本实用新型涉及一种太阳能电池,具体涉及的是一种半透明的薄膜太阳能电池结构。
背景技术:
将薄膜太阳能电池制成半透明器件用于汽车玻璃、楼宇玻璃、家装玻璃等方面,是目前比较重要的应用方向。半透明太阳能电池要求在让可见光通过的同时,隔断对人体有害的紫外线并吸收部分可见光和近红外光来发电。
目前,半透明的薄膜太阳能电池都是基于有机高分子材料的太阳能电池,然而,由于器件结构和透明电极的限制,现有半透明的薄膜太阳能电池的光电转换效率都普遍较低,并且稳定性较差,而且制造成本较高,不利于大规模推广应用。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种半透明的薄膜太阳能电池结构,解决现有的半透明的薄膜太阳能电池存在光电转换效率低、稳定性差、且制造成本高的问题。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:
一种半透明的薄膜太阳能电池结构,包括玻璃基板和叠加在该玻璃基板上的TCO导电玻璃层,还包括叠加在TCO导电玻璃层上的电阻缓冲层,采用水浴法涂覆在该电阻缓冲层上、且为N型结构的CdS薄膜,采用电镀法电镀在该CdS薄膜上、且为P型结构的CdTe薄膜,采用RF溅射法沉积在该CdTe薄膜上的ZnTe层,采用磁控溅射法沉积在该ZnTe层上的Cu层,采用磁控溅射法沉积在该Cu层上的Au层,以及同样采用磁控溅射法沉积在该Au层上的铜金合金层。
作为优选,所述CdS薄膜的厚度为50~100nm。
作为优选,所述CdTe薄膜的厚度为200~500nm。
作为优选,所述ZnTe层的厚度为20nm。
作为优选,所述Cu层的厚度为2nm。
作为优选,所述Au层的厚度为30nm。
与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
(1)本实用新通过设置N型结构的CdS薄膜和P型结构的CdTe薄膜,所构成的PN结可以吸收广泛波长的光,并高效产生电流和电压,然后通过设置的ZnTe层、Cu层、Au层和铜金合金层,可以使一定波长的光被反射回吸收层半导体(PN结)中,并使其他部分波长的光透过,从而实现了光线的透光及电流的传导。如此一来,本实用新型在实现发电的同时,还能使可见光透过,从而大幅提高了电池的光电转换效率和稳定性。
(2)本实用新型在TCO导电玻璃层与CdS薄膜之间设置了电阻缓冲层,可用于降低针孔效应或者弱二极管效应,令CdTe薄膜吸收层捕获吸收的光能增加,获得更多电子-空穴,并使这些电子-空穴的传递更加容易,进而使得太阳能电池能够具有更高的电流密度。
(3)本实用新型通过合理设计各层薄膜和金属层的厚度,在配合其结构设计后,可以进一步提高电池的光电转换效率和稳定性,使之性能和应用得到进一步的优化。
(4)本实用新型设计合理、制造成本低廉,具有广泛的应用前景,非常适合大规模推广应用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中,附图标记对应的名称为:
1-玻璃基板,2-TCO导电玻璃层,3-电阻缓冲层,4-CdS薄膜,5-CdTe薄膜,6-ZnTe层,7-Cu层,8-Au层,9-铜金合金层。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明,本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
如图1所示,本实用新型提供了一种半透明的薄膜太阳能电池,其包括依次叠加的玻璃基板1、TCO导电玻璃层2、电阻缓冲层3、CdS薄膜4、CdTe薄膜5、ZnTe层6、Cu层7、Au层8、铜金合金层9。所述的CdS薄膜4采用水浴法涂覆于电阻缓冲层3上,并且厚度为50~100nm;所述CdTe薄膜5采用电镀法电镀于CdS薄膜4上,并且厚度为200~500nm。CdS薄膜4和CdTe薄膜5在电池中形成PN结构(CdS薄膜4为N结,CdTe薄膜5为P结)。所述ZnTe层6采用RF溅射法沉积在CdTe薄膜5上;所述的Cu层7、Au层8、铜金合金层9都是透明的,并且均采用磁控溅射法沉积出来。上述ZnTe层6、Cu层7和Au层8的厚度分别为20nm、2nm和30nm。
本实用新型通过改进薄膜太阳能电池的结构,有效提高了光的透过率,使得电池的光电转换效率和稳定性得到大幅提升和增强,并降低了制造的成本,因此,本实用新型相比现有技术来说,具有实质性的特点和进步。
上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一,不应当用于限制本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色,其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的,均应当包含在本实用新型的保护范围之内。