一种柔性可弯曲CIGS薄膜太阳能电池的制作方法

本发明涉及薄膜太阳能电池技术领域，具体是一种柔性可弯曲cigs薄膜太阳能电池。

背景技术：

目前铜铟镓硒（cigs）薄膜太阳能电池正迅速发展，但多数为玻璃基底，柔性cigs薄膜太阳能电池刚刚开始，由于其质量轻，可折叠，可弯曲，便于携带，因此可以采用环绕式溅射沉积，有利于实现大规模生产，且显著的降低成本，可大量应用于便携式应急充电背包，光伏帐篷，光伏窗帘，光伏屋顶，太阳能汽车等具有广阔的应用空间，提高柔性cigs薄膜太阳能电池效率及寿命有利于我国光伏产业的持续健康发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种柔性可弯曲cigs薄膜太阳能电池，该电池不需要阻挡层、背电极较薄且具有较好的真空工艺相容性、后期高温硒化不变形、抗腐蚀、良好的化学稳定性等优点，另外多层膜结构与基底附着强度高，与cigs有良好的欧姆接触。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种柔性可弯曲cigs薄膜太阳能电池，包括柔性基底,柔性基底顶面由下至上依次层叠有背电极、cigs薄膜、缓冲层、高阻层、窗口层与减反层；

所述背电极包括由下至上依次层叠的合金膜层、znal膜层、降阻金属膜层、防腐蚀膜层与mo膜层；所述合金膜层为cual、cuzn、tial或ticu薄膜；所述降阻金属膜层为ti、al、ag或cu膜层；所述防腐蚀膜层为mon、moo、al2o3、tin或tion膜层；

所述缓冲层为zns或ins薄膜；

所述高阻层为本征zno薄膜；

所述窗口层为gzo或igzo薄膜；

所述减反层为mgf2或zns薄膜；

所述背电极中合金膜层的厚度为60～120nm、znal膜层的厚度为40～80nm、降阻金属膜层的厚度为20～40nm、防腐蚀膜层的厚度为15～60nm、mo膜层的厚度为55～75nm；

所述cigs薄膜的厚度为1300～2200nm；

所述缓冲层的厚度为40～120nm；

所述高阻层的厚度为40～120nm；

所述窗口层的厚度为600～900nm；

所述减反层的厚度为30～110nm。

进一步的，所述柔性基底采用聚合物基板或金属柔性基板。

本发明的有益效果是：

一、采用聚合物基板或金属柔性基板作为柔性基底，质量轻，可折叠，可弯曲，便于携带，因此可以采用环绕式溅射沉积，有利于实现大规模生产，且显著的降低成本。

二、背电极采用多层膜结构，合金膜层以及降阻膜层的加入可以有效提高背电极导电性能，znal膜层使合金膜层至降阻膜层有较好的结合力，减小整体背电极的薄膜内应力，降阻膜层可相对降低znal膜层至防腐蚀膜层的电阻率，防腐蚀膜层能够防止后期硒化过程中硒对合金膜层的腐蚀，mo膜层使得硒与mo反应适量并可控，并与作为吸收层的cigs薄膜形成良好的欧姆接触，有益cigs薄膜太阳能电池效率的提高，背电极减少了阻挡层和mo的层数，并降低了mo的厚度，背电极整体厚度降低，成本降低。

三、缓冲层为zns或ins薄膜，而非传统的cds，既降低成本同时又减少环境污染。

四、窗口层为gzo或igzo薄膜，相对传统的azo薄膜所需溅射的薄膜厚度更低且具有更好的导电性能和透过率。

五、减反层使得吸收层可以收集到更多的太阳光，提高电池的光吸收效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种柔性可弯曲cigs薄膜太阳能电池，包括柔性基底1，柔性基底1采用聚合物基板或金属柔性基板，聚合物基板可以是聚酰亚胺、聚苯并咪唑等，金属柔性基板可以是铁镍合金、钛箔、钼箔、铝箔、铜箔等；

柔性基底1顶面由下至上依次层叠有背电极2、cigs薄膜3、缓冲层4、高阻层5、窗口层6与减反层7；

所述背电极2包括由下至上依次层叠的合金膜层21、znal膜层22、降阻金属膜层23、防腐蚀膜层24与mo膜层25；所述合金膜层21为cual、cuzn、tial或ticu薄膜；所述降阻金属膜层23为ti、al、ag或cu膜层；所述防腐蚀膜层24为mon、moo、al2o3、tin或tion膜层；

所述缓冲层4为zns或ins薄膜；

所述高阻层5为本征zno薄膜；

所述窗口层6为gzo或igzo薄膜；

所述减反层7为mgf2或zns薄膜；

所述背电极2中合金膜层21的厚度为60～120nm、znal膜层22的厚度为40～80nm、降阻金属膜层23的厚度为20～40nm、防腐蚀膜层24的厚度为15～60nm、mo膜层25的厚度为55～75nm；

所述cigs薄膜3的厚度为1300～2200nm；

所述缓冲层4的厚度为40～120nm；

所述高阻层5的厚度为40～120nm；

所述窗口层6的厚度为600～900nm；

所述减反层7的厚度为30～110nm。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种柔性可弯曲CIGS薄膜太阳能电池，包括柔性基底,柔性基底顶面由下至上依次层叠有背电极、CIGS薄膜、缓冲层、高阻层、窗口层与减反层；背电极包括由下至上依次层叠的合金膜层、ZnAl膜层、降阻金属膜层、防腐蚀膜层与Mo膜层；合金膜层为CuAl、CuZn、TiAl或TiCu薄膜；降阻金属膜层为Ti、Al、Ag或Cu膜层；防腐蚀膜层为MoN、MoO、Al2O3、TiN或TiON膜层；缓冲层为ZnS或InS薄膜；高阻层为本征ZnO薄膜；窗口层为GZO或IGZO薄膜；减反层为MgF2或ZnS薄膜；该电池不需要阻挡层、背电极较薄且具有较好的真空工艺相容性、后期高温硒化不变形、抗腐蚀、良好的化学稳定性等优点。

技术研发人员：彭寿;姚婷婷;李刚;沈洪雪;彭赛奥;金克武;王天齐;杨扬;沈鸿烈;甘治平;马立云
受保护的技术使用者：中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司;南京航空航天大学
技术研发日：2018.12.27
技术公布日：2019.03.08