太阳能电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种太阳能电池及其制造方法。所述太阳能电池包括：基板；在所述基板上的背电极层；在所述背电极层上的吸光层；在所述吸光层上的缓冲层；以及在所述缓冲层上的窗口层，其中所述吸光层包含多个孔隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
[0001 ] 本公开涉及一种。
技术介绍
近来，随着能源需求的增加，将太阳能转换成电能的太阳能电池的开发正在进行中。特别是，铜铟镓硒(CIGS)基太阳能电池，即一种pn异质结器件，其具有包括玻璃基板的基板结构、金属背电极层、P型CIGS基吸光层、高电阻缓冲层和n型窗口层，现今正在被广泛应用。此外，为了提高太阳能电池电特性，诸如低电阻和高透光率，进行了各式研究。
技术实现思路
技术问题实施例提供一种效率提闻且生广率闻的太阳能电池。技术方案在一个实施例中，一种太阳能电池包括:基板；所述基板上的背电极层；所述背电极层上的吸光层；所述吸光层上的缓冲层；以及所述缓冲层上的窗口层，其中所述吸光层包括多个孔隙。在另一个实施例中，一种太阳能电池的制造方法包括:在基板上形成背电极层； 在所述背电极层上形成具有多个孔隙的吸光层；在所述吸光层上形成缓冲层；以及在所述缓冲层上形成窗口层。有益效果根据实施例，提供一种太阳能电池，通过增加穿过包含孔隙的吸光层的入射光的散射，使得所吸收的光的量增加。另外，由于在形成吸光层的同时也就形成了孔隙，因此不需要其他额外的制造工艺。因此，有效地提闻了生广率。【附图说明】图1是根据实施例的太阳能电池的平面图；图2至图5是示出根据实施例的太阳能电池的制造方法的截面图。【具体实施方式】在实施例的描述中，应理解，当将层(或膜)、区域、图案或结构称为位于另一层(或膜)、区域、垫或图案上时，术语“在……上”和“在……下”包括直接与间接两种含义。进一步来说，将参照附图来描述关于各个层的上下关系。附图中，为了使描述简便且清晰，每一层的厚度或大小被夸大，省略或示意性示出。同样，每一个元件的大小不能完整地反映实际大小。图1是根据实施例的太阳能电池的平面图。参照图1，太阳能电池板包括支撑基板 100、背电极层200、孔隙360、吸光层、缓冲层400及窗口层500。支撑基板100呈板形并且支撑着背电极层200、吸光层300、缓冲层400及窗口层 500。支撑基板100可以是绝缘体。支撑基板100可以是玻璃基板，塑料基板或金属基 板。更详言之，支撑基板100可以是钠钙玻璃基板。如果支撑基板100由钠钙玻璃形成，则在太阳能电池的制造过程中，钠钙玻璃中 的Na可能会散布到由铜铟镓硒(CIGS)形成的吸光层300中。因此，吸光层300的电荷浓 度会增加。这可能是增加太阳能电池光电转换效率的一个因素。除此以外，支撑基板100可以由诸如氧化铝的陶瓷，不锈钢和柔性聚合物形成。支 撑基板100可以是透明的，刚性或柔性的。背电极层200布置在支撑基板100上。背电极层200是导电层。背电极层200通 过转运在太阳能电池的吸光层300中产生的电荷，能够使得电流流到太阳能电池之外。为 了执行上述动作，背电极层200应该具有高电导率，即低电阻率。此外，由于背电极层200与用于形成吸光层的CIGS化合物相接触，所以吸光层300 和背电极层200应该具有低接触电阻值的欧姆接触。另外，在形成CIGS化合物时进行的在S或Se氛围下的热处理期间，背电极层200 需要保持高温稳定性。另外，背电极层200应当相对于支撑基板100具有良好的结合力，以 防止由于热膨胀系数差异而在背电极层200与支撑基板100之间出现脱层现象。背电极层200可以由Mo、Au、Al、Cr、W及Cu中的一种形成。在这些材料中，尤其 是Mo，较之于其他元素来说，具有相对于支撑基板100的更小的热膨胀系数差异，所以由于 其优良的结合力其可以防止脱层现象，并且能满足背电极层200的整体特性要求。背电极层200可以包括至少两个层。此时，各个层可以由相同或不同的金属形成。吸光层300可以形成在背电极层200上。吸光层300包含p型半导体化合物。 更详言之，吸光层300包含1-1I1-VI族基化合物。例如，吸光层300可以具有Cu (In，Ga) Se2(CIGS)基晶体结构、铜铟硒基晶体结构或铜镓硒晶体结构。吸光层300的能带隙可以是约1.1eV至约1.2eV。孔隙360可以形成在吸光层300中。孔隙360可以使用聚苯乙烯(PS)或聚甲基 丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合物来形成。