專利名稱：具有多個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光電轉(zhuǎn)換制品制造領(lǐng)域，涉及一種光電轉(zhuǎn)換裝置，特別涉及一種 具有多個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能電池。
背景技術(shù)：
目前太陽(yáng)能電池已經(jīng)開始廣泛用于通信、交通、民用產(chǎn)品等各個(gè)領(lǐng)域，太陽(yáng)能作為一種 清潔的、沒(méi)有任何污染的能源，以及太陽(yáng)能發(fā)電做為動(dòng)力供應(yīng)主要來(lái)源之一的可能性，也已 日益引起人們關(guān)注。相關(guān)專家預(yù)測(cè)，到本世紀(jì)后期，太陽(yáng)能發(fā)電將在世界電能結(jié)構(gòu)中占據(jù)80 %的位置。但是，由于技術(shù)問(wèn)題，迄今商業(yè)化的太陽(yáng)能電池的價(jià)格太高、光電轉(zhuǎn)換效率過(guò)底。在城 市電力系統(tǒng)中，高昂的一次性投資成本無(wú)疑更為光伏發(fā)電裝置/太陽(yáng)能電池產(chǎn)品推廣增加了難 度，大規(guī)模開發(fā)和利用光伏太陽(yáng)能發(fā)電，提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率和降低生產(chǎn)成本成為核心 所在。因此，提高效率，降低成本，擴(kuò)大規(guī)模成為現(xiàn)今開發(fā)、生產(chǎn)光伏發(fā)電裝置/太陽(yáng)能電池 的主題。中國(guó)專利公開說(shuō)明書CN03120662. X公開了一種光電轉(zhuǎn)換裝置及其制造方法，涉及一種可 以提高晶體硅類半導(dǎo)體和非晶體硅類半導(dǎo)體的界面特性，改善結(jié)合特性的光電轉(zhuǎn)換裝置。這 種光電轉(zhuǎn)換裝置具有一種導(dǎo)電型的導(dǎo)入有雜質(zhì)的晶體類半導(dǎo)體，形成在所述導(dǎo)電型晶體類半 導(dǎo)體上的、基本上為真正的非晶體類半導(dǎo)體薄膜，以及形成在這種基本上為真正的非晶體類 半導(dǎo)體薄膜上的、同種導(dǎo)電型的導(dǎo)入有雜質(zhì)或其他種導(dǎo)電型雜質(zhì)的非晶體類半導(dǎo)體薄膜，而 且在由所述晶體類半導(dǎo)體和基本上為真正的非晶體類半導(dǎo)體薄膜形成的界面處，還使減少所 述基本上為真正的非晶體類半導(dǎo)體薄膜的平均配位數(shù)目用的原子濃度比主體中的濃度高。但 其制造方法復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高。中國(guó)專利公開說(shuō)明書CN200510003971.2公開了一種光電轉(zhuǎn)換裝置，該裝置使用電阻率和 透過(guò)率之間關(guān)系的透明電極或者透明導(dǎo)電膜來(lái)實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換率。在透明絕緣性基板上至少依 次層積有第一透明電極，由p型硅層、i型硅層以及n型硅層構(gòu)成的pin結(jié)構(gòu)或者nip結(jié) 構(gòu)的微結(jié)晶硅層，第二透明電極以及背側(cè)電極，其中，所述第一透明電極以及所述第二透明 電極的至少某一項(xiàng)是添加Ga的Zn0層，所述Ga的含量相對(duì)于Zn為小于或等于15原子。但其制造成本較高。中國(guó)專利公開說(shuō)明書CN200510072744. 5提供了一種可以排除不必要的紅外線光，且可提 高可靠性的光電轉(zhuǎn)換裝置。它包括在表面上形成了光電轉(zhuǎn)換元件的半導(dǎo)體基板；以覆蓋半導(dǎo) 體基板表面的至少一部分的方式設(shè)置的可見光濾波器；粘接在半導(dǎo)體基板表面上的上部支撐 基體上部支撐基體用吸收紅外線光的樹脂層)粘接了多個(gè)具有透光性的基體。但其制造工藝 復(fù)雜。中國(guó)專利公開說(shuō)明書CN200480004033. 8提供了一種薄膜光電轉(zhuǎn)換裝置，特別是提供一種 集成化薄膜光電轉(zhuǎn)換裝置，它在包含結(jié)晶硅光電轉(zhuǎn)換單元的薄膜光電轉(zhuǎn)換裝置中，通過(guò)不使 開放端電壓和填充因數(shù)變小來(lái)改善光電轉(zhuǎn)換效率。