CN201294228Y - 软体卷材式铜铟镓硒-非晶硅多结薄膜太阳能电池 - Google Patents

软体卷材式铜铟镓硒-非晶硅多结薄膜太阳能电池 Download PDF

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Abstract

本实用新型一种卷材式铜铟镓硒－非晶硅多结薄膜太阳能电池，其特征在于：它是依次在不易氧化的金属箔软体或软体塑胶薄膜的衬底上，溅射钼Mo或钛Te层作电极，然后再用多靶磁控溅射设备溅镀铜Cu、铟In、镓Ga层后，在硒H2Se气氛中硒化制备硒Se层，为完整的P型铜铟镓硒层。再溅镀n型铜铟镓硒层，组成p－n结。在其层面上再溅射氧化锌Zno透明导电膜，再镀非晶硅α－Si层P－n结，再镀导电膜并镀梳状金属电极，最后镀透明保护膜，共组成多结薄膜太阳电池组件。其优点为：制备设备一次性投资低、性能稳定、转化率高、成本低、原料丰富、产品轻、运输量小、不易破损，可大面积生产。

Description

软体卷材式铜铟镓硒－非晶硅多结薄膜太阳能电池
技术领域；
本实用新型涉及一种太阳能电池技术，特别是一种软体卷材式铜铟镓硒---非晶硅多结薄膜太阳能电池技术。
背景技术；
太阳能发电是利用硅或化合物等半导体材料的光伏效应，在光的照射下产生电能。硅系列产品分为单晶硅，多晶硅和非晶硅。单晶和多晶硅电池是利用地球上的沙岩〔二氧化硅〕，用真空冶炼提纯铸成单晶或多晶硅棒，切割为片状铺设在密封并抽真空的玻璃扳下，嵌以电极串联或并联而成电池。其缺点是冶炼晶体硅耗能量太大，硅棒原料贫乏，造成成本高，不便于大量生产。
非晶硅太阳能电池是最近才发展起来的一种新型薄膜电池。非晶硅电池的最大优点是成本低〔为多晶硅电池成本的50％左右〕，耗材少(电池厚度小于1μm，是多晶硅片厚的1/50左右)，材料相对充足，生产设备简单，便于大面积生产，且具有弱光发电特性，因此受到人们的普遍重视，并得到迅速发展。但因其禁帶宽度为1.75eV，不能较完整的利用太阳能的光电转換，转化率较低，并且衰減严重，使用寿命短，推广受一定限制。
铜铟镓硒太阳能电池是以玻璃、不锈钢板等板材为衬底，濺射铜铟镓硒化合物半导体合金并制备以电制成的电池板，该电池使用寿命長、成本低、转換率较高，适应性强。但生产设备一次性投资高，电池板产品笨重、运输量大、易破損，并因其禁帶宽度为1.02eV，还不能较完整的利用太阳能的光电转換。
发明内容；
本实用新型发明的目的是：克服上述太阳能电池的缺点，提供一种制备方法简单，生产设备一次性投资低，性能稳定，可有效地完整的利用太阳能的光电转換，转化率高、成本低、原材料丰富，产品轻、运输量小、不易破損，可大面积生产的软体卷材式铜铟镓硒---非晶硅多结薄膜太阳能电池技术。
本实用新型；铜铟镓硒---非晶硅多结薄膜太阳能电池比现有技术的优点是：CuInGaSe2薄膜太阳能电池在太阳光谱长波区域的量子效率高，如果再与其它薄膜太阳能电池结合组成多结电池，可以更有效地提高太阳的光电转換率。该技术是；它与具有量子效率峰值较短波长区域的非晶硅薄膜太阳电池组合，形成串联结构的多结太阳电池。这样非晶硅α-Si禁帶宽度为1.75eV，能夠吸收太阳能的一半；而铜铟镓硒.CuInGaSe2禁帶宽度为1.02eV，可以吸收太阳能的另一半，两者结合可以吸收几乎所有的太阳光谱，所以铜铟镓硒---非晶硅多结薄膜太阳能电池的光电转换效率远高于现有其它的太阳能电池。
本发明的技术方案是：
本实用新型；一种软体卷材式铜铟镓硒---非晶硅多结薄膜太阳能电池，它是一种化合物---非晶硅多结半导体薄膜太阳能电池，它是依次在不锈钢箔、铜箔等不易氧化的金属箔软体或特制的软体塑胶薄膜衬底上，濺射钼Mo或钛Te层作电极，然后再应用多靶磁控濺射设备，濺镀铜Cu、铟In、镓Ga层后，在硒H2Se气氛中硒化制备硒Se层，制成完整的P型铜铟镓硒CuInGaSe2层，再相继在其表面上应用多靶磁控濺射设备濺镀n型铜铟镓硒.CuInx Ga1-x Se2层组成p-n结。在其层面上，再采用濺射法濺射氧化锌Zno透明导电膜，再应用化学沉积法或輝光放电法镀非晶硅α-Si层P-n结；，再镀导电膜并镀梳状金属电极，最后镀透明保护膜，共组成多结薄膜太阳能电池组件。
本实用新型；一种软体卷材式铜铟镓硒---非晶硅多结薄膜太阳能电池，依次在软体衬底上濺镀钼Mo或钛Te层作电极，在其层面上应用多靶磁控濺射法分别用高纯的铜Cu、铟In、镓Ga进行濺镀，濺镀铜铟镓层后在硒H2Se气氛中硒化制备硒Se层。通过控制各自濺射靶的濺射功率等参数制备成化合物半导体薄膜[其(Ga/In)比例控制在0.25---0.35之间，Cu/(In+Ga)比例控制在0.85-0.9之间]。而后送入真空罐中，在200---220℃H2Se气氛中硒化处理。利用氩气或氮气作载体，通过调节衬底温度和气体压强实现硒化反应，制备成2μm-3μm厚的P型铜铟镓硒CuInGaSe2薄膜。再相继在铜铟镓硒CuInGaSe2表面上应用多靶磁控濺射设备濺镀n型铜铟镓硒CuInx Ga1-x Se2层，组成p-n结。在其层面上，采用濺射法濺射氧化锌Zno透明导电膜，再应用化学沉积法或輝光放电法镀非晶硅α-Si层，组成p-n结，再镀透明导电膜并镀梳状金属电极，最后镀透明保护膜，共组成多结薄膜太阳能电池组件。
附图说明：
图“1”为本实用新型；“卷材式铜铟镓硒---非晶硅多结薄膜太阳能电池”结构示意图；
图中：1、软体衬底；2、钼或钛电极；3、P型铜、铟、镓、硒层；4、n型铜、铟、镓、硒层；5、氧化锌Zno透明导电膜；6、非晶硅α-Si层P-n结；7、透明导电膜层；8、梳状金属电极；9、透明保护膜。
参照附图1具体实施方式：
本实用新型一种“卷材式铜铟镓硒---非晶硅多结薄膜太阳能电池”，它是一种化合物---非晶硅多结半导体薄膜太阳能电池，其特征在于：它是依次在不锈钢箔、铜箔等不易氧化的金属箔软体或特制的软体塑胶薄膜为衬底1上，濺射钼Mo或钛Te层作电极2，然后再应用多靶磁控濺射设备濺镀铜Cu、铟In、镓Ga层后，在硒H2Se气氛中硒化制备硒Se层，为完整的P型铜铟镓硒CuInGaSe2层3，相继在其表面上，再应用多靶磁控濺射设备濺镀n型铜铟镓硒CuInx Ga1-xSe2层4，组成p-n结。在其层面上，采用濺射法濺射氧化锌Zno透明导电膜5，再应用化学沉积法或輝光放电法镀非晶硅α-Si层P-n结6，再镀导电膜7，并镀梳状金属电极8，最后镀透明保护膜9，组成了多结薄膜太阳能电池组件。

