一种cigs薄膜太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能电池，特别涉及用于一种CIGS薄膜太阳能电池。
【背景技术】
[0002]铜铟镓砸(CIGS)薄膜太阳能电池具有低成本、高效率、稳定性好等优点，是公认的最具有发展和市场潜力的第二代太阳能电池。人们对其研究兴起于上个世纪八十年代初，经过三十多年发展，CIGS薄膜太阳能电池的理论研究以及制备工艺取得了可喜的成果。CIGS薄膜太阳能电池的最高实验室光电转化效率达到21.7%。柔性衬底的CIGS薄膜太阳能电池以可绕曲的金属箔或者聚合物箔为衬底，其在空间应用是比较理想的光伏器件。CIGS柔性薄膜太阳能电池不仅重量比功率高，而且可弯曲折叠，不怕碰摔，可以应用在很多特殊的场合，包括屋顶、衣服上、汽车顶部以及航空航天领域等等，具有广阔的应用范围和市场空间。
[0003]传统的CIGS薄膜光伏电池普遍采用ZnO:A1 (AZO)透明电极作为窗口层。制备过程多采用磁控溅射法制备，但是并不能完全避免窗口层薄膜在近红外波段的吸收损耗，而且使电池的制备工艺更加繁琐，不利于CIGS薄膜太阳能电池生产成本的降低。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术的不足，本实用新型提出一种CIGS薄膜太阳能电池，解决传统CIGS薄膜太阳能电池光电性能不理想问题。
[0005]本实用新型的技术方案为:
[0006]一种CIGS薄膜太阳能电池，整体依次由基底、阻挡层、钼背电极层、钼钠层、CIGS光吸收层、CdS缓冲层、本征氧化锌层和BZO导电窗口层叠合固为一体；在BZO导电窗口层上配置表面金属电极层。
[0007]表面金属电极层由银楽组成，其不透光，成网栅状结构分布在BZO导电窗口层表面。
[0008]基底为柔性不锈钢、铝、镍、铂或其合金的衬底，厚度为10-100 μπι ;或，基底为硬质玻璃或柔性玻璃衬底，其厚度为0.2-5mm。
[0009]阻挡层为铬或钛化钨合金，厚度为10-200nm。
[0010]钼背电极层作为整个CIGS薄膜太阳能电池的背电极，厚度是200-1500nm。
[0011]钼钠层厚度是10-300nmo
[0012]CIGS光吸收层在整个电池中作为P型电极，其厚度是1-3 μ m。
[0013]本征氧化锌层作为整个CIGS太阳能电池器件的N极，本征氧化锌层7的厚度为20-100nm。
[0014]CdS缓冲层作为CIGS薄膜太阳能电池的衬底，是连接CIGS光吸收层和本征氧化锌层之间的结构，起到缓冲的桥梁作用，其厚度30nm-50nm ;CIGS光吸收层与硫化镉缓冲层及本征氧化锌层形成PN结。
[0015]BZO导电窗口层作为整个CIGS太阳能电池的透明导电氧化物窗口层，厚度为100-1000nm。本实用新型的技术效果是:
[0016]本实用新型CIGS薄膜太阳能电池，优势在于，制备工艺简单，效率高、稳定性好，光电转化率高，在大规模生产上具有重要的意义，具有广阔的应用范围和市场空间。
【附图说明】
[0017]图1为CIGS薄膜太阳能电池的整体结构图。
[0018]图中:1、基体；2、阻挡层；3、钼背电极层；4、钼钠层；5、CIGS(铜铟镓砸)光吸收层；6、CdS(硫化镉)缓冲层；7、本征氧化锌层；8、BZ0(硼掺杂氧化锌)导电窗口层；9、表面金属电极层。
【具体实施方式】
[0019]本实用新型涉及一种CIGS薄膜太阳能电池，图1为CIGS薄膜太阳能电池的整体结构。依次包括基底1、阻挡层2、钼背电极层3、钼钠层4、CIGS光吸收层5、CdS缓冲层6、本征氧化锌层7和BZO导电窗口层8，固为一体。在BZO导电窗口层8上配置表面金属电极层9，表面金属电极层9由银浆组成，通过丝网印刷技术印刷在电池表面烧结形成，其不透光，成网栅状结构分布在BZO导电窗口层8表面。其中，基底I可为柔性不锈钢、铝、镍、铂或其合金的衬底，厚度为10-100 μ m，也可以为硬质玻璃，柔性玻璃衬底，其厚度为0.2-5_。阻挡层2为铬、钛化钨合金等，厚度为10-200nm，能有效的阻挡柔性金属基板I作为衬底时金属杂质对上层的CIGS光吸收层5扩散影响。钼背电极层3作为整个CIGS薄膜太阳能电池的背电极，厚度是200-1500nm。