[发明专利]一种降低薄膜太阳能电池内阻的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低薄膜太阳能电池内阻的方法，特别涉及到一种提高薄膜太阳能电池组件转换效率的前电极TCO膜层的制备方法。

背景技术

传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出。同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。众多的新能源之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。目前，单晶硅和多晶硅为基本转换介质的太阳能电池仍占统治地位，但制造电池板的材料要求限制了其生产成本的降低。非晶硅的薄膜太阳能电池以其生产效率高，成本低廉，易于实现大规模生产等优势越来越受到人们的重视。但是，薄膜太阳能电池转换效率偏低一直阻碍着薄膜太阳能电池的发展。所以，任何有效提高薄膜太阳能电池转换效率的技术改进都成为薄膜太阳能电池研究工作的关注点。开路电压、短路电流等是影响太阳能转换效率的重要因素，而电池的内阻大小直接影响到短路电流的大小，薄膜太阳能的内阻主要决定于不同膜层之间的接触电阻。所以，怎么降低不同膜层之间的接触电阻是重要问题的关键所在，也是人们一直以来研究的方向。

发明内容

本发明要解决太阳能电池因内阻大降低转换效率的技术问题，设计了一种降低薄膜太阳能电池内阻的方法，通过在衬底及太阳能电池层之间增设双层掺铝氧化锌膜，解决了TCO玻璃与电池层之间接触电阻大的问题，提高了太阳能电池的转换效率。

本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种降低薄膜太阳能电池内阻的方法，以上方法的实施步骤中包括：以TCO玻璃为原片、制备减小TCO玻璃与太阳能电池层接触电阻的缓冲层，关键是：本方法中的缓冲层是由沉积在TCO玻璃原片上的第一掺铝氧化锌膜层、以及沉积在第一掺铝氧化锌膜层上的第二掺铝氧化锌膜层组成的双层掺铝氧化锌(AZO)膜层，所说的双层掺铝氧化锌(AZO)膜层中，所说的双层掺铝氧化锌(AZO)膜层中：

第一掺铝氧化锌(AZO)膜层中，Al₂O₃的含量为1～3％，其余是氧化锌，膜层厚度为800～1200nm；

第二掺铝氧化锌(AZO)膜层中，Al₂O₃的含量为2～6％，其余是氧化锌，膜层厚度为10～100nm。

本发明的关键是：通过在衬底及太阳能电池层之间增设双层掺铝氧化锌膜，TCO玻璃为AZO膜层，与太阳能电池元件结构为硅材料的工函数不同，为了解决不同工函数匹配的问题，利用高参杂的AZO使两个界面中间产生高复合接触，因此解决了TCO玻璃与电池层之间接触电阻大的问题，提高了太阳能电池的转换效率。

本发明的有益效果是：本发明有以下优点：工艺简单；成本低廉，易于大面积生产；有效的降低薄膜太阳能电池的内阻，提高短路电流，从而提薄膜太阳能电池的转换效率。

具体实施方式

一种降低薄膜太阳能电池内阻的方法，以上方法的实施步骤中包括：以TCO玻璃为原片、制备减小TCO玻璃与太阳能电池层接触电阻的缓冲层，其关键在于：本方法中的缓冲层是由沉积在TCO玻璃原片上的第一掺铝氧化锌膜层、以及沉积在第一掺铝氧化锌膜层上的第二掺铝氧化锌膜层组成的双层掺铝氧化锌(AZO)膜层，所说的双层掺铝氧化锌(AZO)膜层中，所说的双层掺铝氧化锌(AZO)膜层中：

第一掺铝氧化锌(AZO)膜层中，A_l2O₃的含量为1～3％，其余是氧化锌，膜层厚度为800～1200nm；

第二掺铝氧化锌(AZO)膜层中，Al₂O₃的含量为2～6％，其余是氧化锌，膜层厚度为10～100nm。

上述的双层掺铝氧化锌(AZO)膜层是借助磁控溅射设备沉积在TCO玻璃上的，其中各工艺参数分别是：