CN106653894A - 一种用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，包括柔性衬底、应力缓冲复合层、双层厚Pd薄膜阻挡层，所述应力缓冲复合层形成在柔性衬底上，所述双层厚Pd薄膜阻挡层形成在应力缓冲复合层上，所述应力缓冲复合层由Pd超薄层和Cu超薄层重复沉积形成，所述Pd超薄层和Cu超薄层的厚度范围均为1～5nm，所述重复沉积次数范围为20至50次，双层厚Pd薄膜阻挡层包括第一Pd薄膜和第二Pd薄膜，厚度分别为100～200nm和600～700nm。本发明的背接触层通过Pd超薄层和Cu超薄层的重复沉积形成的应力缓冲复合层，有效地降低铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层与柔性衬底之间应力，从而防止太阳能电池异常卷曲或者薄膜脱落。
Description
技术领域
本发明涉及铜铟镓硒薄膜太阳能电池领域，尤其涉及一种用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层。
背景技术
柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池因为其可折叠性、机械性能、质功比高以及适用卷对卷工艺而具有广大的市场前景，传统的背接触层结构中使用Mo背接触层，能够提高背接触层与衬底之间的附着力，同时具有良好的电学性能从而与CIGS吸收层形成良好的欧姆接触。而对于柔性衬底的CIGS薄膜太阳能电池，由于聚酰亚胺与Mo热膨胀吸收的不匹配，薄膜应力比较大，会导致太阳能电池异常卷曲，严重时致使薄膜脱落，目前的退火或者优化工艺并不能减少这种由热膨胀系数不匹配造成应力过大的问题。因此需要选择一种方便制作且能够有效减少应力过大的背接触层。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何克服铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层与柔性衬底之间应力大的缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，包括柔性衬底、应力缓冲复合层、双层厚Pd薄膜阻挡层，所述应力缓冲复合层形成在柔性衬底上，所述双层厚Pd薄膜阻挡层形成在应力缓冲复合层上，所述应力缓冲复合层由Pd超薄层和Cu超薄层重复沉积形成，所述Pd超薄层和Cu超薄层的厚度范围均为1～5nm，所述重复沉积次数范围为20至50次，双层厚Pd薄膜阻挡层包括第一Pd薄膜和第二Pd薄膜。
进一步地，所述双层厚Pd薄膜阻挡层为低阻残余压应力Pd薄膜。
进一步地，所述柔性衬底上还形成金属Cr或Al2O3过渡层。
进一步地，所述金属Cr或Al2O3过渡层的厚度为100至500nm。
进一步地，所述应力缓冲复合层在重复沉积后在300℃的温度下退火30分钟。
进一步地，所述Pd超薄层和Cu超薄层由磁控溅射形成。
进一步地，所述第二Pd薄膜溅射条件为：工作气体压强0.4-1.0Pa，溅射密度为2～2.5W/mm2。
进一步地，所述Cu超薄层换成Ni超薄层。
进一步地，所述Cu超薄层换成PdCu合金超薄层。
进一步地，所述Cu超薄层换成PdNi合金超薄层。
本发明的用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，具有如下有益效果：本发明的背接触层通过Pd超薄层和Cu超薄层的重复沉积形成的应力缓冲复合层，有效地降低铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层与柔性衬底之间应力，从而防止太阳能电池异常卷曲或者薄膜脱落。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明的用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层的结构示意图。
图中：1-柔性衬底，2-过渡层，3-应力缓冲复合层，4-第一Pd薄膜，5-第二Pd薄膜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明提供了一种用于柔性衬底1铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，包括柔性衬底1、应力缓冲复合层3、双层厚Pd薄膜阻挡层，所述应力缓冲复合层3形成在柔性衬底1上，所述双层厚Pd薄膜阻挡层形成在应力缓冲复合层3上，所述应力缓冲复合层3由Pd超薄层和Cu超薄层重复沉积形成，所述Pd超薄层和Cu超薄层的厚度均为1nm，所述重复沉积次数范围为20次，双层厚Pd薄膜阻挡层包括第一Pd薄膜4和第二Pd薄膜5。
其中，所述双层厚Pd薄膜阻挡层为低阻残余压应力Pd薄膜。所述柔性衬底1上还形成金属Cr过渡层2，所述金属Cr过渡层2的厚度为100nm。
所述应力缓冲复合层3在重复沉积后在300℃的温度下退火30分钟；所述Pd超薄层和Cu超薄层由磁控溅射形成。
其中，所述第二Pd薄膜5溅射条件为：工作气体压强0.4Pa，溅射密度为2W/mm2；其中，所述Cu超薄层可换成Ni超薄层。
实施例二：
