[发明专利]具有改进的底涂层的硅薄膜太阳能电池

说明书

技术领域

本发明总体涉及太阳能电池，并且在一个特定的实施方式中，涉及具有改进的底层结构的非晶硅薄膜太阳能电池。

背景技术

常规的非晶硅薄膜太阳能电池典型地包括玻璃基材，其上有透明的导电氧化物（TCO）接触层和具有p-n结的非晶硅薄膜活性层。背面的金属层起反射体和背接触的作用。TCO具有不规则的表面以增加光散射。在太阳能电池中，光散射或“雾度”用于捕获电池活性区域中的光。电池中捕获的光越多，能够获得的效率越高。但是，雾度不能大到不利地影响光通过TCO的透明度。因此，光的捕获是试图改进太阳能电池的效率时的重要课题，并且在薄膜电池设计中尤其重要。但是，在薄膜器件中，光捕获更加困难，因为层厚度比先前已知的单晶器件中的层厚度要薄得多。随着膜厚度减小，它们趋向于成为具有大体上平行的表面。这样的平行表面典型地不能提供显著的光散射。

薄膜太阳能电池的另一个重要特征是TCO的表面电阻率。当电池受到辐射时，通过辐射产生的电子移动通过硅并进入透明的导电膜。对于光电转化效率来说，重要的是电子尽可能快速地移动通过导电膜。即，希望透明导电膜的表面电阻率是低的。还希望导电膜是高度透明的，以允许最大量的太阳能辐射传到硅层。

因此，希望提供一种太阳能电池的涂层构造，其改善通过透明导电氧化物的电子流动，同时还改善太阳能电池的光散射和透明性特性。

发明内容

硅薄膜太阳能电池包含基材和在所述基材的至少一部分上形成的底涂层。所述底涂层包含含氧化锡或二氧化钛的第一层；和含Sn、P、Si、Ti、Al和Zr中至少两种的氧化物的氧化物混合物的第二层。导电涂层形成在第一涂层的至少一部分上，其中所述导电涂层包含Zn、Fe、Mn、Al、Ce、Sn、Sb、Hf、Zr、Ni、Zn、Bi、Ti、Co、Cr、Si或In或、两种或更多种这些材料的合金中的一种或多种的氧化物。

在一种特定的太阳能电池中，所述基材是玻璃，第一层包含氧化锡且厚度为10nm至25nm，第二层包含二氧化硅、氧化锡和氧化磷的混合物且厚度为20nm至40nm并且具有1摩尔%至40摩尔%的氧化锡，如小于约20摩尔%，和所述导电涂层包含氟掺杂的氧化锡且厚度为大于470nm。

在另一种特定的太阳能电池中，其中所述基材是玻璃，第一层包含二氧化钛且厚度为10nm至15nm，第二层包含二氧化硅、二氧化钛和氧化磷的混合物且厚度为20nm至40nm并且具有低于25摩尔%的二氧化钛，和所述导电涂层包含氟掺杂的氧化锡且厚度为大于470nm。

本发明的涂布制品包括基材；包含Sn、P、Si和Ti中至少两种的氧化物的氧化物混合物的介电层，其中所述介电层是梯度层；和在所述介电涂层上并包含氟掺杂的氧化锡的导电层。在一个实例中，所述介电层包含二氧化硅、二氧化钛、和氧化磷。在另一个实例中，所述介电层包含二氧化硅、氧化锡、和氧化磷。

附图说明

通过下列说明并结合附图将得到本发明的完整理解。

图1是包括本发明的底涂层的太阳能电池的侧视截面图（未按比例）；和

图2是具有本发明的底涂层的另一个涂布制品的侧视截面图（未按比例）。

优选实施方式的说明