一种双层tco的cigs太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种双层TC0的CIGS太阳能电池。
【背景技术】
[0002]太阳能电池的种类众多，而CIGS (铜铟镓砸)薄膜太阳能电池拥有高转换效率及发展潜力而受到瞩目，目前CIGS(铜铟镓砸)薄膜太阳能电池最高转换效率由美国再生能源实验室(NREL)所创造，其效率已达20%。CIGS(铜铟镓砸)薄膜太阳能电池发展至今其组件结构大致件由上电极(AL/Ni)、光窗层(ΑΖ0低阻和ZnO高阻)、缓冲层(CdS)、吸收层(CIGS)、背电极(Mo/NaMo)与基板(GLASS)所组成；传统光窗层主要是以ΑΖ0(锌铝氧化物)靶材利用真空直流磁控溅射镀膜而成。本产品的开发利用两层较薄的透明导电膜(TC0)取代用一层较厚的ΑΖ0薄膜的电池设计，使用磁控溅射镀膜技术来制备双层光窗层薄膜，从而形成新型双层TC0的CIGS薄膜太阳能电池结构。
[0003]透明导电薄膜(TC0)由于具有优良的光透性和导电性能，可用于CIGS薄膜太阳能电池的前电极材料和窗口层材料，传统的透明导电材料(TC0)属于结晶型材料如ΙΤ0及ΑΖ0等材料。比如掺铝氧化锌(ΑΖ0)虽然价格便宜，但由于ΑΖ0薄膜电阻较高，要达CIGS电池所需的电阻，一般ΑΖ0薄膜须要lOOOnm的厚度，因此一般可见光(550nm波长)光透率都小于82%，在长波长的红外光波段(800-1200nm波长)，透光度更是大幅降低(〈75%)，严重影响光的吸收及转换效率。传统的ΙΤ0具有可见光高透光及高导电的特性，但价格高昂且长波长区域透光性也不佳。非晶型的透明导电材料如ΙΖ0是最近发展的趋势，具有导电性佳、低温成膜、透光度佳、价格适中、薄膜热稳定性佳等优点，但由于是非晶态薄膜，在上电极丝印的过程中不易藉由晶界与金属进行扩散，使得两者间的接触电阻较高且不稳定。本产品的开发利用新型较薄的ΙΖ0薄膜替代传统较厚的ΑΖ0薄膜，进一步减小了光窗膜层厚度，不但提高了可见光和长波长光透性且也进一步提高了生产效率，同时新增一薄层结晶性透明导电膜层在ΙΖ0膜层之上如ΑΖ0或者ΙΤ0等来降低接触电阻、从而提高CIGS薄膜电池的转化效率。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种双层TC0的CIGS太阳能电池，其改变传统CIGS薄膜太阳能电池窗口层成分，采用双层较薄的透明导电膜层，形成新型薄膜电池结构，提高太阳光透过率，从而提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。
[0005]本实用新型是这样实现的，它包括增透保护层、上电极、光窗层一、光窗层二、光窗层三、缓冲层、主吸收层、下电极、阻障层、衬底，其特征在于，所述增透保护层、上电极、光窗层一、光窗层二、光窗层三、缓冲层、主吸收层、下电极、阻障层和衬底从上到下依次连接。
[0006]所述衬底优选不锈钢基板；所述阻障层优选T1、Cr、Mo、Si02S TiN ;所述下电极优选MoNa/Mo两层结构层；所述主吸收层优选CIGS ;所述缓冲层优选CdS ;所述光窗层三优选ZnO ;所述光窗层二优选ΙΖ0 ;所述光窗层一优选ΙΤ0或ΑΖ0 ;所述上电极优选Ag电极，所述增透保护层优选Si02S MgF 2。
[0007]所述增透保护层优选Si02时，其薄膜厚度为50-300nm，其折射率为1.44-1.46 ;所述增透保护层优选MgFJt，其薄膜厚度为50-300nm，其折射率为1.35-1.38。
[0008]所述上电极优选Ag电极时，其薄膜厚度为25-100um，电阻率小于5x10 5 Ω cm。
[0009]所述光窗层一优选ΙΤ0时，其薄膜厚度为25-150nm，折射率为1.9-2.1，所述光窗层一优选ΑΖ0时，其薄膜厚度为25-150nm，折射率为2.0-2.1。
