[发明专利]一种多层薄膜太阳能电池及其薄膜厚度设计方法

权利要求书

1.一种多层薄膜太阳能电池，包括增透膜(1)、吸收层(3)、金属层(5)，其特征在于，还包括在增透膜(1)和吸收层(3)之间设置的第一中间层(2)以及在吸收层(3)和金属层(5)之间设置的第二中间层(4)组成多层薄膜太阳能电池，其结构依次为：增透膜(1)→第一中间层(2)→吸收层(3)→第二中间层(4)→金属层(5)；各层薄膜材料依次为：增透膜材料为氧化铟锡ITO，第一中间层材料为二氧化硅SiO₂，吸收层材料为非晶硅aSi，第二中间层材料为氧化铝Al₂O₃，金属层材料为铝Al。

2.根据权利要求1所述的多层薄膜太阳能电池，其特征在于，所述增透膜(1)采用氧化铟锡ITO材料，作为多层薄膜太阳能电池的阳极。

3.根据权利要求1所述的多层薄膜太阳能电池，其特征在于，所述第一中间层(2)采用氧化铝Al₂O₃材料，用于平衡增透膜与吸收层之间的折射率。

4.根据权利要求1所述的多层薄膜太阳能电池，其特征在于，所述吸收层(3)采用非晶硅aSi材料。

5.根据权利要求1所述的多层薄膜太阳能电池，其特征在于，所述第二中间层(4)采用Al₂O₃材料，用于平衡吸收层与金属层之间的折射率。

6.根据权利要求1所述的多层薄膜太阳能电池，其特征在于，所述金属层(5)采用铝Al材料，作为多层薄膜太阳能电池的阴极。

7.根据权利要求1所述的多层薄膜太阳能电池，其特征在于，吸收层(3)的材料非晶硅aSi堆叠在增透膜(1)和金属层(5)之间，使用原子沉积法得到第一中间层(2)和第二中间层(4)。

8.一种多层薄膜太阳能电池薄膜厚度设计方法，其特征在于，按照下述外部量子效率的定义，计算使外部量子效率最大时所需的太阳能电池的薄膜厚度：

其中，η_e表示外部量子效率，L_D表示吸收层所采用的吸收材料的扩散长度，本发明的实施例中L_D≈100nm，λ表示光波波长，I(λ)表示光学大气质量AM1.5时的标准光谱，∫d表示积分操作，e表示以自然常数e为底的指数操作，t₃表示在[20,200]范围内随机选取的吸收层的厚度，f(x,λ)表示太阳能电池薄膜不同厚度的每层薄膜的分别在光波波长处的光谱吸收率，x表示由太阳能电池各层薄膜厚度为元素组成的矩阵的转置矩阵。