专利名称：高效光电转换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光电转换制品制造领域，涉及一种光电转换装置，特别涉及一种 高效光电转换装置。
背景技术：
普照大地的太阳光中蕴涵着无限的能量，随着人们对环境保护的重视以及石油等能源价 格的飚升，寻找可代替的能源成为当今社会的焦点，太阳能作为一种清洁的、没有任何污染 的绿色能源，以及太阳能发电做为动力供应主要来源之一的可能性，已日益引起人们关注。
中国专利公开说明书CN03120662. X公开了一种光电转换装置及其制造方法，涉及一种可 以提高晶体硅类半导体和非晶体硅类半导体的界面特性，改善结合特性的光电转换装置。这 种光电转换装置具有一种导电型的导入有杂质的晶体类半导体，形成在所述导电型晶体类半 导体上的、基本上为真正的非晶体类半导体薄膜，以及形成在这种基本上为真正的非晶体类 半导体薄膜上的、同种导电型的导入有杂质或其他种导电型杂质的非晶体类半导体薄膜，而 且在由所述晶体类半导体和基本上为真正的非晶体类半导体薄膜形成的界面处，还使减少所 述基本上为真正的非晶体类半导体薄膜的平均配位数目用的原子浓度比主体中的浓度高。但 其制造方法复杂，生产成本较高。
中国专利200610082461. 3提供了一种光电转换装置，其中漏电流得到抑制。这种光电转 换装置包括衬底上的第一电极；第一电极上的光电转换层，该光电转换层包括具有一种导 电性的第一导电层、第二半导体层以及具有与第一半导体层的导电性相反导电性的第三半导 体层，其中第一电极的末端部分覆盖有第一半导体层；在第三半导体层之上提供绝缘薄膜， 在该绝缘薄膜之上提供与第三半导体薄膜电连接的第二电极，该绝缘薄膜位于第三半导体薄 膜和第二电极之间，且其中位于光电转换层区域中的第二半导体层的一部分和第三半导体层 的一部分被去除，该区域没有覆盖绝缘薄膜。
中国专利公开说明书CN200480004033. 8提供了一种薄膜光电转换装置，特别是提供一种 集成化薄膜光电转换装置，它在包含结晶硅光电转换单元的薄膜光电转换装置中，通过不使 开放端电压和填充因数变小来改善光电转换效率。该薄膜光电转换装置，是在透明基板一侧
的主面上至少把透明电极膜、结晶硅光电转换单元和背面电极膜顺序形成的薄膜光电转换装覽，形成所述结晶硅光电转换单元后，在其表面的一部分上具有白浊变色区域。所述白浊变 色区域最好是小于或等于光电转换区域面积的5%。而且最好是制成集成化薄膜光屯转换装 置。然而，该装置之主要缺点是光电转化率不卨。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种简单、高光电转化率的光电转换装置，以克服现有光电转 换装置存在的缺陷。
本实用新型的一个显著特点是本实用新型涉及的光电转换装置的衬底的表面和/或底 面为凹凸形状结构，以致该装置能最大范围地吸收光量，可大幅度地提高其光电转换效率。
本实用新型的另一个显著特点是本实用新型涉及的光电转换装置由多个具有不同能带 隙的光吸收区串联式组成，以致该装置能吸收各种不同波长的太阳光/能，可大幅度地提高其 光电转换效率。
本实用新型所涉及的光电转换装置的衬底的底面和/或表面具有凹凸形状结构，在该 衬底的表面或底面覆有金属背电极层、过渡层、透明导电层、能带隙约等于0. 67eV的单层或 多层叠合式光吸收区l、透明缓冲层、透明导电层、能带隙约等于1. 25eV的单层或多层叠合 式光吸收区2、透明缓冲层、能带隙大于等于1. 8eV的单层或多层叠合式光吸收区3、透明缓 冲层、透明导电层、集电栅/电极和/或减反射膜层。
所述的衬底的厚度为0. 1微米 10毫米，凹凸深度或高度为0纳米 25微米、间距为 10纳米 25微米；其材料选自高分子材料、高分子材料基混合物、高分子材料基复合物、高 分了，材料/金属层合物、硅、陶瓷、玻璃或金属材料制成的箔、膜、片或板块。
本实用新型所涉及的光电转换装置的金属背电极层的厚度为0.01 10微米其材 料选自钼、镍、铌、铜、铝、含钠碱金属或它们中两种或两种以上的合金。所述的过渡层 的厚度为10 200纳米；其材料选自氧化锌或硫化锌。
本实用新型所涉及的光电转换装置的光吸收区的厚度分别为30纳米 10微米；其 中，光吸收区l的基材包括钠、镓、铟、磷中的一种和/或多种元素组成的化合物,光吸收区 2的基材包括钙、锆、锌、铜、硒、硫、第TTTA族、第VA族元素中的一种和/或多种元素组 成的化合物，光吸收区:3的基材包括锗、铟、氮中的一种和/或多种元素组成的化合物。
