一种黄铜矿型薄膜光伏电池及其制作方法_2

文档序号:8906831阅读:来源:国知局
锌镁氧化物中的一种或两种以上。所述缓冲层的形成可采用化学水浴法、磁控溅射法、真空蒸镀法或MOCVD 法。
[0030]所述透明导电窗口层选用银基透明导电膜、氧化铟掺杂锡、氧化锌掺杂铝、氧化锌掺杂镓、氧化锌掺杂铟、氧化锡掺杂氟或氧化锡掺杂锑中的一种或两种以上透明导电膜。
[0031]在缓冲层与透明导电窗口层之间可插入一层本征氧化锌膜层或一层具有高电阻率的掺杂氧化锌膜层,所述掺杂氧化锌膜层电阻率不小于0.0SQcm,同时不大于95Qcm。
[0032]进一步的,还包括减反射膜层,所述减反射膜层覆盖所述透明导电窗口层。
[0033]所述减反射膜可由一层或多层组成;减反射膜层可由一层氟化镁组成,或由折射率大于1.80的第一材料层和折射率小于1.70的第二材料层组成,或者由其他适用于减反射膜层的材料组成。
[0034]与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0035]1、使用包含有 0.l-15wt % 的 NaB1jP 85-99.9wt % 的 Cu-1n-Ga 的溅射靶材溅射沉积含有NaB13的合金膜层,或者使用包含有0.l-18wt%的NaB1 3和82-99.9被%的Cu-Ga的溅射靶材溅射沉积含有NaB13的合金膜层,使其对CIGS基薄膜光伏材料的光吸收层进行钠掺杂,此种方法可以使光吸收层的钠掺杂量实现精确控制,有利于光吸收膜层的晶粒生长,在砸化和/或硫化热处理过程促进光吸收层黄铜矿结构的生长。
[0036]2、使用包含有 0.l-15wt % 的 NaB1jP 85-99.9wt % 的 Cu-1n-Ga 的溅射靶材溅射沉积含有NaB13的合金膜层,或者使用包含有0.l-18wt%的NaB1 3和82-99.9被%的Cu-Ga的溅射靶材溅射沉积含有NaB13的合金膜层,使其对CIGS基薄膜光伏材料的光吸收层进行钠掺杂,此溅射沉积方法与光吸收层的预制层的形成工艺相匹配,可降低制造成本。
[0037]3、使用包含有 0.l-15wt % 的 NaB1jP 85-99.9wt % 的 Cu-1n-Ga 的溅射靶材溅射沉积含有NaB13的合金膜层,或者使用包含有0.l-18wt%的NaB1 3和82-99.9被%的Cu-Ga的溅射靶材溅射沉积含有NaB13的合金膜层,使其对CIGS基薄膜光伏材料的光吸收层进行钠掺杂,此种钠掺杂方法不会出现Mo电极层与CIGS光吸收层之间粘结不牢固的问题,使背电极层与光吸收层可实现良好的欧姆接触,对降低电池的串联电阻起到积极的作用。
[0038]4、使用包含有 0.l-15wt % 的 NaB1jP 85-99.9wt % 的 Cu-1n-Ga 的溅射靶材溅射沉积含有NaB13的合金膜层,或者使用包含有0.l-18wt%的NaB1 3和82-99.9被%的Cu-Ga的溅射靶材溅射沉积含有NaB13的合金膜层,使其对CIGS基薄膜光伏材料的光吸收层进行钠掺杂,此种钠掺杂方法使光吸收层经过砸化或硫化处理之后,在其表面不会出现斑点,不会对其外观质量产生不利影响。
[0039]5、使用包含有 0.l-15wt % 的 NaB1jP 85-99.9wt % 的 Cu-1n-Ga 的溅射靶材溅射沉积含有NaB13的合金膜层,或者使用包含有0.l-18wt%的NaB1 3和82-99.9被%的Cu-Ga的溅射靶材溅射沉积含有NaB13的合金膜层,使其对CIGS基薄膜光伏材料的光吸收层进行钠掺杂,此钠掺杂方法不会引入对光吸收层有害的元素,避免光吸收层性能受到不利的影响。
[0040]以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明;但本发明的一种黄铜矿型薄膜光伏电池及其制作方法不局限于实施例。
【附图说明】
[0041]图1是本发明铜铟镓砸薄膜太阳能电池的一种结构示意图;
[0042]图2是本发明的复合膜层的一种结构示意图;
[0043]图3是本发明的复合膜层的另一种结构示意图;
[0044]图4是本发明的复合膜层的再一种结构示意图;
[0045]图5是本发明铜铟镓砸薄膜太阳能电池的另一种结构示意图。
【具体实施方式】
