄膜，该薄膜可由例如下列材料中的一种或它们的组合组成非晶硅a_Si:H、非晶硅锗a-SiGe:H、微晶硅μ c_Si:H和纳晶娃 nc-Si:H0为了节省篇幅，本说明书将仅描述薄膜太阳能电池结构和制造工艺中与本专利技术较为相关的部分，对于本领域内的技术人员来说，省略描述的部分都是易于理解的，并且这样的省略并不会对本专利技术的实施带来困难。在本专利技术中，除非另有说明，“在…上”和“在…下”的表述既被用来表示两个单元之间直接接触的情形，也被用来表示两个单元之间还存在其它单元的情形。另外，为了便于示意，附图所示的薄膜太阳能电池中的各层的厚度并未按照它们的实际比例绘制，因此不应将附图所示各层的尺寸以及相互比例关系视为是对本专利技术保护范围的限定。下面根据表示本专利技术实施方式的附图具体描述本专利技术的实施例。图2为按照本专利技术一个实施例的薄膜太阳能电池的示意图。如图2所示，薄膜太阳能电池20包含玻璃衬底200、在玻璃衬底200上形成的透明导电氧化物(TCO)层210、在TCO层210上形成的减反射层220、在减反射层220上形成的由硅薄膜构成的有源层230 (包括P型非晶碳化硅层230A本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种薄膜太阳能电池，包括：衬底；形成于所述衬底上的透明导电层；形成于所述透明导电层上的减反射层；以及形成于所述减反射层上的硅薄膜有源层，其特征在于，所述减反射层由氧化铌NbxOy构成。
【技术特征摘要】
1.ー种薄膜太阳能电池，包括 衬底； 形成于所述衬底上的透明导电层； 形成于所述透明导电层上的减反射层；以及 形成于所述减反射层上的硅薄膜有源层， 其特征在于，所述减反射层由氧化银NbxOy构成。2.如权利要求I所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述氧化铌NbxOy的化学配比是x-2, y=5。3.如权利要求I所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述减反射层的厚度范围为50-60 nm04.如权利要求I所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述硅薄膜有源层由下列材料中的一种或它们的组合组成非晶硅a_Si:H、非晶硅锗a-SiGe:H、微晶硅μ c_Si:H和纳晶娃 nc-Si:H05.如权利要求I所述的薄膜太阳能电池，其特征在干，进ー步包括 形成于所述硅薄膜有源层上的氧化锌膜；以及 形成于所述氧化锌层上的金属背电极。6.如权利要求I所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述透明导电层的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永谦，乔琦，张光春，施正荣，
申请(专利权)人：无锡尚德太阳能电力有限公司，尚德太阳能电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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