太阳能电池及其制造方法技术

公开了一种太阳能电池。所述太阳能电池包括：在衬底上的透明电极层；在所述透明电极层上的图案层，所述图案层包括多个具有倾斜侧面的图案部；在所述图案层上的光吸收层；以及在所述光吸收层上的背面电极层。

【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。
技术介绍
太阳能电池将太阳能转化为电能。近年来，随着对能量需求的增长，太阳能电池得到了广泛的商业化使用。太阳能电池根据其结构可以分为超直型(super straight type)和亚直型(substraight type)。超直型太阳能电池具有光从透明衬底入射的结构。因此，超直型太阳能电池依次包括透光衬底、透明电极层、光吸收层、背面电极层。为了提高太阳能电池的光电转换效率，应当增大PN结表面的面积。然而，构成PN结表面的光吸收层通常设置为与衬底平行。因此，存在使光电转换效率最大化的限制。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种，在所述太阳能电池中，光吸收层的有效面积增大，以提高光电转换效率。技术方案在一个实施例中，一种太阳能电池包括:在衬底上的透明电极层；在所述透明电极层上的图案层，所述图案层包括多个具有倾斜侧面的图案部；在所述图案层上的光吸收层；以及在所述光吸收层上的背面电极层。在另一个实施例中，一种太阳能电池包括:在衬底上的透明电极层；在所述透明电极层上的图案层，所述图案层包括多个具有倾斜侧面的图案部；在所述图案层上的光吸收层，所述光吸收层包括与所述图案部对应的第一图案；以及在所述光吸收层上的背面电极层，所述背面电极层包括与所述图案部对应的第二图案。在又一个实施例中，一种太阳能电池的制造方法包括:在衬底上形成透明电极层；在所述透明电极层上形成包括多个具有倾斜侧面的图案部的图案层；在所述图案层上形成光吸收层；以及在所述光吸收层上形成背面电极层。在附图和以下说明书中说明一个或多个实施例的细节。其它特征通过说明书和附图以及通过权利要求书变得明显。有益效果在根据实施例所述的太阳能电池中，在透明电极层上可以布置包括图案部的图案层，以增大布置在透明电极层上的光吸收层的有效表面积。因此，根据实施例所述的太阳能电池可以具有提闻的光电转换效率。此外，入射到透明电极层中但未被光吸收层吸收的光可以通过图案部的侧面发生漫反射，并且再次被光吸收层吸收。就是说，在根据实施例所述的太阳能电池中，由于图案部之故可以提闻光的漫反射效率，从而进一步提闻太阳能电池的效率。附图说明图1是根据一个实施例所述的太阳能电池的剖视图；图2是根据一个实施例所述的透明电极层的平面图；图3是剖视图，示出了根据一个实施例所述的透明电极层的主要部分；图4是曲线图，示出了根据一个实施例所述的太阳能电池的效率；图5至图7是剖视图，示出了一个实施例所述的透明电极层的改进例子；图8是根据另一实施例所述的太阳能电池的剖视图；图9至12是剖视图，示出了根据一个实施例所述的太阳能电池制造过程。具体实施例方式在实施例的描述中，应该理解，当板、线、电池、表面、或图案被表述为在另一板、线、电池、表面或图案“之上”或“之下”时，它可以直接在另一层或衬底之上或之下，也可以存在中间层。此外，将基于附图述及在各个组件层“之上”和“之下”。此外，为了进一步理解本专利技术，可以夸大元件的尺寸和元件之间的相对尺寸。图1是根据一个实施例所述的太阳能电池的剖视图。图2是根据一个实施例所述的透明电极层的平面图。图3是剖视图，示出了根据一个实施例所述的透明电极层的主要部分。参照图1，根据一个实施例所述的太阳能电池包括衬底100、在衬底100上的透明电极层200、在透明电极层200上的图案层210、在图案层210上的缓冲层300、在缓冲层300上的光吸收层400以及在光吸收层400上的背面电极层500。此外，尽管未示出，但在透明电极层200与缓冲层300之间可以额外地设置高阻缓冲层。衬底100可以具有平板形状以支撑透明电极层200、图案层210、缓冲层300、光吸收层400和背面电极层500。衬底100可以是透明的。另外，衬底100可以是刚性或挠性的。衬底100可以是电绝缘体。例如，衬底100可以是玻璃衬底、塑料衬底或金属衬底。详细地说,衬底100可以是含有钠成分的钠钙玻璃衬底。另一方面，衬底100可以由陶瓷材料(诸如氧化铝)、不锈钢或挠性聚合物形成。透明电极层200可以由透光导电材料形成。此外，透明电极层200可以具有N型半导体的特性。这里，透明电极层200与缓冲层300 —起可以形成N型半导体层。此外，透明电极层200可以附着到作为P型半导体层的光吸收层400，以形成PN结。例如，透明电极层200可以由掺杂铝的氧化锌形成。但是本公开不限于透明电极层200的所述材料。