专利名称：一种AlSb太阳电池结构的制作方法
一种AlSb太阳电池结构一所属技术领域本项发明所属领域为，新能源领域。 背景技术：
随着工业化进程步伐的不断加快，工业和日常生活对能源的消 耗不断加大；能源生产和石油化工行业的发展不能跟上整个世界经济 的发展步伐，造成能源供需矛盾越来越大，原油和成品油的价格居高 不下，严重制约各国经济的发展。能源消耗不断增大，对环境的破坏作用也越来越大。能源危机 和环境恶化已经成为当今世界不可回避的头等大事。为了解决能源和 环境问题，各国争相提出不同的解决方案.主要发达国家都以立法的 形式，减少和限制化石能源的消耗，鼓励可再生能源的开发。2005年3月，我国全国人大也颁布了可再生能源法，以法律的 形式鼓励节约能源、减少污染排放、增加对新能源的研发投入。在可再生能源中，将太阳光能直接转换成电能的太阳能电池是 可再生能源的最重要部分。我国光伏产业在国家大力支持下，得到了 迅猛发展，已经有企业的资产和产值超过亿元。目前在太阳电池产品中，95%以上的材料是单晶硅和多晶硅。这 两种产品的优点是转换效率高，寿命长；缺点是原材料成本和生产成
本高，使得产品售价高，限制了太阳电池的普及推广。下一代太阳电池的发展方向是薄膜型太阳电池电池。薄膜电池 是利用材料的面效应，而且薄膜的厚度一般为微米数量级，材料的消 耗远低于单晶和多晶硅电池。薄膜电池的制备面积很大，沉积技术成熟，产量巨大使得最终生产出的太阳电池产品的售价可以低于0. 5欧 元。目前在实验室研究和小规模工业化生产的薄膜太阳电池有CdTe 电池和CIS (铜铟硒)电池。CdTe电池具有转换效率高，制作工艺简 单而受到人们的高度重视，但Cd对人体有危害，在生产和使用过程 中会加大制造和使用成本。CIS电池要消耗大量的金属铟，而铟是最 稀缺的金属材料，目前全球的年产量大约200吨，其中大部分用于平 面显示器中，所以，CIS电池会因材料来源稀少而被制约，不可能大 批量生产。AlSb 二元化合物的能隙宽度为1. 6eV，可以吸收太阳光中可见光 光谱的98%， Al、 Sb都是大量生产和使用的金属材料，在生产和使 用中无毒，对环境友好，是比较理想的新型薄膜电池材料。
发明内容本发明的目的，是寻找一种新的AlSb薄膜太阳电池结构，可以 稳定的、大面积的、高效的进行光电转换。发明内容为AlSb太阳电池结构是玻璃/透明导电薄膜 /n-ZnS/p-AlSb/p-GaSb/Al 。
ZnS的带隙为3.7eV，对应截止波长为335nm，覆盖了太阳光辐 射强度高的短波范围，可以让太阳光中波长大于335nm以上的光通 过。AlSb带隙1.6eV，对应截止波长767nm，电池的响应波长范围在 335 767nm之间，这一波段是太阳光强分布的主要波段。ZnS的电子亲合势为2.8eV，带隙3.7eV， AlSb的电子亲合势为 3.6eV，带隙为1.6eV。 ZnS的费米能级在导带下方0.2~0.4eV位置， AlSb费米能级在价带上部0.2-0.3位置。因此，n-ZnS、 p-AlSb构成 的异质结不存在阻碍电子从n区向p区运动的导带势垒尖峰，也不存 在阻碍空穴从p区向n区运动的价带势垒尖峰。在AlSb和背电极金属之间加入一层p-GaSb薄膜。P-GaSb带隙 0.75eV， AlSb可以和p-GaSb生成Al"GaxSb相。Al可以和p-GaSb 生成AlxGai.xSb相，从而在电池的背表面,到一薄层，既可以吸收 AlSb吸收层不能吸收的短波光子，也可以实现金属背电极和AlSb之 间的欧姆接触。 四具体实施方式
实施例在玻璃表面用热沉积(CVD)溅射沉积一层透明导电薄膜，如ITO、 Sn02:F、 ZnO:Al等一种或几种的多层膜，作为AlSb电 池的透明前电极。用溅射方法在透明前电极材料上沉积ZnS，厚度在 0. 1 0.5微米;然后沉积p-AlSb薄膜，厚度为0.3 5微米；沉积一 层GaSb，厚度0. 1 0. 2微米；最后沉积一层Al金属背电极，厚度 为0.3 0.8微米。
权利要求
1.一种AlSb太阳电池结构，包括在透明导电玻璃上面首先沉积一层ZnS作为电池的窗口层；沉积p-AlSb薄膜作为入射光的吸收层；在AlSb上面沉积p-GaSb作为背接触层；最后沉积金属Al作为背金属电极层。
2. 如权利要求1所述的AlSb太阳电池结构，其特征是透明导电薄膜作为电池 的透明前电极。其中透明导电薄膜可以是ITO、 Sn02:F、 ZnO:Al的一种或几 种的多层膜。
3. 如权利要求l所述的AlSb太阳电池结构，其特征是ZnS薄膜作为电池的窗 口层，薄膜厚度在O. 1 0.5微米。
4. 如权利要求l所述的AlSb太阳电池结构，其特征是p-AlSb薄膜作为电池的 吸收层，厚度为0.3 5微米。
5. 如权利要求l所述的AlSb太阳电池结构，其特征是p-GaSb作为背接触过渡 层，厚度O. 1 0.2微米。
6. 如权利要求l所述的AlSb太阳电池结构，其特征是采用A1作为电池的背金 属电极，厚度为0.3 0.8微米。
全文摘要
一种AlSb太阳电池结构，本项发明所属域为新型能源。利用AlSb的1.6eV能隙宽度，可以充分的将太阳光能转换成电能。但AlSb的电子亲合势为3.6eV，难以找到合适的金属背电极来与之形成欧姆接触。本发明提出一种新的AlSb电池结构。在透明导电玻璃面上，沉积一层ZnS作为电池的窗口层，用p-AlSb作为入射光的吸收层，选用GaSb作为AlSb与背金属电极之间的过渡层，选用Al作为背金属电极。本发明提出的AlSb太阳电池结构，可以充分利用太阳光的335-767nm波段，有效解决AlSb与金属背电极的欧姆接触特性，从而获得高的填充因子和光电转换效率。
文档编号H01L31/0224GK101127372SQ200710050020
公开日2008年2月20日 申请日期2007年9月17日 优先权日2007年9月17日
发明者冯良桓, 张静全, 卫 李, 武莉莉, 蔡亚平, 郑家贵, 智 雷, 兵 黎 申请人:四川大学