[实用新型]新型硅/铜铟硒太阳电池结构

说明书

技术领域

本实用新型发明涉及太阳电池、器件物理等领域。具体的的说是涉及高效率新型薄膜太阳电池。属于新材料技术以及新能源技术领域。

背景技术

传统的化石能源发电带来的环境污染问题也在威胁着人类赖以生存的地球，由于利用太阳能有许多优点，因此越来越受到世界各国的重视。多晶硅电池的制作工艺不断向前发展，电池的结构更趋合理，电池的效率不断提高，导致实验室水平和工业化大生产的距离不断缩小。但是多晶硅电池生产工序复杂、效率偏低、成本高等缺点还是没有得到很好的解决。同时，对于铜铟镓硒薄膜太阳电池在薄膜太阳电池中最具代表性，具备光电转换效率高、成本低和抗辐射能力强等特点，但是铜铟镓硒薄膜太阳电池还存在性能稳定不高等问题。

本实用新型发明结合多晶硅和铜铟硒薄膜太阳电池特点，取长补短。制备高性能的新型硅/铜铟硒太阳电池太阳电池，提高太阳电池光电转换效率。

实用新型内容

本实用新型发明目的在于克服多晶硅和铜铟硒薄膜太阳电池的缺点，设计出一种具有高性能的新型硅/铜铟硒太阳电池结构。

本实用新型发明主要通过以下技术方案实现上述目的。

本实用新型发明所设计的新型硅/铜铟硒太阳电池结构主要包括上电池和下电池。其下电池主要包括背电极、p-Si和n-Si。p-Si沉积背电极上，此次在p-Si表面上沉积n-Si。上电池包括n⁺-ZnO薄膜、p⁺-CuAB₂(其中A＝Ga、Al，B＝Se、S)薄膜、Cu(In，A)B₂(其中A＝Ga、Al，B＝Se、S)薄膜、i-ZnO薄膜、ZnO:Al薄膜和镍铝上电极。其中n⁺-ZnO薄膜沉积于n-Si表面，p⁺-CuAB₂(其中A＝Ga、Al，B＝Se、S)和p-Cu(In，A)B₂(其中A＝Ga、Al，B＝Se、S)薄膜分别先后沉积于n⁺-ZnO薄膜表面，i-ZnO薄膜沉积于p-Cu(In，A)B₂(其中A＝Ga、Al，B＝Se、S)薄膜表面，ZnO:Al薄膜沉积于i-ZnO薄膜。最后在ZnO:Al薄膜蒸镀镍铝上电极。

本实用新型发明的原理主要是巧妙的结合多晶硅、硅薄膜和铜铟硒薄膜太阳电池的原理。利用硅和铜铟硒禁带宽度的不同，将器件物理技术、薄膜技术、太阳电池技术等将这两种不同类型的电池巧妙结合，很好地克服单一薄膜电池的缺点，达到提高这种新型电池光电转换效率以及降低制备成本的目的。

附图说明

图1为金属钼导电玻璃的新型硅/铜铟硒太阳电池结构

图2为镍铝背电极的新型硅/铜铟硒太阳电池结构

具体实施方式

以下是结合附图对本专利进行进一步说明。

具体实施方式如下：

实例1：

如图1所示的新型太阳电池主要包括上电池和下电池。下电池主要是由以下方法实现，基体为钼导电玻璃，电阻率为0.1Ω·cm-0.5Ω·cm，厚度为400-600nm；钼导电玻璃上部结构为沉积的p-Si，厚度为600-800nm，电阻率为0.5Ω·cm-3.0Ω·cm；p-Si表面沉积为n-Si，厚度为100-150nm，方块电阻为40-80Ω/□。

上电池结构如图1所示，从下而上分别按以下方法实现。上电池底部结构为沉积n⁺-ZnO薄膜，电阻率为0.1Ω·cm-0.5Ω·cm，薄膜厚度为150-200nm；往上部分分别是p⁺-CuAB₂(其中A＝Ga、Al，B＝Se、S)和p-Cu(In，A)B₂(其中A＝Ga、Al，B＝Se、S)薄膜，p⁺-CuAB₂(其中A＝Ga、Al，B＝Se、S)薄膜电阻率为0.1Ω·cm-0.5Ω·cm，厚度为50-100nm；p-Cu(In，A)B₂(其中A＝Ga、Al，B＝Se、S)薄膜电阻率为0.1Ω·cm-0.5Ω·cm，厚度为400-500nm；再往上部分结构为i-ZnO薄膜方块电阻为1×10⁶Ω/□-1×10⁸Ω/□，薄膜厚度为50-100nm；最顶部结构为ZnO:Al薄膜。薄膜厚度为200-300nm，电阻率为0.3Ω·cm-0.5Ω·cm。最后在ZnO:Al薄膜蒸镀镍铝上电极。

实例2：

如图2所示的新型太阳电池主要包括上电池和下电池，本实例的原理和结构同实例1基本相同，主要的区别在于下电池部分。下电池采用p型多晶硅片，硅片电阻率为0.5Ω·cm-3.0Ω·cm，厚度为200μm。多晶硅片一面蒸镀镍铝作为背电极，另一面通过磷扩散，得到n型硅，厚度为100-150nm，方块电阻为40-80Ω/□。上电池部分的结构与实例1相同。