例如，透明电极层200可以由具有高透射率和电导率的2110、51102和ITO中的一种形成。此外，透明电极层200可以具有约IOOnm至约500nm的厚度。图案层210布置在透明电极层200上。图案层210可以包括多个具有倾斜侧面的图案部220。图案层210可以有效地捕获入射到衬底100中的太阳光，以提高太阳能电池的效率。稍后将参照附图详细描述具有上述结构的图案层210。缓冲层300布置在透明电极层200上。缓冲层300可以减小光吸收层400与稍后描述的背面电极层500之间的能隙差。缓冲层300可以包括硫化镉、ZnS、InxSy和InxSeYZn (0, 0H)。缓冲层300可以具有约50nm至约150nm的厚度。此外,缓冲层300的能带间隙可以在约2.2eV至约2.4eV的范围内。或者，在缓冲层300上可以额外地布置高阻缓冲层。高阻缓冲层可以具有高阻，以防止缓冲层300与透明电极层200电接触或者防止由于冲击而损坏。高阻缓冲层可以由未掺杂杂质的氧化锌(1-ZnO)形成。高阻缓冲层的能带隙可以在约3.1eV至约3.3eV的范围内。光吸收层400布置在缓冲层300上。光吸收层400可以由基于1-1I1-VI族的化合物(如，CIGS、CIS、CGS和CdTe中的至少一种)形成。例如，光吸收层400可以由选自CdTe,CuInSe2、Cu (In, Ga) Se2、Cu (In, Ga) (Se, S) 2、Ag (InGa) Se2、Cu (In, Al) Se2 和 CuGaSe2 组成的组中的至少一种形成。背面电极层500布置在光吸收层400上。背面电极层500可以是导电层。背面电极层500可以由钥(Mo)、金(Au)、铝(Al)、铬(Cr)、钨(W)和铜(Cu)中的一种形成，但不限于此。如图2和图3所示，图案层210布置在透明电极层200上。图案层210布置在透明电极层200的一个表面上。具体地，图案层210与透明电极层200的上表面直接接触。图案层210和透明电极层200可以彼此一体地形成,但不限于此。图案层210包括多个具有倾斜侧面的图案部220。多个图案部220从透明电极层200向上突出。例如，图案部220可以具有华夫格(waffle)，但不限于此。如图2和图3所示，多个图案部220可以在透明电极层200上彼此间隔预定距离。就是说，多个图案部220可以规则地排列在透明电极层200上。但是本公开不限于此。例如，多个图案部220可以不规则地布置在透明电极层200上。更详细地，优选的是，多个图案部220可以规则地排列在透明电极层200上。多个图案部220中的每个具有与衬底100平行的水平表面222和倾斜侧面224。倾斜侧面224可以相对于透明电极层200或衬底100倾斜预定角度。就是说，图案部220的侧面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.01.24 KR 10-2011-00069871.一种太阳能电池，包括: 在衬底上的透明电极层； 在所述透明电极层上的图案层，所述图案层包括多个具有倾斜侧面的图案部； 在所述图案层上的光吸收层；以及 在所述光吸收层上的背面电极层。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述多个图案部通过所述倾斜侧面互相连接。3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，每个所述图案部的厚度是所述透明电极层厚度的约0.5倍到约1.5倍。4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述多个图案部规则排列。5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，在每个所述图案部的表面上额外地布置粗糙部。6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其中，所述粗糙部的截面是多边形、球形、半球形和椭圆中的一种。7.根据权利要求1所述 的太阳能电池，其中，每个所述图案部的上表面包括与所述衬底平行的水平表面。8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，每个所述图案部的所述侧面包括台阶部。9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，每个所述侧面的倾斜角度小于由下面公式确定的角度:I ‘ / - mJoULm.h 其中，h表示所述透明电极层和所述图案层的厚度之和，d表示所述图案部之间的距离。1...

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