本发明提供了一种用于柔性衬底1铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，包括柔性衬底1、应力缓冲复合层3、双层厚Pd薄膜阻挡层，所述应力缓冲复合层3形成在柔性衬底1上，所述双层厚Pd薄膜阻挡层形成在应力缓冲复合层3上，所述应力缓冲复合层3由Pd超薄层和Cu超薄层重复沉积形成，所述Pd超薄层和Cu超薄层的厚度均为3nm，所述重复沉积次数范围为35次，双层厚Pd薄膜阻挡层包括第一Pd薄膜4和第二Pd薄膜5，厚度分别为150nm和650nm。
其中，所述双层厚Pd薄膜阻挡层为低阻残余压应力Pd薄膜。所述柔性衬底1上还形成Al2O3过渡层2，所述Al2O3过渡层2的厚度为300nm。
所述应力缓冲复合层3在重复沉积后在300℃的温度下退火30分钟；所述Pd超薄层和Cu超薄层由磁控溅射形成。
其中，所述第二Pd薄膜5溅射条件为：工作气体压强0.7Pa，溅射密度为2.3W/mm2；其中，所述Cu超薄层可换成PdCu合金超薄层。
实施例三：
本发明提供了一种用于柔性衬底1铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，包括柔性衬底1、应力缓冲复合层3、双层厚Pd薄膜阻挡层，所述应力缓冲复合层3形成在柔性衬底1上，所述双层厚Pd薄膜阻挡层形成在应力缓冲复合层3上，所述应力缓冲复合层3由Pd超薄层和Cu超薄层重复沉积形成，所述Pd超薄层和Cu超薄层的厚度均为5nm，所述重复沉积次数范围为50次，双层厚Pd薄膜阻挡层包括第一Pd薄膜4和第二Pd薄膜5。
其中，所述双层厚Pd薄膜阻挡层为低阻残余压应力Pd薄膜。所述柔性衬底1上还形成Al2O3过渡层2，所述Al2O3过渡层2的厚度为500nm。
所述应力缓冲复合层3在重复沉积后在300℃的温度下退火30分钟；所述Pd超薄层和Cu超薄层由磁控溅射形成。
其中，所述第二Pd薄膜5溅射条件为：工作气体压强1Pa，溅射密度为2.5W/mm2；其中，所述Cu超薄层可换成PdCu合金超薄层。
本发明的用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，具有如下有益效果：本发明的背接触层通过Pd超薄层和Cu超薄层的重复沉积形成的应力缓冲复合层，有效地降低铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层与柔性衬底之间应力，从而防止太阳能电池异常卷曲或者薄膜脱落。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，包括柔性衬底(1)、应力缓冲复合层(3)、双层厚Pd薄膜阻挡层，其特征在于，所述应力缓冲复合层(3)形成在柔性衬底(1)上，所述双层厚Pd薄膜阻挡层形成在应力缓冲复合层(3)上，所述应力缓冲复合层(3)由Pd超薄层和Cu超薄层重复沉积形成，所述Pd超薄层和Cu超薄层的厚度范围均为1～5nm，所述重复沉积次数范围为20至50次，双层厚Pd薄膜阻挡层包括第一Pd薄膜(4)和第二Pd薄膜(5)。
2.根据权利要求1所述的用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，其特征在于，所述双层厚Pd薄膜阻挡层为低阻残余压应力Pd薄膜。
3.根据权利要求2所述的用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，其特征在于，所述柔性衬底(1)上还形成金属Cr或Al2O3过渡层(2)。
4.根据权利要求3所述的用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，其特征在于，所述金属Cr或Al2O3过渡层(2)的厚度为100至500nm。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，其特征在于，所述应力缓冲复合层(3)在重复沉积后在300℃的温度下退火30分钟。
6.根据权利要求5所述的用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，其特征在于，所述Pd超薄层和Cu超薄层由磁控溅射形成。
7.根据权利要求6所述的用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，其特征在于，所述第二Pd薄膜(5)溅射条件为：工作气体压强0.4-1.0Pa，溅射密度为2～2.5W/mm2。
8.根据权利要求6或7所述的用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，其特征在于，所述Cu超薄层换成Ni超薄层。
9.根据权利要求6或7所述的用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，其特征在于，所述Cu超薄层换成PdCu合金超薄层。
10.根据权利要求6或7所述的用于柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的背接触层，其特征在于，所述Cu超薄层换成PdNi合金超薄层。
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