孔隙360具有约30nm至约1200nm的直径Wl，并且形成为散射一定波长的光。多个 孔隙360可以形成为具有相同直径，或者可以形成为在某一直径范围内具有不同的容积。在本实施例中，孔隙360可以形成为球形或多边形，但并不限于此。入射到吸光层300的光可以由孔隙360散射。由于散射，光更有可能在平行方向 中被反射，使得光电转换效率可以提高。也就是说，由于散射，光停留在吸光层300中的时间更长，所以增加了被吸收的光 的总量。吸光层300的厚度可以形成为约1.5 ii m至约5 ii m。如果孔隙360的容积小，则光散射效应会太小；而如果大大地增加孔隙360的容积，则光吸收区域会减少。因此，孔隙360的容积可以是吸光层300的整个体积的约5%至约35%，并且更优选地可以是约20%至约25%。缓冲层400布置在吸光层300上。包括CIGS基化合物吸光层300的太阳能电池在P型半导体的CIGS化合物层与n型半导体的透明电极层500之间形成pn结。但是，由于两种材料在晶格常数和带隙能量上有很大的差异，需要具有带隙在两种材料中间的缓冲层来形成良好的结。用于形成缓冲层400的材料包括CdS和ZnS，并且在太阳能电池发电效率方面，CdS 较优。窗口层500布置在缓冲层400上。窗口层500是透明导电层。而且，窗口层500 具有高于背电极层200的电阻。窗口层500包含氧化物。例如，窗口层500可以包含氧化锌，铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)。此外，上述氧化物可以包含导电杂质，诸如Al、A1203、Mg或Ga。更详言之，窗口层 500可以包含掺杂Al的氧化锌(AZO)或者掺杂Ga的氧化锌(GZ0)。根据该太阳能电池，通过形成具有孔隙的吸光层，可以提高入射至吸光层的光的吸收率。[0041 ] 此外，这些孔隙是在形成该吸光层时同时形成的，从而提高了生产率。图2至图5是示出根据实施例的太阳能电池制造方法的截面图。制造方法的说明会涉及上述太阳能电池的说明。上述太阳能电池的说明与制造方法的说明实质上是结合的。参照图2，可以在支撑基板100上形成背电极层200。背电极层200可以使用Mo 来沉积。背电极层200可以通过物理气相沉积(PVD)或者电镀的方法形成。此外，在支撑基板100与背电极层200之间可以插入诸如防扩散层的附加层。 参照图3和图4，在背电极层200上形成吸光层300。例如，通过同时或者分别蒸镀铜、铟、镓和硒或者在形成金属前体层之后进行硒化工艺来形成CIGS基吸光层300的方法，目前被广泛使用。与此不同，可以通过仅使用铜靶和铟靶或仅使用铜靶和镓靶的溅镀工艺和硒化工艺来形成CIS基或者CIG基吸光层300。根据本实施例，通过同时或者分别蒸镀铜、铟、镓和硒来形成吸光层300。微珠350可以形成为包括诸如PS或PMMA的聚合物。微珠350可以形成为具有约 30nm至约600nm的直径，并且可以具有在某一直径范围内的不同直径。然后，在约150°C至约650°C，更优选地，约300°C至约500°C的温度下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，包括：基板；在所述基板上的背电极层；在所述背电极层上的吸光层；在所述吸光层上的缓冲层；以及在所述缓冲层上的窗口层，其中，所述吸光层包含多个孔隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.08 KR 10-2011-00329591.一种太阳能电池，包括:基板；在所述基板上的背电极层；在所述背电极层上的吸光层；在所述吸光层上的缓冲层；以及 在所述缓冲层上的窗口层，其中，所述吸光层包含多个孔隙。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述多个孔隙中的每一个具有约30nm至 约600nm的直径。3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述孔隙呈球形。4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述吸光层具有约1.5 y m至约5 y m的厚度。5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，...

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