CN203103314U

CN203103314U - 一种薄膜太阳能电池及其背电极膜层

Info

Publication number: CN203103314U
Application number: CN 201320034760
Authority: CN
Inventors: 盛国浩; 李毅; 宋光耀; 龙鹏; 王广文
Original assignee: Shenzhen Trony Technology Development Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Trony Technology Development Co Ltd
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2023-01-23

Abstract

本实用新型涉及一种薄膜太阳能电池及其背电极膜层，属于太阳能电池技术领域。解决薄膜太阳能电池的背电极的焊接性能和各膜层之间的附着力等技术问题。薄膜太阳能电池，包括在衬底上顺序沉积的前电极、光电转换层和背电极，其特征在于所述背电极由掺铝氧化锌透明导电膜、过渡层、银膜、铝膜和增焊保护层构成，且银膜的厚度小于铝膜。本实用新型可有效降低生产成本；在铝膜上设置镍铜或镍钒合金膜层，不仅可以保护背电极，还可以增加背电极的焊接性能。

Description

一种薄膜太阳能电池及其背电极膜层

技术领域

本实用新型涉及一种薄膜太阳能电池及其背电极膜层，属太阳能电池技术领域。

背景技术

薄膜太阳能电池主要由前电极层、光电转换层及背电极层组成，这三个膜层的性能直接影响太阳能电池转换效率。前电极层为了保证高的透光率和好的导电性，一般采用单层的二氧化锡或氧化铟锡。而背电极层必须具有良好的电学和光学性能。目前，背电极的膜层结构设计已经由简单的单层结构趋向多层化，如中国专利ZL200910209157.4《一种太阳能电池及制作方法》的背电极结构为AZO层+过渡层+Ag层+金属保护层，过渡层位于AZO层和Ag层之间，能提高AZO层和Ag层的附着力，保证电池的使用寿命，但是对比文件1采用单层银作为反射层，成本高，而且银膜上的金属保护层无增焊功能，不能满足客户对焊接性能的要求。而专利ZL201010523713.8《薄膜太阳能电池背电极》的背电极结构为Y:ZnO+Ag+Y:ZnO+Ag+金属薄膜层，能够提高背电极的导电性和反射率，但是Y:ZnO层与Ag层之间附着力差，容易造成膜层脱落的现象，而且金属薄膜层采用Ti/Ni/Al，焊接性能差。

发明内容

为了使薄膜太阳能电池的背电极具有良好的焊接性能和增强膜层之间的附着力，提高太阳能电池的转化效率，本实用新型的目的是改进太阳能电池背电极的结构，开发一种成本低、转化效率高的太阳能电池。

薄膜太阳能电池的背电极膜层，包括透明导电层、过渡层和反射层，其主要技术特点是反射层由银和铝两层膜构成，在铝膜上还设有一层增焊保护层。

背电极中银膜的厚度小于铝膜。银膜的厚度为50～150nm，铝膜的厚度为50～300nm。

增焊保护层为40～200nm厚的镍铜或镍钒合金。

透明导电层为50～300nm厚的掺铝氧化锌（AZO）膜。

过渡层由铬、钒、锰、钼和钛中的一种构成，其厚度为5～50nm。

本实用新型还设计了一种薄膜太阳能电池，包括在衬底上顺序沉积的前电极、光电转换层和背电极，其特征在于所述背电极由掺铝氧化锌透明导电膜、过渡层、银膜、铝膜和增焊保护层构成，且银膜的厚度小于铝膜。背电极的增焊保护层为镍铜或镍钒合金，厚度为40～200nm。

积极效果：本实用新型既节省了成本，又解决了太阳能薄膜电池普遍存在的焊接性能和附着力差的问题，同时还提高了太阳能电池的转化效率。背电极的反射层由银和铝两层膜构成，且银膜的厚度小于铝膜，可有效降低生产成本；在铝膜上设置增焊保护层，不仅可以保护背电极，还可以增加背电极的焊接性能。

附图说明

图1：本实用新型的结构示意图。

图2：本实用新型的剖面结构示意图。

图中：1、衬底，2、前电极，3、光电转换层，4、背电极，401、透明导电层，402、过渡层，403、银膜，404、铝，405、增焊保护层。

具体实施方式

实施例1

一种薄膜太阳能电池包括基片衬底、前电极层、光电转化层和背电极层，其主要技术特点是背电极层具有5层结构，从受光面开始依次为透明导电层、过渡层、Ag反射层、Al反射层和增焊保护层，其中，透明导电层为掺铝氧化锌（AZO），厚度为50～300nm,因为AZO相对来说价格便宜，无毒环保；

过渡层为铬（Cr）,厚度为5～50nm，因为Cr的原子半径介于AZO和Ag之间，增加AZO和Ag的附着力；

银膜厚度为50～150nm，因为Ag高反射导电性能好；

银膜厚度为50～300nm，因为Al高反射价格便宜；

增焊保护层为镍铜（NiCu）合金，厚度为40～200nm，具有良好的焊接性能和抗氧化性。

实施例2

本实施例的基片衬底1为超白玻璃，前电极层2为掺氟二氧化锡（FTO），光电转换层3为PIN结非晶硅薄膜，背电极4由五层结构组成，其中透明导电层401为AZO，厚度为75～85nm，过渡层402为Ti，厚度为4～8nm， Ag厚度为60～70nm， Al厚度为90～110nm，增焊保护层405为NiV，厚度为50～60nm，

本实用新型在生产线上试验，没有出现过诸如焊接性能差、附着力不好等问题，同时通过产品的稳定转化效率进行比较，该工艺所制备的产品的转化效率明显高于改进前，以下为部分生产产品的测试数据：

Figure 2013200347605100002DEST_PATH_IMAGE001

通过比较，可以看出：工艺改进前的平均转化效率在6.8%，采用本实用新型的背电极后，其平均转化效率达到8.1%，提高了1.3个百分点，由此可见，本实用新型可以完全解决太阳能薄膜电池在制备过程中存在的焊接性能差、附着力不好等技术问题，同时可以节省成本，提高转化效率。

Claims

1. 一种薄膜太阳能电池的背电极膜层，包括透明导电层、过渡层和反射层，其特征在于所述反射层由银和铝两层膜构成，在铝膜上还设有一层增焊保护层。

2. 根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的背电极膜层，其特征在于所述背电极中银膜的厚度小于铝膜。

3. 根据权利要求2所述的薄膜太阳能电池的背电极膜层，其特征在于所述银膜的厚度为50～150nm，铝膜的厚度为50～300nm。

4. 根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的背电极膜层，其特征在于所述增焊保护层为40～200nm厚的镍铜或镍钒合金。

5. 根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的背电极膜层，其特征在于所述透明导电层为50～300nm厚的掺铝氧化锌（AZO）膜。

6. 根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的背电极膜层，其特征在于所述过渡层由铬、钒、锰、钼和钛中的一种构成，其厚度为5～50nm。

7. 一种薄膜太阳能电池，包括在衬底上顺序沉积的前电极、光电转换层和背电极，其特征在于所述背电极由掺铝氧化锌透明导电膜、过渡层、银膜、铝膜和增焊保护层构成，且银膜的厚度小于铝膜。

8. 根据权利要求7所述的薄膜太阳能电池，其特征在于所述背电极的增焊保护层为镍铜或镍钒合金。

9. 根据权利要求7所述的薄膜太阳能电池，其特征在于所述背电极的增焊保护层的厚度为40～200nm。

10. 根据权利要求7所述的薄膜太阳能电池，其特征在于背电极的银膜的厚度为50～150nm，铝膜的厚度为50～300nm。