[0010]所述光窗层二优选ΙΖ0时，其薄膜厚度为100-500nm，折射率为1.9-2.2 ;所述光窗层三优选ZnO时，其厚度为50-300nm，折射率为2.0-2.1。
[0011]所述缓冲层优选CdS时，其厚度为50-300nm，折射率为2.2-2.6。
[0012]所述主吸收层优选CIGS时，其厚度为500-3000nm。
[0013]所述下电极优选MoNa/Mo双层结构层时，其MoNa的厚度为50_300nm，Mo的厚度为 100-500 nm。
[0014]所述阻障层优选Ti时，其厚度为25-200nm ;所述阻障层优选Cr时，其厚度为25-200nm，所述阻障层优选Mo时，其厚度为25_200nm ;所述阻障层优选TiN时，其厚度为25_200nmo
[0015]本实用新型的技术效果是:本实用新型采用的双层透明导电膜层，是在传统工艺基础上减少了膜层厚度，大大提高产率，降低膜层阻值，提高光透性能，及降低银电极与透明导电膜间的接触阻抗，从而提高薄膜电池的光电转换效率。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构示意图。
[0017]在图中，1.增透保护层2、上电极3、光窗层一 4、光窗层二 5、光窗层三6、缓冲层
7、主吸收层8、下电极9、阻障层10、衬底。
【具体实施方式】
[0018]结合图1来具体说明本实用新型，所述增透保护层(1)、上电极(2)、光窗层一(3)、光窗层二(4)、光窗层三(5)、缓冲层(6)、主吸收层(7)、下电极(8)、阻障层(9)和衬底(10)从上到下依次连接。
[0019]所述衬底(10)优选不锈钢基板；所述阻障层(9)优选T1、Cr、Mo, Si02S TiN ;所述下电极(8)优选MoNa/Mo两层结构层；所述主吸收层(7)优选CIGS ;所述缓冲层(6)优选CdS ;所述光窗层三(5)优选ZnO ;所述光窗层二(4)优选ΙΖ0 ;所述光窗层一(3)优选ΙΤ0或ΑΖ0 ;所述上电极(2)优选Ag电极，所述增透保护层(1)优选Si02S MgF 2。
[0020]所述增透保护层(1)优选S1Jt，其薄膜厚度为50-300nm，其折射率为1.44-1.46 ;所述增透保护层(1)优选MgF2时，其薄膜厚度为50-300nm，其折射率为1.35-1.38。
[0021]所述上电极(2)优选Ag电极时，其薄膜厚度为25-100um，电阻率小于5x10 5Ωοιι。
[0022]所述光窗层一(3)优选ΙΤ0时，其薄膜厚度为25-150nm，折射率为1.9-2.1，所述光窗层一(3)优选ΑΖ0时，其薄膜厚度为25-150nm，折射率为2.0-2.1。
[0023]所述光窗层二(4)优选ΙΖ0时，其薄膜厚度为100-500nm，折射率为1.9-2.2 ;所述光窗层三(5)优选ZnO时，其厚度为50-300nm，折射率为2.0-2.1。
[0024]所述缓冲层(6 )优选CdS时，其厚度为50-300nm，折射率为2.2-2.6。
[0025]所述主吸收层(7)优选CIGS时，其厚度为500-3000nm。
[0026]所述下电极(8)优选MoNa/Mo双层结构层时，其MoNa的厚度为50_300nm，Mo的厚度为 100-500 nm。
[0027]所述阻障层(9)优选Ti时，其厚度为25-200nm ;所述阻障层(9)优选Cr时，其厚度为25-200nm，所述阻障层(9)优选Mo时，其厚度为25_200nm ;所述阻障层(9)优选TiN时，其厚度为25-200nm。
[0028]在镀膜前，不锈钢衬底(10)部分需要进行预处理，包括除静电、离子束轰击、加热脱气处理等。
[0029]以真空抽气系统将溅镀腔体背景压力抽至0.7X 10 5-0.9X 10 5 torr后，利用氩气当作工作气体，透过节流阀将通入氩气控制