[0046]在此先定义,本发明中的原子百分比含量在整个说明书中都用“at % ”表示,重量百分比含量在整个说明书中都用“wt% ”表示;本发明中的Cu-1n-Ga表示铜铟镓组成,Cu-Ga表示铜镓组成;含有NaB13的合金膜层是指含有NaB1 3的Cu-1n-Ga膜层或含有NaB1j^ Cu-Ga膜层;在本发明的整个说明书及权利要求中都是如此。
[0047]正如众所周知的,在基板上沉积光伏材料,光伏材料的晶粒生长受益于钠物质的存在。然而,已经知道,对CIGS光吸收层的钠掺杂有多种形式:如可直接使用钠钙玻璃作为基板,在砸化过程中玻璃基板中的钠扩散进入CIGS光吸收层,完成对CIGS光吸收层的钠掺杂,由钠钙玻璃基板供给钠物质给CIGS光吸收层的量不能实现精确控制,过量的钠掺杂将会引起光伏材料结晶的晶粒结构劣化从而导致电池的开路电压降低、短路电流降低、串联电阻升高;有的在背电极层中掺杂含碱的化合物,有的在背电极层上使用湿法沉积一层含钠物质层,有的在光吸收层的预制层上使用湿法沉积一层含钠物质层,这些掺杂方式可以实现对CIGS光吸收层碱掺杂量的精确控制,但是这些碱掺杂方式有的会使工序复杂化,有的会影响膜层之间的粘结牢固性,有的会使背电极层与光吸收层的欧姆接触恶化,有的会引入一些别的有害元素影响CIGS光吸收层的性能。
[0048]根据本发明的实施方式,在形成CIGS或CIGSS化合物材料期间,使用包含有0.1-15?七%的NaB1jP 85-99.9?七%的Cu-1n-Ga的溅射靶材溅射沉积含有NaB1 3的合金膜层,或者使用包含有0.1-18被%的NaB1jP 82-99.9被%的Cu-Ga的溅射靶材溅射沉积含有NaB13的合金膜层,使其对CIGS基薄膜光伏材料的光吸收层进行钠掺杂,可以促进多晶黄铜矿结构颗粒生长。本发明的实施方式可以实现对CIGS光吸收层的钠掺杂量的精确控制,在受控掺杂浓度下的钠离子帮助黄铜矿颗粒以相对大尺寸生长可以达到几微米。本发明的实施方式在对CIGS光吸收层进行钠掺杂的时,不引入对光吸收层有害元素,同时使用溅射工艺沉积使之与CIGS光吸收层的预制层的沉积工艺相匹配,不会造成制作工序复杂化,也不会使背电极层与光吸收层之间的层间粘结性能下降,使得背电极层与光吸收层可以实现良好的欧姆接触。
[0049]本发明的一种黄铜矿型薄膜光伏电池及其制作方法,可以在背电极层上沉积一层含有NaB1j^ Cu-1n-Ga合金膜层或含有NaB1 3的Cu-Ga合金膜层,接着在合金膜层上形成CIGS光吸收层的预制层;也可以在CIGS光吸收层的预制层上沉积一层含有NaBi0j9Cu-1n-Ga合金膜层或含有NaB1j^ Cu-Ga合金膜层;或者是当CIGS光吸收层的预制层由多层膜组成时,在预制层当中插入一层含有NaB1j^Cu-1n-Ga合金膜层或含有NaB1 3的Cu-Ga合金膜层。
[0050]以下通过几个具体实施例来说明本发明的一种黄铜矿型薄膜光伏电池及其制作方法。以下涉及的实施例,均是在干净的衬底表面上依次沉积上各膜层。
[0051]实施例1
[0052]参见图1所示,本发明的一种黄铜矿型薄膜光伏电池,制作时,在一衬底为钠钙玻璃11上采用磁控溅射沉积50nm的氧化硅膜层12 (即电介质材料层);接着在氧化硅膜层12上采用磁控溅射沉积500nm的金属钼电极层13(即背电极层);接着在钼电极层13上采用磁控派射依次沉积含NaB1j^ Cu-1n-Ga合金膜层、铜铟镓金属预制层,使含NaB1 3的Cu-1n-Ga合金膜层与铜铟镓金属预制层组合形成的复合膜层的总厚度为700nm,使用含6被%的NaB1jP 94被%的Cu-1n-Ga靶材溅射沉积含NaB1 3合金膜层;然后将其放入到加热炉中进行砸化热处理,从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二砸含钠光吸收层14 ;在含钠光吸收层14上采用化学浴(CBD)方法沉积50nm的CdS膜层15作为缓冲层;在缓冲层15上采用脉冲直流派射沉积40nm的本征ZnO膜层16 ;在本征ZnO膜层16上采用磁控派射沉积800nmAZ0(Al掺杂ZnO)膜层17作为透明导电窗口层。
[0053]经过砸化热处理后,CIGS光吸收层14与背电极钼
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1