CN205122601U - 一种cigs薄膜太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

一种CIGS薄膜太阳能电池,依次包括基底、阻挡层、钼背电极层、钼钠层、CIGS光吸收层、CdS缓冲层、本征氧化锌层和BZO导电窗口层;在BZO导电窗口层上配置表面金属电极层。本实用新型CIGS薄膜太阳能电池制备工艺简单,效率高、稳定性好,光电转化率高,在大规模生产上具有重要的意义,具有广阔的应用范围和市场空间。

Description

一种GIGS薄膜太阳能电池
技术领域
[0001] 本实用新型涉及太阳能电池,特别涉及用于一种CIGS薄膜太阳能电池。
背景技术
[0002] 铜铟镓砸(CIGS)薄膜太阳能电池具有低成本、高效率、稳定性好等优点,是公认的最具有发展和市场潜力的第二代太阳能电池。人们对其研究兴起于上个世纪八十年代初,经过三十多年发展,CIGS薄膜太阳能电池的理论研究以及制备工艺取得了可喜的成果。CIGS薄膜太阳能电池的最高实验室光电转化效率达到21.7%。柔性衬底的CIGS薄膜太阳能电池以可绕曲的金属箔或者聚合物箔为衬底,其在空间应用是比较理想的光伏器件。CIGS柔性薄膜太阳能电池不仅重量比功率高,而且可弯曲折叠,不怕碰摔,可以应用在很多特殊的场合,包括屋顶、衣服上、汽车顶部以及航空航天领域等等,具有广阔的应用范围和市场空间。
[0003] 传统的CIGS薄膜光伏电池普遍采用ZnO:A1 (AZO)透明电极作为窗口层。制备过程多采用磁控溅射法制备,但是并不能完全避免窗口层薄膜在近红外波段的吸收损耗,而且使电池的制备工艺更加繁琐,不利于CIGS薄膜太阳能电池生产成本的降低。
发明内容
[0004] 针对上述现有技术的不足,本实用新型提出一种CIGS薄膜太阳能电池,解决传统CIGS薄膜太阳能电池光电性能不理想问题。
[0005] 本实用新型的技术方案为:
[0006] 一种CIGS薄膜太阳能电池,整体依次由基底、阻挡层、钼背电极层、钼钠层、CIGS光吸收层、CdS缓冲层、本征氧化锌层和BZO导电窗口层叠合固为一体;在BZO导电窗口层上配置表面金属电极层。
[0007] 表面金属电极层由银楽组成,其不透光,成网栅状结构分布在BZO导电窗口层表面。
[0008] 基底为柔性不锈钢、铝、镍、铂或其合金的衬底,厚度为10-100 μπι ;或,基底为硬质玻璃或柔性玻璃衬底,其厚度为0.2-5mm。
[0009] 阻挡层为铬或钛化钨合金,厚度为10-200nm。
[0010] 钼背电极层作为整个CIGS薄膜太阳能电池的背电极,厚度是200-1500nm。
[0011] 钼钠层厚度是10-300nmo
[0012] CIGS光吸收层在整个电池中作为P型电极,其厚度是1-3 μ m。
[0013] 本征氧化锌层作为整个CIGS太阳能电池器件的N极,本征氧化锌层7的厚度为20-100nm。
[0014] CdS缓冲层作为CIGS薄膜太阳能电池的衬底,是连接CIGS光吸收层和本征氧化锌层之间的结构,起到缓冲的桥梁作用,其厚度30nm-50nm ;CIGS光吸收层与硫化镉缓冲层及本征氧化锌层形成PN结。
[0015] BZO导电窗口层作为整个CIGS太阳能电池的透明导电氧化物窗口层,厚度为100-1000nm。本实用新型的技术效果是:
[0016] 本实用新型CIGS薄膜太阳能电池,优势在于,制备工艺简单,效率高、稳定性好,光电转化率高,在大规模生产上具有重要的意义,具有广阔的应用范围和市场空间。
附图说明
[0017] 图1为CIGS薄膜太阳能电池的整体结构图。
[0018] 图中:1、基体;2、阻挡层;3、钼背电极层;4、钼钠层;5、CIGS(铜铟镓砸)光吸收层;6、CdS(硫化镉)缓冲层;7、本征氧化锌层;8、BZ0(硼掺杂氧化锌)导电窗口层;9、表面金属电极层。
具体实施方式
[0019] 本实用新型涉及一种CIGS薄膜太阳能电池,图1为CIGS薄膜太阳能电池的整体结构。依次包括基底1、阻挡层2、钼背电极层3、钼钠层4、CIGS光吸收层5、CdS缓冲层6、本征氧化锌层7和BZO导电窗口层8,固为一体。在BZO导电窗口层8上配置表面金属电极层9,表面金属电极层9由银浆组成,通过丝网印刷技术印刷在电池表面烧结形成,其不透光,成网栅状结构分布在BZO导电窗口层8表面。其中,基底I可为柔性不锈钢、铝、镍、铂或其合金的衬底,厚度为10-100 μ m,也可以为硬质玻璃,柔性玻璃衬底,其厚度为0.2-5_。阻挡层2为铬、钛化钨合金等,厚度为10-200nm,能有效的阻挡柔性金属基板I作为衬底时金属杂质对上层的CIGS光吸收层5扩散影响。钼背电极层3作为整个CIGS薄膜太阳能电池的背电极,厚度是200-1500nm。钼钠层4是钼钠预置层,其厚度是10_300nm。CIGS光吸收层5在整个电池中作为P型电极,其厚度是1-3 μ m。CdS (硫化镉)缓冲层6是连接CIGS光吸收层5和本征氧化锌(1-ΖηΟ)层7之间的中间层结构,调节带隙和晶格匹配,起到缓冲的桥梁作用,同时作为电池器件N极的组成部分;其厚度30nm-50nm。本征氧化锌(i_Zn0)层7作为整个CIGS太阳能电池器件的N极,本征氧化锌层7的厚度为20-100nm。CIGS光吸收层5与硫化镉缓冲层6及本征氧化锌层7形成太阳能电池的PN结。硼掺杂氧化锌导电窗口层(ΒΖ0导电窗口层)8作为整个CIGS太阳能电池的透明导电氧化物窗口层,硼掺杂氧化锌(BZO)窗口层,可将太阳能电池表面的入射光收集,减少因界面反射造成的损失,能保护电池内部结果的同时增加电池的光学性能,其厚度为100-1000nm。在导电窗口层8上配置表面金属电极栅线9。表面金属电极栅线9由银浆组成,通过丝网印刷技术印刷在电池表面烧结形成。主要作用就是收集表面的光生载流子,输出电子。因为它是不透光的,所以必须细小,成网栅状结构分布在导电窗口层8表面,减少串联电阻和效率损失。

