[实用新型]一种铜铟镓硒太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种铜铟镓硒太阳能电池。

背景技术

现有的铜铟镓硒薄膜光伏太阳能芯片制造工艺，采用钠钙玻璃基板，以400-500℃的高温蒸发：铜，铟，镓，二硒等材料；或先使用溅射工艺，镀上其中三种金属单元素材料后，再采用“硒化”工艺，添加硒材料。这是一项很难重复，而且十分缓慢的工艺；还有另一种方法，使用电镀沉淀工艺，或使用“金属”或“金属氧化物”经过纳米印刷工艺制造；这些工艺皆不适应于批量生产，单硒化工艺，就可长达8小时，并需用大量有毒气体，比如使用硒化氢来逐步使铜铟镓薄膜层硒化成铜铟镓硒薄膜层。

铜铟镓硒薄膜层在“高温”的基板上成型，目的是为了滋长较大的结晶，结晶体起码该是它本身厚度(1.0-2.0微米)一半以上的厚度。过小的晶体会产生大量的晶界，导致“电子-空穴”再次重组，降低电池的转换效率。高温的另一个目的是促进“钠钙玻璃”里的“钠”，在穿过钼薄膜层后，扩散到“铜铟镓硒”薄膜层里，“钠”离子能促进更多带有“p-型掺杂物”的“铜铟镓硒”薄膜的生长，要做到“铜铟镓硒”这四种元素在高温下共蒸发是十分费事，同时极难控制的工艺，不适宜于批量生产。

要在高温下做好“铜铟镓硒”薄膜，并能保证它持有最优化的化学成分比例，成为标准的批量生产工艺，我们使用已匹配好化学成分的“铜铟镓硒”四元素固态靶材，用磁控溅射工艺，一次性镀膜；同时，为避免高温下“硒”的流失，一般行业采用的工艺是利用“硒化氢”气体，来补充“硒”的流失；但这种气体有毒，不适应批量生产；为了避免这个缺陷，我们使用双温区退火炉，并使用固态“硒”来控制“硒”的流失。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能快捷大量生产并在生产过程中不产生有毒气体的太阳能电池。

为解决上述的技术问题，本实用新型通过以下方案加以实现：一种铜铟镓硒太阳能电池，它包括钠钙玻璃基板和铜铟镓硒薄膜层，铜铟镓硒薄膜层电镀在钠钙玻璃基板上。

所述钠钙玻璃基板和铜铟镓硒薄膜层中间镀有约0.35微米厚钼薄膜。

所述铜铟镓硒薄膜层的上表面设置“p-n结”区域。

所述铜铟镓硒薄膜层上面镀有0.05微米厚的硫化镉。

所述硫化镉上镀有约0.1微米厚的绝缘层氧化锌。

所述氧化锌上镀有约0.35微米厚的导电透明的氧化锌参铝。

所述氧化锌参铝上表面设有约0.05微米厚的镍。

所述镍上面设有约3.0微米厚铝膜。

所述铝膜上面镀有约0.05微米厚保护铝的一层保护镍。

所述保护镍上面镀有约1.0至4.0毫米厚的钠钙覆盖玻璃。

本实用新型铜铟镓硒太阳能电池采用“铜铟镓硒”四元素合成固态靶材，在退火炉内具有富裕的“硒”气体气氛，扼制“铜铟镓硒”薄膜中“硒”的流失，保证了硒在整个“铜铟镓硒”薄膜层间的均匀性，保证了高转换率的“铜铟镓硒”批量生产工艺，并方便快捷，生产过程不产生有毒气体。

附图说明

图1为本实用新型模片横截图；

图2为本实用新型的铜铟镓硒晶相图；

图3为本实用新型的实施例示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种铜铟镓硒太阳能电池，它包括钠钙玻璃基板1和铜铟镓硒薄膜层3，铜铟镓硒薄膜层3电镀在钠钙玻璃基板1上，钠钙玻璃基板1和铜铟镓硒薄膜层3中间镀有约0.35微米厚钼薄膜2，铜铟镓硒薄膜层3的上表面设置“p-n结”区域11，铜铟镓硒薄膜层3上面镀有0.05微米厚的硫化镉4，硫化镉4上镀有约0.1微米厚的绝缘层氧化锌5，氧化锌5上镀有约0.35微米厚的导电透明的氧化锌参铝6，氧化锌参铝6上表面镀约0.05微米厚的镍7，镍7上面设有约3.0微米厚铝膜8，铝膜8上面镀有约0.05微米厚保护铝的一层保护镍9，保护镍9上面镀有约1.0至4.0毫米厚，或3.2毫米标准厚度的钠钙覆盖玻璃10。

我们首先使用一块已匹配好化学成分的“铜，铟，镓，硒”等四元素合成固态靶材，在较低的基板温度下(250-300摄氏度)，用“脉冲直流电源溅射”镀膜，将铜，铟，镓，硒等元素，一次性电镀在玻璃基板1上；然后再采用带有“硒”闭封气氛的退火炉，在400-500℃高温下进行退火。这工艺缩短了传统“铜铟镓硒”制造工艺所需用的时间，保证了薄膜的优化化学成分；免除了传统工艺中长达八少时的“硒化工艺”，传统的“硒化”手段是使用带“硒”元素的气体，经数小时的化学反应，从已成型的“铜铟镓”薄膜的表层，逐步往下“硒化”。