該薄膜光電轉(zhuǎn)換裝置，是在透明基板一側(cè) 的主面上至少把透明電極膜、結(jié)晶硅光電轉(zhuǎn)換單元和背面電極膜順序形成的薄膜光電轉(zhuǎn)換裝 置，形成所述結(jié)晶硅光電轉(zhuǎn)換單元后，在其表面的一部分上具有白濁變色區(qū)域。所述白濁變 色區(qū)域最好是小于或等于光電轉(zhuǎn)換區(qū)域面積的5%。而且最好是制成集成化薄膜光電轉(zhuǎn)換裝 置。然而，該裝置之主要缺點(diǎn)是光電轉(zhuǎn)化率不高。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種低成本、高光電轉(zhuǎn)化率的、具有多個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能電 池，以克服現(xiàn)有太陽(yáng)能電池存在的缺陷。本實(shí)用新型的顯著特點(diǎn)是本實(shí)用新型涉及的太陽(yáng)能電池為薄膜式太陽(yáng)能電池，具有光 的轉(zhuǎn)換效率高，穩(wěn)定性好，無(wú)鎘無(wú)毒，無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型所涉及的太陽(yáng)能電池包括太陽(yáng)能電池襯底、金屬背電極層、過(guò)渡層、能 隙帶小于等于1.8eV的下P-n結(jié)光吸收區(qū)、透明層、能帶隙大于等于1. 14eV的具有一層或 層與層之間存在一透明層的多層疊合式的上P-n結(jié)光吸收區(qū)、緩沖層、透明導(dǎo)電層、集電柵 和/或減反射膜層。其中，上P-n結(jié)光吸收區(qū)中上層的能帶隙大于等于下層的能帶隙和/或下P-n結(jié)光吸收 區(qū)的能帶隙，上或下P-N結(jié)光吸收區(qū)的厚度為10納米 20微米。本實(shí)用新型所涉及的P-n結(jié)光吸收區(qū)的光吸收層基材包括鈉、鈣、鋯、鋅、鍺、銅、 硒、硫、第IIIA族、第VA族元素中的一種和/或多種元素組成的化合物/摻混物。所述的太陽(yáng)能電池的襯底底面和/或表面具有凹凸形狀結(jié)構(gòu)，襯底的厚度為0. 1微米 IO毫米，凹凸深度或高度為10納米 25微米、間距為10納米 25微米；凹凸形狀結(jié)構(gòu)包 括六角形狀、三角形狀、粒徑形狀、鉆石形狀、金字塔形狀、菱形狀、織構(gòu)形狀、分開或相 互交聯(lián)的溝槽形狀。其材料選自高分子材料、高分子材料基混合物、高分子材料基復(fù)合物、 高分子材料/金屬層合物、硅、陶瓷、玻璃或金屬材料制成的箔、膜、片或板塊。本實(shí)用新型所涉及的金屬背電極層的厚度為0.01 10微米；其材料選自鉬、鎳、鈮、 銅、鋁、含鈉堿金屬或它們中兩種或兩種以上的合金。本實(shí)用新型所涉及的過(guò)渡層的厚度為10 200納米其材料選自氧化鋅或硫化鋅。 本實(shí)用新型所涉及的緩沖層的厚度為10 300納米；其材料選自氧化鋅或硫化鋅。本實(shí)用新型所涉及的透明導(dǎo)電層的厚度為10 200納米；其材料選自透明導(dǎo)電高分 子材料、高分子材料基混合物、氧化鋅或硫化鋅。本實(shí)用新型所涉及的集電柵的厚度為0.5微米 3毫米；其材料選自Ni, Al和/或銀。本實(shí)用新型所涉及的減反射膜層的厚度為10 200納米；其材料選自MgF2或其它透 明化合物。所涉及的透明層材料的厚度為1 100納米；其材料選自ITO、 ZnO、 ZnS、 Sn02、非晶 硅、透明高分子材料或其摻混物。


圖1是本實(shí)用新型所涉及的具有凹凸形狀結(jié)構(gòu)表面襯底和兩個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能 電池示意圖。圖2是本實(shí)用新型所涉及的具有凹凸形狀結(jié)構(gòu)底面和表面的襯底和兩個(gè)光吸收層 的太陽(yáng)能電池示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例包括太陽(yáng)能電池襯底(1)，金屬背電極 層(2)，過(guò)渡層(3)，能帶隙小于等于1. 8eV的下P-n結(jié)光吸收區(qū)(4),透明層(5a)，能帶 隙大于等于l. 14eV的具有一層或?qū)优c層之間存在一透明層的多層疊合式的上P-n結(jié)光吸收區(qū)(4a)，緩沖層(5),透明導(dǎo)電層(6)，集電柵(7)，減反射膜層(8)。其中，太陽(yáng)能電池 襯底(1)的底面或表面上的凹凸深度或高度為h、凹凸間距為b。