太阳能电池制造技术

根据本发明专利技术的一个实施例，一种太阳能电池包括：衬底；在所述衬底上的第一电极层；在所述第一电极层上的光吸收层；在所述光吸收层上的包含透光导电材料的第二电极层；以及在所述第二电极层上的包含透光导电材料的栅极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种太阳能电池。
技术介绍
近来，随着能量消耗的增长，已经开发出将太阳能转化为电能的太阳能电池。在这种太阳能电池中，提高光电转换效率是重要因素。为了提高光电转换效率，由金属制成的不透明栅极形成在太阳能电池的前表面上。根据该方法，由于该栅极具有优异的电导率，因此可以改进电流收集特性。然而，不透明栅极所在的区域会变为阻挡太阳光传播的死区，因此会减少太阳能电池的有效面积。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种太阳能电池，所述太阳能电池通过改进电流收集特性而不减少太阳能电池的有效面积来提高光电转换效率。技术方案根据本专利技术的太阳能电池包括:衬底；在所述衬底上的第一电极层；在所述第一电极层上的光吸收层；在所述光吸收层上的包含透光导电材料的第二电极层；以及在所述第二电极层上的包含透光导电材料的栅极。所述栅极可以包含透明导电材料。所述栅极包含选自由掺杂铝的氧化锌(AZO )、掺杂氟的氧化锡(FTO)、掺杂镓的氧化锌(GZO)或掺杂硼的氧化锌(BZO)构成的组中的至少一种。所述栅极的一部分与第二电极层一体形成。所述栅极包含金属。所述栅极通过层压至少两个金属层来形成。所述栅极包括:第一金属层，形成在所述第二电极层上并且包含选自由N1、Ag、Pt和其合金构成的组中的一种；以及第二金属层，形成在所述第一金属层上并且包含Au。所述栅极包括:第一层，形成在所述第二电极层上并且包含透明导电材料；以及第二层，形成在所述第一层上并且包含金属。所述第一层包含选自由掺杂铝的氧化锌(ΑΖ0)、掺杂氟的氧化锡(FT0)、掺杂镓的氧化锌(GZO)或掺杂硼的氧化锌(BZO)构成的组中的至少一种，所述第二层包含选自由N1、Ag、Pt和其合金构成的组中的至少一种。所述栅极的厚度与所述第二电极层的厚度之比的范围是0.5至3。有益效果根据本专利技术的太阳能电池，栅极使用透光导电材料形成，因此可以改进电流收集特性同时不会减少太阳能电池的有效面积。因此，可以有效地提高太阳能电池的光电转换效率。此外，栅极可以用作防反射壁，因此可以更大程度地提高太阳能电池的光电转换效率。栅极可以使用透明导电材料或厚度薄的金属层形成。如果使用透明导电材料形成的栅极的一部分与第二电极层一体形成，则可以简化制造过程并且可以改进结特性。此外，如果栅极的一部分使用金属层形成，则由于金属层具有优异的电导率，可以更大程度地改进电流收集特性。附图说明图1是示出根据第一实施例的太阳能电池的示意性剖视图；图2是示出根据第一实施例的太阳能电池的改进例子的示意性剖视图；图3是示出根据第二实施例的太阳能电池的示意性剖视图；以及图4是示出根据第三实施例的太阳能电池的示意性剖视图。具体实施例方式在实施例的描述中，应当理解，当层(膜)、区域、图案或结构被表述为在其它层(膜)、其它区域、其它衬垫或其它图案“上”或“下”时，它可以“直接地”或“间接地”在其它层(膜)、其它区域、其它衬垫或其它图案上，或者也可以存在一个或多个中间层。参照附图描述关于所述层的位置。为了说明和清楚的目的，可以夸大修改所述层(膜)、区域、图案或结构的尺寸或厚度。所述尺寸不完全反应实际尺寸。下面，将参照附图详细描述实施例。图1是示出根据第一实施例的太阳能电池的示意性剖视图。参照图1，根据实施例的太阳能电池100包括衬底10，第一电极层31、光吸收层33、第二电极层39和栅极42依次形成在衬底10上。此外，太阳能电池100还可以包括阻挡层20、缓冲层35和高阻缓冲层37。下面将更详细地描述太阳能电池100的结构。衬底10具有板形形状并且支撑形成在其上的第一电极层31、光吸收层33和第二电极层39。衬底10可以包含绝缘体，诸如玻璃或塑料。例如，衬底10可以包含钠钙玻璃。然而，本专利技术不限于此。例如，衬底10可以包含金属衬底。就是说，根据太阳能电池的特性，衬底10可以通过使用刚性材料或挠性材料来形成。形成在衬底10上的阻挡层20可以防止衬底10的材料向第一电极层31扩散。阻挡层20可以包含氧化物。例如，阻挡层20可以包含氧化招、氧化钛、氧化镁或氧化鹤。阻挡层20不是必要元件并且可以省去。