太阳电池器件的背电极及其制备方法以及太阳电池器件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种太阳电池器件的背电极及其制备方法以及太阳电池器件。该太阳电池的背电极包括金属导电层和层叠于所述金属导电层上的氧化铝钝化层，所述氧化铝钝化层上具有多个纳米尺寸的孔洞。金属导电层作为太阳电池器件的“+”极，收集并传输电流。氧化铝钝化层抑制表面载流子复合，多个纳米孔洞形成电流通道，收集和导通电流，这种复合结构的背电极既发挥了氧化铝钝化层的钝化作用，又不妨碍光生电流的通过，达到降低界面缺陷态密度，降低光生载流子的表面复合速率，提高太阳电池器件的光电转化效率的效果。
【专利说明】太阳电池器件的背电极及其制备方法以及太阳电池器件
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏器件【技术领域】，特别是涉及一种用于太阳电池器件的背电极及其制备方法以及太阳电池器件。
【背景技术】
[0002]目前，在常规薄膜太阳电池器件中的背电极一般为金属薄膜导电层，如金属钥(Mo)导电层，这种金属背电极具有较好的导电性能，P型半导体薄膜光吸收层层叠于金属背电极上，金属背电极与P型半导体薄膜光吸收层接触，作为电池的“ + ”极。
[0003]然而，金属背电极与P型半导体薄膜光吸收层界面处存在很高的由界面原子不饱和悬挂键和界面材料晶格失配导致的缺陷态密度，这些大量存在的缺陷能级是载流子发生复合的通路。电子作为P型半导体中的少子，当出现在这一界面附近时，很容易被缺陷能级俘获，通过缺陷能级跃迁到价带与空穴复合，降低了载流子收集效率，从而降低太阳电池器件的光电转化效率而影响薄膜太阳电池器件的性能。据报道，铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池中，CIGS薄膜光吸收层和金属Mo背电极的界面复合速率(SRV)高达IO3~106cm/s，严重降低了太阳电池器件的光电转化效率。
[0004]并且，随着光吸收层厚度的减薄，这一金属Mo背电极界面更靠近光吸收层中的光吸收区域，更多的光生载流子对在界面附近产生，从而通过缺陷能级发生复合，因此，常规的金属背电极形式制约了薄膜太阳电池器件的光吸收层厚度往更薄方向发展。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要提供一种能够提高光电转化效率的太阳电池器件的背电极及其制备方法。
[0006]进一步，还提供一种使用上述背电极的太阳电池器件。
[0007]—种太阳电池器件的背电极，包括金属导电层和层叠于所述金属导电层上的氧化铝钝化层，所述氧化铝钝化层上具有多个纳米尺寸的孔洞。
[0008]在其中一个实施例中，多个所述纳米尺寸的孔洞呈周期阵列排布。
[0009]在其中一个实施例中，每个所述纳米尺寸的孔洞的形状为圆柱形，该圆柱形的孔径为山相邻两个所述纳米尺寸的孔洞的横截面的几何中心的距离为L，太阳电池器件的光吸收层的厚度为t，载流子在所述光吸收层的扩散长度为k，所述L、t和k满足:
【权利要求】
1.一种太阳电池器件的背电极，其特征在于，包括金属导电层和层叠于所述金属导电层上的氧化铝钝化层，所述氧化铝钝化层上具有多个纳米尺寸的孔洞。
2.根据权利要求1所述的太阳电池器件的背电极，其特征在于，多个所述纳米尺寸的孔洞呈周期阵列排布。
3.根据权利要求1所述的太阳电池器件的背电极，其特征在于，每个所述纳米尺寸的孔洞的形状为圆柱形，该圆柱形的孔径为d，相邻两个所述纳米尺寸的孔洞的横截面的几何中心的距离为L，太阳电池器件的光吸收层的厚度为t，载流子在所述光吸收层的扩散长度为k,所述L、t和k满足: (―L--)<V^2-t2。 2 2
4.根据权利要求3所述的太阳电池器件的背电极，其特征在于，0.1ymS 2μπι。
5.根据权利要求3所述的太阳电池器件的背电极，其特征在于，0.5 μ m < L < 10 μ m。
6.根据权利要求1所述的太阳电池器件的背电极，其特征在于，所述金属导电层的厚度为0.1微米~2微米。
7.根据权利要求1所述的太阳电池器件的背电极，其特征在于，所述氧化铝钝化层的厚度为5纳米~100纳米。
8.一种太阳电池器件的背电极的制备方法，包括如下步骤: 采用磁控溅射制备金属导电层； 在所述金属导电层的一个表面上涂覆光刻胶，曝光显影后在所述金属导电层的表面上形成光刻胶膜岛； 采用原子层沉积工艺在形成有所述光刻胶膜岛的金属导电层的表面上沉积氧化铝钝化层；及 除去所述光刻胶膜岛，在所述氧化铝钝化层上形成多个纳米尺寸的孔洞，得到太阳电池器件的背电极。
9.一种太阳电池器件，包括依次层叠的衬底、背电极、光吸收层、缓冲层、窗口层和透明电极层，其特征在于，所述背电极包括层叠于所述衬底上的金属导电层和层叠于所述金属导电层上的氧化铝钝化层，所述氧化铝钝化层上具有多个纳米尺寸的孔洞。
10.根据权利要求9所述的太阳电池器件，其特征在于，所述光吸收层为铜铟镓硒薄膜光吸收层、铜锌锡硫薄膜光吸收层、铜锌锡硒薄膜光吸收层或碲化镉薄膜光吸收层。
【文档编号】H01L31/18GK103474484SQ201310423223
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】宋秋明, 李朝晖, 谭兴, 顾光一, 陈旺寿, 肖旭东 申请人:深圳先进技术研究院, 香港中文大学