钼钠层4是钼钠预置层，其厚度是10_300nm。CIGS光吸收层5在整个电池中作为P型电极，其厚度是1-3 μ m。CdS (硫化镉)缓冲层6是连接CIGS光吸收层5和本征氧化锌(1-ΖηΟ)层7之间的中间层结构，调节带隙和晶格匹配，起到缓冲的桥梁作用，同时作为电池器件N极的组成部分；其厚度30nm-50nm。本征氧化锌(i_Zn0)层7作为整个CIGS太阳能电池器件的N极，本征氧化锌层7的厚度为20-100nm。CIGS光吸收层5与硫化镉缓冲层6及本征氧化锌层7形成太阳能电池的PN结。硼掺杂氧化锌导电窗口层(ΒΖ0导电窗口层)8作为整个CIGS太阳能电池的透明导电氧化物窗口层，硼掺杂氧化锌(BZO)窗口层，可将太阳能电池表面的入射光收集，减少因界面反射造成的损失，能保护电池内部结果的同时增加电池的光学性能，其厚度为100-1000nm。在导电窗口层8上配置表面金属电极栅线9。表面金属电极栅线9由银浆组成，通过丝网印刷技术印刷在电池表面烧结形成。主要作用就是收集表面的光生载流子，输出电子。因为它是不透光的，所以必须细小，成网栅状结构分布在导电窗口层8表面，减少串联电阻和效率损失。
【主权项】
1.一种CIGS薄膜太阳能电池，其特征在于:整体依次由基底、阻挡层、钼背电极层、钼钠层、CIGS光吸收层、CdS缓冲层、本征氧化锌层和BZO导电窗口层叠合固为一体；在BZO导电窗口层上配置表面金属电极层。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于:表面金属电极层由银浆组成，其不透光，成网栅状结构分布在BZO导电窗口层表面。3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于:基底为柔性不锈钢、铝、镍、铂或其合金的衬底，厚度为10-100 μ m:或，基底为硬质玻璃或柔性玻璃衬底，其厚度为0.2-5mm。4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于:阻挡层为铬或钛化钨合金，厚度为10_200nm。5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于:钼背电极层作为整个CIGS薄膜太阳能电池的背电极，厚度是200-1500nmo6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于:钼钠层厚度是10-300nm。7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于=CIGS光吸收层在整个电池中作为P型电极，其厚度是1_3 μ m。8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于:本征氧化锌层作为整个CIGS太阳能电池器件的N极，本征氧化锌层7的厚度为20-100nm。9.根据权利要求1、7或8所述的太阳能电池，其特征在于:CdS缓冲层作为CIGS薄膜太阳能电池的衬底，是连接CIGS光吸收层和本征氧化锌层之间的结构，起到缓冲的桥梁作用，其厚度30nm-50nm ;CIGS光吸收层与CdS缓冲层及本征氧化锌层形成PN结。10.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于:ΒΖ0导电窗口层作为整个CIGS太阳能电池的透明导电氧化物窗口层，厚度为100-1000nm。
【专利摘要】一种CIGS薄膜太阳能电池，依次包括基底、阻挡层、钼背电极层、钼钠层、CIGS光吸收层、CdS缓冲层、本征氧化锌层和BZO导电窗口层；在BZO导电窗口层上配置表面金属电极层。本实用新型CIGS薄膜太阳能电池制备工艺简单，效率高、稳定性好，光电转化率高，在大规模生产上具有重要的意义，具有广阔的应用范围和市场空间。
【IPC分类】H01L31/0352, H01L31/0224
【公开号】CN205122601
【申请号】CN201520761502
【发明人】朱登华, 赵联波, 王宝玉
【申请人】常德汉能薄膜太阳能科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年9月30日