Claims (10)

1.一种CIGS薄膜太阳能电池,其特征在于:整体依次由基底、阻挡层、钼背电极层、钼钠层、CIGS光吸收层、CdS缓冲层、本征氧化锌层和BZO导电窗口层叠合固为一体;在BZO导电窗口层上配置表面金属电极层。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于:表面金属电极层由银浆组成,其不透光,成网栅状结构分布在BZO导电窗口层表面。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于:基底为柔性不锈钢、铝、镍、铂或其合金的衬底,厚度为10-100 μ m:或,基底为硬质玻璃或柔性玻璃衬底,其厚度为0.2-5mm。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于:阻挡层为铬或钛化钨合金,厚度为10_200nm。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于:钼背电极层作为整个CIGS薄膜太阳能电池的背电极,厚度是200-1500nmo
6.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于:钼钠层厚度是10-300nm。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于=CIGS光吸收层在整个电池中作为P型电极,其厚度是1_3 μ m。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于:本征氧化锌层作为整个CIGS太阳能电池器件的N极,本征氧化锌层7的厚度为20-100nm。
9.根据权利要求1、7或8所述的太阳能电池,其特征在于:CdS缓冲层作为CIGS薄膜太阳能电池的衬底,是连接CIGS光吸收层和本征氧化锌层之间的结构,起到缓冲的桥梁作用,其厚度30nm-50nm ;CIGS光吸收层与CdS缓冲层及本征氧化锌层形成PN结。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于:ΒΖ0导电窗口层作为整个CIGS太阳能电池的透明导电氧化物窗口层,厚度为100-1000nm。
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