本实用新型所涉及的光电转换装置的透明缓冲层的厚度为10 300纳米；其材料选自IT0、氧化锌或硫化锌。所述的透明导电层的厚度为10 200纳米；其材料选自透明导电 高分子材料、透明导电高分子材料基混合物、Al、 ITO、氧化锌、硫化锌中的一种或多种。
本实用新型所涉及的光电转换装置的集电栅/电极的厚度为0. 3微米 3毫米其材 料选自Ni， Al、银中的一种或多种。
附图是本实用新型所涉及的 一种高效光电转换装置示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如附图所示，本实用新型实施例包括光电转换装置的衬底(1)，金属背电极层 (2),过渡层(3)、能带隙大于等于0.67eV的单层或多层叠合式光吸收区l (4)，透明缓冲 层(5),能带隙约等于1.25eV的单层或多层叠合式光吸收区2 (6)，透明缓冲层(7)，能带 隙大于等于1. 8eV的单层或多层叠合式光吸收区3 (8),透明缓冲层(9)，透明导电层(10), 集电栅/电极(11)，减反射膜层(12),衬底(1)的凹凸深度或高度(h)，衬底(1)的凹 凹、凸凸或凹凸间距(b),衬底(1)的厚度(t)。
实施例
参照附图如附图所示的实施例的光电转换装置的衬底(1)具有凹凸形状结构， 该光电转换装由衬底(1)，金属背电极层(2)，过渡层(3)，能带隙大于等于0. 67eV的单层 或多层叠合式光吸收区(4),透明缓冲层(5)，能带隙约等于1. 25eV的单层或多层叠合式光 吸收区2 (6),透明缓冲层(7),能带隙大于等于L 8eV的单层或多层叠合式光吸收区3 (8), 透明缓冲层(9),透明导电层(10),集电栅/电极(11),减反射膜层(12)组成。衬底(1) 的凹凸形状结构的凹凸深度或高度为(h)，凹凹、凸凸或凹凸间距为(b)，衬底(1)的 厚度为(t)。
太阳光(未图示)从光电转换装置的减反射膜层(12)表面射入，依次穿过光电转换装 置的透明导电层1 (10),透明缓冲层(9),光吸收区3 (8),透明缓冲层(7),透明导 电层(10),光吸收区2 (6),透明缓冲层(5),透明导电层(10),光吸收区l (4)，过渡层(3),被过渡层(3)反射重返入光吸收区(4)，在透明导电层(10),集电栅/电极(11), 金属背电极层(2)以及光吸收区l (4,6,8)，集电栅/电极(11)协同作用下，光电转换装 置得以产生电能。
权利要求1、一种高效光电转换装置，其特征在于该装置的衬底的底面和/或表面具有凹凸形状结构，在该衬底的表面或底面覆有金属背电极层、过渡层、能带隙大于等于0.67eV的单层或多层叠合式光吸收区、透明缓冲层、透明导电层、能带隙约等于1.25eV的单层或多层叠合式光吸收区、透明缓冲层、透明导电层、能带隙大于等于1.8eV的单层或多层叠合式光吸收区、透明缓冲层、透明导电层、集电栅/电极和/或减反射膜层。
2、 根据权利要求1所述的高效光电转换装置，其特征在于所述的衬底的厚度 为0. 1微米 10毫米，凹凸深度或高度为10纳米 25微米、间距为10纳米 25微米。
3、 根据权利要求1所述的高效光电转换装置，其特征在于所述的金属背电 极层的厚度为0.01 10微米。
4、 根据权利要求1所述的高效光电转换装置，其特征在于所述的过渡层的 厚度为10 200纳米。
5、根据权利要求1所述的高效光电转换装置，其特征在于所述的光吸收区的 厚度分别为30纳米 10微米。
6、根据权利要求1所述的高效光电转换装置，其特征在于所述的透明缓冲 层的厚度为10 300纳米。
7、 根据权利要求1所述的高效光电转换装置，其特征在于所述的透明导电层 的厚度为10 200纳米。
8、 根据权利要求1所述的高效光电转换装置，其特征在于所述的集电栅的厚 度为0.3微米 3毫米。
专利摘要本实用新型涉及一种光电转换装置，该装置的衬底的底面和/或表面具有凹凸形状结构，在该衬底的表面或底面覆有金属背电极层、过渡层、能带隙大于等于0.67eV的单层或多层叠合式光吸收区3、透明缓冲层、透明导电层、能带隙约等于1.25eV的单层或多层叠合式光吸收区2、透明缓冲层、透明导电层、能带隙大于等于1.8eV的单层或多层叠合式光吸收区3、透明缓冲层、透明导电层、集电栅/电极和/或减反射膜层。
文档编号H01L27/142GK201138662SQ20072009819
公开日2008年10月22日 申请日期2007年11月28日 优先权日2007年11月28日
发明者刘文韬, 刘津平, 霞 高 申请人:霞 高