[发明专利]薄膜太阳能电池的膜层和薄膜太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及光伏太阳能电池技术领域，特别涉及一种薄膜太阳能电池的膜层和薄膜太阳能电池。

背景技术

随着能源的日益短缺，可再生绿色能源的开发利用越来越受到人们的关注，尤以太阳能的利用特别受到世人的青睐。作为太阳能转换媒介的太阳能电池(光伏电池)，特别是氢化非晶硅和纳米晶硅薄膜太阳能电池以其大面积、低成本、可生成在轻薄衬底上并易于铺设安装等优势代表着光伏技术的发展趋势，在商业和住宅设施中的广泛应用中显示出巨大的潜力。

图1为典型的薄膜太阳能电池结构示意图，如图1所示，薄膜太阳能电池包括透明基板100，基板100表面的透明导电氧化物(TCO)前电极102(以下简称为透明前电极)；沉积于透明前电极102表面的p-i-n光电单元。p-i-n光电单元包括p层104，其材料通常为硼掺杂的非晶硅合金，例如非晶硅碳(a-SiC)，非晶硅氮(a-SiN)，或者非晶硅氧(a-SiO)；光吸收层i层106，通常由本征的非晶硅、纳米硅、或非晶硅锗合金构成，用于将光能转换为电能；n层108，通常由磷掺杂的非晶硅或纳米硅组成。在n层108表面是另一层透明导电膜110和反光金属膜112，透明导电膜110和反光金属膜112合在一起组成背电极。此外还包括粘合层和背板等(图中未示出)。

薄膜太阳能电池性能优良的关键是优化光学吸收层并减少薄膜结构中的光损耗。通常透明前电极102的材料为氧化锡(SnO₂)，其对可见光(波长400-700纳米)的折射率为2，而p层104的材料(硼掺杂的宽带隙的非晶硅合金)对可见光的折射率在3.5-4.0之间，远高于透明前电极102的折射率(折射系数)。这样，当入射光200从透明前电极102进入到p层104时，入射光200会在透明前电极102和p层104之间的界面发生折射和反射，从而产生一定的光反射损耗。这种反射导致的光损耗是制约薄膜太阳能电池光电转换效率提升的主要障碍之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄膜太阳能电池的膜层和薄膜太阳能电池，能够降低光损耗，提高光电转换效率。

为达到上述目的，本发明提供了一种膜层，所述膜层位于薄膜太阳能电池的透明前电极和p层之间，所述膜层的折射率为2.2～3.4。

优选地，所述膜层的材料包括氧化锡、氧化钛、氧化锌或铟锡氧化物ITO。

优选地，所述膜层的厚度为10纳米～200纳米。

本发明还提供了一种膜层，所述膜层位于薄膜太阳能电池的透明前电极和p层之间，所述膜层包括至少一第一过渡层和至少一第二过渡层，所述第一过渡层的折射率为2.2～2.8，所述第二过渡层的折射率为2.8～3.4，入射光经透明前电极、第一过渡层、第二过渡层至p层。

优选地，所述第一过渡层的材料包括氧化锡、氧化钛、氧化锌或铟锡氧化物ITO；所述第二过渡层的材料包括氧化锡、氧化钛、氧化锌或铟锡氧化物。

优选地，所述第一过渡层和第二过渡层的厚度为10纳米～200纳米。

本发明还提供一种薄膜太阳能电池，包括基板、透明前电极、p-i-n光电单元、背电极，所述透明前电极和p-i-n光电单元的p层之间还包括膜层，所述膜层的折射率为2.2～3.4。

优选地，所述膜层包括至少一第一过渡层和至少一第二过渡层，所述第一过渡层的折射率为2.2～2.8，所述第二过渡层的折射率为2.8～3.4，入射光经透明前电极、第一过渡层、第二过渡层至p层。

优选地，所述膜层的材料包括氧化锡、氧化钛、氧化锌或铟锡氧化物ITO。

优选地，所述膜层的厚度为10纳米～200纳米。

优选地，所述第一过渡层的材料包括氧化锡、氧化钛、氧化锌或铟锡氧化物；所述第二过渡层的材料包括氧化锡、氧化钛、氧化锌或铟锡氧化物ITO。

优选地，所述第一过渡层和第二过渡层的厚度为10纳米～200纳米。

优选地，在所述p-i-n光电单元和所述背电极之间还至少包括一个p-i-n光电单元。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明在透明前电极和p层之间增加膜层作为过渡层，该过渡层可以是一层或多层，将过渡层的折射系数调整在2.2～3.4之间。该过渡层作为透明前电极和p层之间的界面层，能够缩小透明前电极和p层之间的折射率差，使入射光在从透明前电极进入到p层时能够最大限度地减少反射，从而降低光损耗，提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。

附图说明