专利名称：新型硅/铜铟硒太阳电池结构的制作方法
技术领域：
本实用新型发明涉及太阳电池、器件物理等领域。具体的的说是涉及高效率新型薄膜太阳电池。属于新材料技术以及新能源技术领域。
背景技术：
传统的化石能源发电带来的环境污染问题也在威胁着人类赖以生存的地球，由于利用太阳能有许多优点，因此越来越受到世界各国的重视。多晶硅电池的制作工艺不断向前发展，电池的结构更趋合理，电池的效率不断提高，导致实验室水平和工业化大生产的距离不断缩小。但是多晶硅电池生产工序复杂、效率偏低、成本高等缺点还是没有得到很好的解决。同时，对于铜铟镓硒薄膜太阳电池在薄膜太阳电池中最具代表性，具备光电转换效率高、成本低和抗辐射能力强等特点，但是铜铟镓硒薄膜太阳电池还存在性能稳定不高等问题。本实用新型发明结合多晶硅和铜铟硒薄膜太阳电池特点，取长补短。制备高性能的新型硅/铜铟硒太阳电池太阳电池，提高太阳电池光电转换效率。
实用新型内容本实用新型发明目的在于克服多晶硅和铜铟硒薄膜太阳电池的缺点，设计出一种具有高性能的新型硅/铜铟硒太阳电池结构。本实用新型发明主要通过以下技术方案实现上述目的。本实用新型发明所设计的新型硅/铜铟硒太阳电池结构主要包括上电池和下电池。其下电池主要包括背电极、P-Si和η-Si。p-Si沉积背电极上，此次在p-Si表面上沉积 n-Si。上电池包括 n+-ZnO 薄膜、P+-CuAB2 (其中 A = Ga、Al，B = Se、S)薄膜、Cu (In，A) B2(其中A = fei、Al，B = Se、S)薄膜、i-ZnO薄膜、ZnOAl薄膜和镍铝上电极。其中n.-ZnO 薄膜沉积于 n-Si 表面，P+-CuAB2 (其中 A = feu Al，B = Se、S)和 p_Cu (In，Α)化(其中 A = Ga、Al，B = Se、S)薄膜分别先后沉积于n+-ZnO薄膜表面，i-ZnO薄膜沉积于p-Cu(In，A) B2 (其中A = feuAl，B = Se、S)薄膜表面，ZnOAl薄膜沉积于i-ZnO薄膜。最后在ZnOiAl 薄膜蒸镀镍铝上电极。本实用新型发明的原理主要是巧妙的结合多晶硅、硅薄膜和铜铟硒薄膜太阳电池的原理。利用硅和铜铟硒禁带宽度的不同，将器件物理技术、薄膜技术、太阳电池技术等将这两种不同类型的电池巧妙结合，很好地克服单一薄膜电池的缺点，达到提高这种新型电池光电转换效率以及降低制备成本的目的。
图1为金属钼导电玻璃的新型硅/铜铟硒太阳电池结构图2为镍铝背电极的新型硅/铜铟硒太阳电池结构具体实施方式
以下是结合附图对本专利进行进一步说明。
具体实施方式
如下实例1 如图1所示的新型太阳电池主要包括上电池和下电池。下电池主要是由以下方法实现，基体为钼导电玻璃，电阻率为0. 1Ω · cm-o. 5 Ω · cm，厚度为400_600nm ；钼导电玻璃上部结构为沉积的P-Si，厚度为600-800nm，电阻率为0. 5 Ω · cm-3. 0 Ω · cm ；p-Si表面沉积为η-Si，厚度为100-150nm，方块电阻为40-80 Ω / 口。上电池结构如图1所示，从下而上分别按以下方法实现。上电池底部结构为沉积η+-ΖηΟ薄膜，电阻率为0. 1 Ω · cm-0. 5 Ω · cm,薄膜厚度为150-200nm ；往上部分分别是 p+-CuA& (其中 A = Ga、Al，B = Se、S)和 p_Cu(In，(其中 A = Ga、Al，B = Se、S)薄膜，P+-CuAB2(其中 A = Ga、Al，B = Se、S)薄膜电阻率为 0. 