CN205122601U - 一种cigs薄膜太阳能电池 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种CIGS薄膜太阳能电池

技术领域

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

铜铟镓硒(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。

传统的CIGS薄膜光伏电池普遍采用ZnO：Al(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

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。

本实用新型的技术方案为：

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。

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。

基底为柔性不锈钢、铝、镍、铂或其合金的衬底，厚度为10-100μm；或，基底为硬质玻璃或柔性玻璃衬底，其厚度为0.2-5mm。

阻挡层为铬或钛化钨合金，厚度为10-200nm。

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。

钼钠层厚度是10-300nm。

CIGS光吸收层在整个电池中作为p型电极，其厚度是1-3μm。

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。

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。

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：

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

图1为CIGS薄膜太阳能电池的整体结构图。

图中：1、基体；2、阻挡层；3、钼背电极层；4、钼钠层；5、CIGS(铜铟镓硒)光吸收层；6、CdS(硫化镉)缓冲层；7、本征氧化锌层；8、BZO(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

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1可为柔性不锈钢、铝、镍、铂或其合金的衬底，厚度为10-100μm，也可以为硬质玻璃，柔性玻璃衬底，其厚度为0.2-5mm。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1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1-3μm。CdS(硫化镉)缓冲层6是连接CIGS光吸收层5和本征氧化锌(i-ZnO)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-ZnO)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(BZO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。

Claims (10)

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10-100μm：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200-1500nm。

6.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1-3μm。

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：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。