第一电极层31形成在阻挡层20上。第一电极层31可以通过使用各种导电材料来形成。例如，第一电极层31可以包含Mo、Cu、N1、Al及其合金。第一电极层31可以通过不同的过程来形成。例如，第一电极层31可以通过经由溅射过程沉积Mo来形成。此外，第一电极层31可以包括至少两层。在此情形中，所述层可以通过使用同种金属或不同种金属来形成。包括至少两层的第一电极层31可以通过在不同过程条件下执行两次过程来形成。光吸收层33形成在第一电极层31上。光吸收层33可以包括无硅半导体材料。例如，光吸收层33可以包括1-1I1-1V族的化合物。例如，光吸收层33可以包括Cu-1n-Ga-Se (CIGS)化合物、Cu-1n-Se (CIS)化合物或Cu-Ga-Se (CGS)化合物。此外，光吸收层33可以包括I1-1V族化合物或II1-1V族化合物。例如，光吸收层33可以包括Cd-Te化合物或Ga-As化合物。光吸收层33的能带隙范围可以是约IeV至约1.SeV0然而，本专利技术不限于此，并且光吸收层33可以具有不同的能带隙。光吸收层33可以通过不同方法形成，诸如蒸发方法或溅射方法。例如，下面将描述通过蒸发方法或溅射方法形成CIGS光吸收层33的方法。根据蒸发方法，通过同时或单独蒸发Cu、In、Ga和Se来形成CIGS光吸收层33。根据溅射方法，形成金属前驱层，然后执行硒化过程以形成CIGS光吸收层33。就是说，根据溅射方法，通过使用Cu靶、In靶和Ga靶来形成包含Cu、In和Ga的金属前驱层。然后，执行硒化过程以形成CIGS光吸收层33。另外，也可以同时执行溅射过程和硒化过程，以形成CIGS光吸收层33。尽管以上描述了制造CIGS光吸收层33的方法，但是可以通过根据原料而改变靶和蒸发材料来形成不同类型的光吸收层33。缓冲层35形成在光吸收层33上。设置缓冲层35以减小相对于第二电极29的晶格常数和能带隙差异。例如，缓冲层35可以包含CdS或ZnS。缓冲层35可以通过化学浴沉积(CBD)来形成。例如，下面将详细描述通过CBD来形成包含CdS的缓冲层35的方法。包含CdS的缓冲层35可以通过将光吸收层33浸入其中的Cd2+和S2-过度饱和的用于形成缓冲层的溶液中，然后在预定时间内保持预定反应温度来形成。例如，用于形成缓冲层的溶液可以包含乙酸镉或硫脲。此外，还可以在溶液中加入缓冲剂或氨。此外，反应温度的范围可以是约50°C至约100°C，但是本专利技术不限于此。高阻缓冲层37形成在缓冲层35上。设置高阻缓冲层37以防止缓冲层35在第二电极层29形成时受损。例如，高阻缓冲层37可以包含ZnO。但是，本专利技术不限于此，高阻缓冲层37可以通过利用不同材料的不同方法来形成。第二电极层39 (或窗口层)形成在高阻缓冲层37上。第二电极层39是透明的，从而光可以入射到第二电极层39中。第二电极层39可以通过利用用作电极的透明导电材料形成。此外，第二电极层39具有N型半导体的特性，因此第二电极层39可以与缓冲层35一起形成N型半导体层，并且与用作P型半导体层的光吸收层33 —起形成PN结。为此，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.06 KR 10-2010-00974711.一种太阳能电池，包括: 衬底； 在所述衬底上的第一电极层； 在所述第一电极层上的光吸收层； 在所述光吸收层上的包含透光导电材料的第二电极层；以及 在所述第二电极层上的包含透光导电材料的栅极。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述栅极包含透明导电材料。3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其中，所述栅极包含选自由掺杂铝的氧化锌、掺杂氟的氧化锡、掺杂镓的氧化锌或掺杂硼的氧化锌构成的组中的至少一种。4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述栅极的一部分与第二电极层一体形成。5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述栅极包含金属。6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：裵道园，朴姬宣，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：
国别省市：