1 Ω · cm-0. 5 Ω · cm，厚度为 50-100nm ；p_Cu (In，A)化(其中 A = Ga,Al,B = Se,S)薄膜电阻率为 0. 1 Ω ·cm-0. 5 Ω .cm， 厚度为400-500nm ；再往上部分结构为i_ZnO薄膜方块电阻为1 X IO6 Ω / □ -1 X IO8 Ω / □， 薄膜厚度为50-100nm ；最顶部结构为SiO Al薄膜。薄膜厚度为200-300nm，电阻率为 0. 3 Ω · cm-0. 5 Ω .cm。最后在SiO: Al薄膜蒸镀镍铝上电极。实例2:如图2所示的新型太阳电池主要包括上电池和下电池，本实例的原理和结构同实例1基本相同，主要的区别在于下电池部分。下电池采用P型多晶硅片，硅片电阻率为 0.5 Ω - cm-3. 0 Ω · cm，厚度为200 μ m。多晶硅片一面蒸镀镍铝作为背电极，另一面通过磷扩散，得到η型硅，厚度为100-150nm，方块电阻为40-80 Ω / 口。上电池部分的结构与实例 1相同。
权利要求1.新型硅/铜铟硒太阳电池结构其特征在于该新型太阳电池分为上电池和下电池， 上电池为铜铟硒电池，下电池为硅电池，上电池沉积于下电池表面。
2.根据权利要求1所述的新型硅/铜铟硒太阳电池结构，其特征是下电池包括背电极、 P-Si和n-Si，并在n-Si沉积ρ-Si表面。
3.根据权利要求1所述的新型硅/铜铟硒太阳电池结构，其特征是上电池包括Ii+-ZnO 薄膜、P+-CUA&薄膜、Cu(In，A)4薄膜、i-ZnO薄膜、Ζη0:Α1薄膜和镍铝上电极。其中n+-ZnO 薄膜沉积于n-Si表面，P+-CuAB2和p-Cu (In，A)B2薄膜分别先后沉积于n+-ZnO薄膜表面， i-ZnO薄膜沉积于p-Cu (In, A) B2薄膜表面，其中A为fei或Al，B为k或S，SiO: Al薄膜沉积于i-ZnO薄膜，最后在&ι0:Α1薄膜蒸镀镍铝上电极。
4.根据权利要求1或2所述的新型硅/铜铟硒太阳电池结构，其特征是下电池采用ρ 型多晶硅片，硅片电阻率为0.5 Ω - cm-3. 0 Ω .cm，厚度为200 μ m，多晶硅片一面蒸镀镍铝作为背电极，另一面通过磷扩散得到η型硅。
5.根据权利要求1或2所述的新型硅/铜铟硒太阳电池结构，其特征是下电池采用钼导电玻璃为基体沉积的P-Si，然后在P-Si表面沉积为η-Si，方块电阻为40-80 Ω / 口。
专利摘要本实用新型涉及太阳电池、器件物理等领域。目的是在于解决了多晶硅生产工艺复杂，能耗高以及铜铟硒薄膜太阳电池的稳定性差等问题。提高太阳电池的光电性能。结合多晶硅电池和铜铟镓硒(Cu(In，Ga)Se2简称CIGS)薄膜太阳能电池特点，通过多种薄膜工艺制备出多晶硅/铜铟硒新型太阳电池，其光电转换效率高于多晶硅电池和铜铟镓硒薄膜太阳电池。本实用新型新型太阳电池具有低成本，高的稳定性，长的使用寿命，以及较高光电转换效率，具有比较好的开发价值。
文档编号H01L31/06GK202034374SQ201120029030
公开日2011年11月9日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者李清华, 李 禾, 王应民, 王萌, 程泽秀 申请人:南昌航空大学