CN209880628U - 高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构 - Google Patents

高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构 Download PDF

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顾中强
闻建华
熊福民
蔡晓晨
龚立光
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    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

Abstract

本实用新型公开了一种高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构，包含一衬底玻璃，衬底玻璃的下方设有一SiOx阻挡层，衬底玻璃的上方自下而上依次设有一SiOx阻挡层、一MoOx过渡层、一Mo背电极层、一掺杂Na光吸收层、一第一缓冲层、一第二缓冲层和一透明导电层。作为本实用新型较佳的实施例，第一缓冲层为Zo(O,S,OH)，第二缓冲层为(Zn,Mg)O。本实用新型的衬底玻璃采用双面阻挡层，避免玻璃中的Na离子进入铜铟镓硒层造成电池效率不可控。MoOx过渡层则增强了阻挡层和Mo电极结合力，有利于提高产品良率。通过精确控制CIGS膜中Na含量，制备稳定均一的CIGS薄膜，从而得到高质量稳定的吸收层。

Description

高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能电池，更确切地说，是一种高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构。
背景技术
铜铟镓硒(简称CIGS)太阳能电池作为第三代太阳能电池的代表，具有光电转换效率高、衰减小、弱光性能好、性能稳定等优点越来越引起研究和制造领域的关注。通过调节铜铟镓硒薄膜中In、Ga的比例，使其禁带宽度在1.04ev 到1.68ev之间变动，从而制得高效率的CIGS太阳电池。
现有的CIGS太阳电池一般由以下结构构成(由下而上)：衬底/背电极/光吸收层/缓冲层/透明导电层/金属电极层。其中背电极由单层Mo构成，虽然此结构简单，但由于Mo层较为松散，一方面容易让衬底中的杂质进入电池吸收层，导致电池效率下降；另一方面针对普通玻璃基底CIGS太阳电池虽然玻璃中的Na 离子扩散到吸收层有益于提高电池效率，但由于掺杂量不可控，使得电池效率波动较大不利于量产。缓冲层一般由和CIGS晶格匹配良好的CdS构成，但CdS 中因为重金属Cd的存在而会对环境造成不利的影响，近年来无Cd缓冲层的研究越来越得到重视，中国专利CN103972329B中公布用ZnS替代CdS，此方案虽然解决了Cd的污染问题，但电池效率会有较大下降且工艺较为复杂。
实用新型内容
本实用新型主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构，其特征在于，所述的高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构包含一衬底玻璃，所述的衬底玻璃的下方设有一第一SiOx阻挡层，所述的衬底玻璃的上方自下而上依次设有一第二SiOx阻挡层、一 MoOx过渡层、一Mo背电极层、一掺杂Na光吸收层、一第一缓冲层、一第二缓冲层和一透明导电层。
作为本实用新型较佳的实施例，所述的第一缓冲层为Zo(O,S,OH)，所述的第二缓冲层为(Zn,Mg)O。
作为本实用新型较佳的实施例，所述的透明导电层为ZnO:B或ZnO:Al。
作为本实用新型较佳的实施例，所述的第一SiOx阻挡层的厚度为60～80nm，所述的衬底玻璃的厚度为1.8～2.1mm，所述的第二SiOx阻挡层的厚度为 80～100nm，所述的MoOx过渡层的厚度为100～125nm，所述的Mo背电极层的厚度为300～400nm，所述的掺杂Na光吸收层的厚度为1000～1200nm，所述的第一缓冲层的厚度为15～20nm，所述的第二缓冲层的厚度为20～25nm，所述的透明导电层的厚度为1700～1800nm。
本实用新型的高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构具有以下优点：本实用新型的衬底玻璃采用双面阻挡层，避免玻璃中的Na离子进入铜铟镓硒层造成电池效率不可控。MoOx过渡层则增强了阻挡层和Mo电极结合力，有利于提高产品良率。通过精确控制CIGS膜中Na含量，制备稳定均一的CIGS薄膜，从而得到高质量稳定的吸收层。另外，缓冲层采用Zn(O,S,OH)、(Zn,Mg)O双层结构替代传统的CdS过渡层，在实现环保的同时又保证了电池的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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他的附图。
图1为本实用新型的高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示，该高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构包含一衬底玻璃2，该衬底玻璃2的下方设有一第一SiOx阻挡层1，该衬底玻璃2的上方自下而上依次设有一第二SiOx阻挡层3、一MoOx过渡层4、一Mo背电极层5、一掺杂Na 光吸收层6、一第一缓冲层7、一第二缓冲层8和一透明导电层9。
该第一缓冲层7为Zo(O,S,OH)，该第二缓冲层8为(Zn,Mg)O。
该透明导电层9为ZnO:B或ZnO:Al。
该第一SiOx阻挡层1的厚度为60～80nm，该衬底玻璃2的厚度为1.8～2.1mm，该第二SiOx阻挡层3的厚度为80～100nm，该MoOx过渡层4的厚度为100～125nm，该Mo背电极层5的厚度为300～400nm，该掺杂Na光吸收层6的厚度为 1000～1200nm，该第一缓冲层7的厚度为15～20nm，该第二缓冲层8的厚度为 20～25nm，该透明导电层9的厚度为1700～1800nm。
本实用新型的衬底玻璃采用双面阻挡层，避免玻璃中的Na离子进入铜铟镓硒层造成电池效率不可控。MoOx过渡层则增强了阻挡层和Mo电极结合力，有利于提高产品良率。通过精确控制CIGS膜中Na含量，制备稳定均一的CIGS薄膜，从而得到高质量稳定的吸收层。另外，缓冲层采用Zn(O,S,OH)、(Zn,Mg)O双层结构替代传统的CdS过渡层，在实现环保的同时又保证了电池的效率。
不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构，其特征在于，所述的高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构包含一衬底玻璃(2)，所述的衬底玻璃(2)的下方设有一第一SiOx阻挡层(1)，所述的衬底玻璃(2)的上方自下而上依次设有一第二SiOx阻挡层(3)、一MoOx过渡层(4)、一Mo背电极层(5)、一掺杂Na光吸收层(6)、一第一缓冲层(7)、一第二缓冲层(8)和一透明导电层(9)。
2.根据权利要求1所述的高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构，其特征在于，所述的第一缓冲层(7)为Zo(O,S,OH)，所述的第二缓冲层(8)为(Zn,Mg)O。
3.根据权利要求2所述的高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构，其特征在于，所述的透明导电层(9)为ZnO:B或ZnO:Al。
4.根据权利要求3所述的高效率玻璃基铜铟镓硒太阳电池结构，其特征在于，所述的第一SiOx阻挡层(1)的厚度为60～80nm，所述的衬底玻璃(2)的厚度为1.8～2.1mm，所述的第二SiOx阻挡层(3)的厚度为80～100nm，所述的MoOx过渡层(4)的厚度为100～125nm，所述的Mo背电极层(5)的厚度为300～400nm，所述的掺杂Na光吸收层(6)的厚度为1000～1200nm，所述的第一缓冲层(7)的厚度为15～20nm，所述的第二缓冲层(8)的厚度为20～25nm，所述的透明导电层(9)的厚度为1700～1800nm。
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CN114171640A (zh) * 2021-11-25 2022-03-11 泰州锦能新能源有限公司 一种铜铟镓硒太阳能电池的制备方法
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