實(shí)施例本實(shí)用新型實(shí)施例l(參照?qǐng)D1和圖2):如圖1和圖2所示的實(shí)施例的襯底表 面或與底面具有凹凸皿結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池，它們由太陽(yáng)能電池襯底(1)，金屬背電極層(2)， 過(guò)渡層(3)，能帶隙小于等于1. 8eV的下P-n結(jié)光吸收區(qū)(4)，透明層(5a)，能帶隙大于等 于1.14eV的具有一層式的上P-n結(jié)光吸收區(qū)(4a),緩沖層(5)，透明導(dǎo)電層(6)，集電柵 (7)，減反射膜層(8)組成。太陽(yáng)光(未圖示)從減反射膜層(8)表面射入，依次穿過(guò)透明導(dǎo)電層(6)，緩沖層(5)， 能帶隙大于等于1.14eV的具有一層式的上P-n結(jié)光吸收區(qū)(4a)，透明層(5a)，能帶隙小 于等于1.8eV的一層式的下P-n結(jié)光吸收區(qū)(4)，過(guò)渡層(3)，使太陽(yáng)能電池得以產(chǎn)生電能。
權(quán)利要求1、一種具有多個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能電池，其特征在于該電池襯底底面和/或表面具有凹凸形狀結(jié)構(gòu)，在該襯底表面或底面依次覆有金屬背電極層、過(guò)渡層、能帶隙小于等于1.8eV的下P-n結(jié)光吸收區(qū)、透明層、能帶隙大于等于1.14eV的具有一層或?qū)优c層之間存在一透明層的多層疊合式的上P-n結(jié)光吸收區(qū)、緩沖層、透明導(dǎo)電層、集電柵和/或減反射膜層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能電池，其特征在于所述 的襯底的厚度為0. 1微米 10毫米，凹凸深度或高度為10納米 25微米、間距為10納米 25微米。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能電池，其特征在于所述的 金屬背電極層的厚度為0. 01 10微米。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能電池，其特征在于所述的 過(guò)渡層的厚度為10 200納米。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能電池，其特征在于所述的 上或下P-N結(jié)光吸收區(qū)的厚度為10納米 20微米。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能電池，其特征在于所述的 緩沖層的厚度為10 300納米。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能電池，其特征在于所述 的透明導(dǎo)電層的厚度為10 200納米。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能電池，其特征在于所述 的集電柵的厚度為0. 5微米 3毫米。 '
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能電池，其特征在于所述 的透明層材料的厚度為1 100納米。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能電池，其特征在于所述的上P-n結(jié)光吸收區(qū)中上層的能帶隙大于等于下層的能帶隙和/或下P-ii結(jié)光吸收區(qū)的能帶 隙。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有多個(gè)光吸收層的太陽(yáng)能電池，其襯底底面和/或表面具有凹凸形狀結(jié)構(gòu)，在該襯底表面或底面依次覆有金屬背電極層、過(guò)渡層、能帶小于等于1.8eV的下P-n結(jié)光吸收區(qū)、透明層、能帶大于等于1.14eV的具有一層或?qū)优c層之間存在一透明層的多層疊合式的上P-n結(jié)光吸收區(qū)、緩沖層、透明導(dǎo)電層、集電柵和/或減反射膜層。
文檔編號(hào)H01L31/06GK201126824SQ20072009788
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者劉文韜, 劉津平, 霞 高 申請(qǐng)人:劉文韜