[发明专利]太阳能电池吸收层薄膜结构及其制造方法有效
申请号: | 201210397509.5 | 申请日: | 2012-10-17 |
公开(公告)号: | CN103165696A | 公开(公告)日: | 2013-06-19 |
发明(设计)人: | 谢祥渊;周德才 | 申请(专利权)人: | 广东金光伏能源投资有限公司 |
主分类号: | H01L31/0352 | 分类号: | H01L31/0352;H01L31/032;H01L31/18 |
代理公司: | 北京科龙寰宇知识产权代理有限责任公司 11139 | 代理人: | 孙皓晨 |
地址: | 510075 广东省广*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 太阳能电池 吸收 薄膜 结构 及其 制造 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种铜铟镓硒太阳能电池吸收层的结构以及加工方法。
背景技术
普通的铜铟镓硒太阳能电池吸收层薄膜为单层结构,仅具有单一的能隙宽度,这样制成的太阳能电池的开路电压较小,电池效率较低。
为了充分吸收太阳光的能量,有人想到选择具有不同禁止能隙宽度的化合物半导体材料进行叠加,形成高效率的叠层太阳能电池。
为了制造叠层太阳能电池,现有技术如申请号为CN200910006531.0、发明名称为“铜铟镓硒太阳能电池、其吸收层薄膜及该薄膜的制备方法、设备”的发明专利所提供的制备方法,第一步先沉积铜、铟、镓三元金属薄膜,再蒸镀上一层硒薄膜形成纳米量级的铜铟镓硒薄膜结构,Se蒸镀源的温度为260~300℃,重复上述步骤10~50次;第二步再将叠加起来的铜铟镓硒吸收层薄膜做快速退火处理,即得到微米量级的多晶铜铟镓硒薄膜。
另一现有技术则如申请号为CN201010288543.X、发明名称为“具有黄铜矿结构、高光吸收系数的CIGS薄膜材料及制备方法”的发明专利,其公开了一种具有黄铜矿结构和高光吸收系数的CIGS薄膜材料及其制备方法,该薄膜材料具有化学式结构为CuInxGa(1-x)Se2,其中,0.5<X<1。方法包括下述步骤:1)采用溶剂超声波清洗玻璃基板5-30min后,在50-150℃烘干20-60min,待用;2)将步骤1)得到的玻璃基板置于真空室内抽真空,当真空度为(1~9)×10-4Pa时,开始依次真空蒸镀Se、In、Ga、Cu四层薄膜;3)将真空蒸镀后的玻璃基板进行热处理,于热处理温度为200~400℃、真空度为(1~9)×10-4Pa的环境下加热30min~2h;即制得具有黄铜矿结构和高光吸收系数的CIGS薄膜材料。
上述已公开的专利技术,虽均采用了蒸镀方法得到CIGS薄膜材料,但却均需要后续的热处理步骤才能得到最终的成品,而后续热处理温度偏高,不仅会使Se再次蒸发,让部份Se挥发,使先前镀上的硒比例减少,如此一来该薄膜长晶的晶粒远小于1um或无法成长成多晶的铜铟镓硒薄膜,而且使叠层结构被破坏,无法形成真正的叠层结构铜铟镓硒薄膜。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于:提供一种太阳能电池吸收层薄膜结构,解决现有叠层太阳能电池随着能隙宽度的增加,光的吸收范围减少了的问题。
针对现有技术的不足,本发明的目的还在于:提供一种太阳能电池吸收层薄膜结构的制造方法,解决现有方法无法得到真正叠层结构的太阳能电池吸收层的问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案包括:
一种太阳能电池吸收层薄膜结构,其特征在于:包括依次叠置的第一薄膜层与第二薄膜层,所述第一薄膜层是CuInSe2薄膜层;所述第二薄膜层是CuInGaSe2薄膜层、CuInAlSe2薄膜层或者CuInBSe2薄膜层。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案还包括:
一种太阳能电池吸收层薄膜结构,其特征在于:包括依次叠置的第一薄膜层与第二薄膜层,所述第一薄膜层是CuInSe2薄膜层;所述第二薄膜层是CuInS2薄膜层或者CuInGaS2薄膜层。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案还包括:
一种太阳能电池吸收层薄膜结构,其特征在于:包括依次叠置的第一薄膜层与第二薄膜层,所述第一薄膜层是CuInGaSe2薄膜层、CuInAlSe2薄膜层或者CuInBSe2薄膜层;所述第二薄膜层是CuInS2薄膜层或者CuInGaS2薄膜层。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案还包括:
一种制造上述太阳能电池吸收层薄膜结构的方法,其特征在于:先在基板上蒸镀形成所述第一薄膜层,然后在所述第一薄膜层上蒸镀形成所述第二薄膜层,得到所述太阳能电池吸收层薄膜结构。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案还包括:
一种太阳能电池吸收层薄膜结构,其特征在于:包括叠置的三个薄膜层;
其中一个薄膜层是CuInSe2薄膜层;
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L31-00 对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射,或微粒辐射敏感的,并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的,或者专门适用于通过这样的辐射进行电能控制的半导体器件;专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或
H01L31-02 .零部件
H01L31-0248 .以其半导体本体为特征的
H01L31-04 .用作转换器件的
H01L31-08 .其中的辐射控制通过该器件的电流的,例如光敏电阻器
H01L31-12 .与如在一个共用衬底内或其上形成的,一个或多个电光源,如场致发光光源在结构上相连的,并与其电光源在电气上或光学上相耦合的