[实用新型]一种高效率CIGS太阳能电池结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高效率CIGS太阳能电池结构，属于薄膜光电池技术领域。

背景技术

太阳能电池的种类众多，而CIGS(铜铟镓硒)薄膜太阳能电池拥有高转换效率及发展潜力而受到瞩目，目前CIGS(铜铟镓硒)薄膜太阳能电池最高转换效率由美国再生能源实验室(NREL)所创造，其效率已达20%。CIGS(铜铟镓硒)薄膜太阳能电池发展至今其组件结构大致件由上电极(AL/Ni)、光窗层(AZO低阻和ZnO高阻)、缓冲层( CdS)、吸收层(CIGS)、背电极(Mo/NaMo)与基板(GLASS)所组成；传统光窗层主要是以AZO（锌铝氧化物）靶材利用真空直流磁控溅射镀膜而成。本产品的开发利用IZO(金属铟锌氧化物)靶材替代AZO靶材，使用磁控溅射镀膜技术来制备光窗层薄膜，从而形成新型CIGS薄膜太阳能电池结构。

透明导电薄膜（TCO）由于具有优良的光透性和导电性能，可用于CIGS薄膜太阳能电池的前电极材料和窗口层材料，比如掺铝氧化锌（AZO）等，由于AZO薄膜电阻较高，要达CIGS电池所需的电阻，一般AZO薄膜须要600-1000nm的厚度，因此一般可见光(550nm波长)光透率都小于82%，在长波长的红外光波段(800-1200nm波长)，透光度更是大幅降低(<75%)，严重影响光的吸收及转换效率。本产品的开发利用新型IZO薄膜替代传统AZO薄膜，进一步减小了光窗膜层厚度，不但提高了可见光和长波长光透性且也进一步提高了生产效率。

同时由于窗口层材料的改变利用低阻IZO（铟锌氧化物）替代窗口层中阻值材料AZO，形成一种高透光、低电阻及耐候性良好的透明导电的薄膜结构。传统的AZO镀膜为达所需的薄膜均匀度及电性，在镀膜过程中需加热(100-300℃)，使用低阻IZO（铟锌氧化物）薄膜可以在室温鍍膜，薄膜的热稳定性佳，提高溅镀薄膜质量及性能，由于所需的膜层较薄(150-500nm)，大幅降低TCO薄膜对可见光与红外光的吸收。从而提高CIGS薄膜电池的转化效率。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新型CIGS薄膜太阳能电池结构，改变传统CIGS薄膜太阳能电池窗口层成分，形成新型薄膜电池结构，提高太阳光透过率，从而提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。

本实用新型薄膜电池具有多层结构，一种高效率CIGS太阳能电池结构，它包括电极、光窗层（一）、  光窗层（二）、缓冲层、主吸收层、背电极、衬底，其特征是：太阳能电池具有七层结构，所述衬底、背电极、主吸收层、缓冲层、光窗层（二）、光窗层（一）和电极由下而上依次连接。

所述衬底优选GLASS基板，背电极优选Mo层或MoNa层，主吸收层优选CIGS吸收层，缓冲层优选CdS 缓冲层，光窗层（二）优选ZnO，光窗层（一）优选IZO层，所述电极优选Ag电极。

所述IZO层薄膜厚度为100-500nm，折射率为1.9-2.2 ，电阻值可降低至5x10^-4Ωcm以下(150nm厚度时)，可见光透光性可高达85％以上。

所述ZnO层厚度为 50-150nm，折射率为2.0-2.1。

CdS缓冲层的厚度为50-150nm，折射率为2.2-2.6。

所述CIGS吸收层厚度在800-3000nm。

 所述MoNa层为100-500nm ，Mo层在300-600 nm。

本实用新型的技术效果是：所述透明导电层主要作用是在传统工艺基础上降低膜层阻值，减少膜层厚度提高产率，提高光透性能，从而提高薄膜电池的光电转换效率。

附图说明

图1为本实用新型CIGS薄膜太阳能电池结构。

在图中，1、电极    2、光窗层（一）3、光窗层（二）   4、 缓冲层   5 、主吸收层   6 、背电极  7、 衬底。

具体实施方式