Claims (1)

1、本实用新型一种卷材式铜铟镓硒---非晶硅多结薄膜太阳能电池，其特征在于：它是依次在不锈钢箔、铜箔和不易氧化的金属箔软体或特制的软体塑胶薄膜为衬底(1)上，溅射钼Mo或钛Te层作电极(2)，然后再应用多靶磁控溅射设备溅镀铜Cu、铟In、镓Ga层后，在硒H2Se气氛中硒化制备硒Se层，为完整的P型铜铟镓硒CuInGaSe2层(3)，相继在其表面上，再应用多靶磁控溅射设备溅镀n型铜铟镓硒CuInxGal-x Se2层(4)，组成p-n结，在其层面上，采用溅射法溅射氧化锌Zno透明导电膜(5)，再应用化学沉积法或辉光放电法镀非晶硅α-Si层P-n结(6)，再镀导电膜(7)，并镀梳状金属电极(8)，最后镀透明保护膜(9)，共组成多结薄膜太阳电池组件。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102985358A (zh) * 2010-06-29 2013-03-20 株式会社钢臂功科研 含有Cu、In、Ga及Se元素的粉末、烧结体及溅射靶、以及上述粉末的制造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102985358A (zh) * 2010-06-29 2013-03-20 株式会社钢臂功科研 含有Cu、In、Ga及Se元素的粉末、烧结体及溅射靶、以及上述粉末的制造方法
CN102985358B (zh) * 2010-06-29 2015-07-08 株式会社钢臂功科研 含有Cu、In、Ga及Se元素的粉末、烧结体及溅射靶、以及上述粉末的制造方法

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