科创中国
薄膜光伏电池及其制造方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-02-13 09:46:10
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-03-17 13:41:51
本发明涉及一种薄膜光伏电池及其制造方法。所述薄膜光伏电池包括衬底、电极层、p型吸收层、n型缓冲层、高阻层、窗口层；所述衬底、电极层、p型吸收层、n型缓冲层、高阻层、窗口层按着从下到上的顺序层叠设置；所述窗口层是近红外波段低吸收高电导ZnO基透明导电窗口层；所述薄膜光伏电池采用陷光结构。所述薄膜光伏电池的制造方法包括：提供衬底；沉积电极层；沉积p型吸收层；沉积n型缓冲层；沉积高阻层；沉积近红外低吸收ZnO基窗口层；形成陷光结构。所述薄膜光伏电池的吸收层厚度较小，并且有效光利用率较高。
一种薄膜光伏电池，其特征在于：包括衬底、电极层、p型吸收层、n型缓冲层、高阻层、窗口层；所述衬底、电极层、p型吸收层、n型缓冲层、高阻层、窗口层按着从下到上的顺序层叠设置；所述窗口层是近红外波段低吸收高电导ZnO基透明导电窗口层，并且所述窗口层采用陷光结构；所述近红外波段低吸收高电导ZnO基透明导电窗口层是掺杂有可提供载流子的元素Al，和用于降低多晶薄膜的晶格间隙中高能级势垒的H的氢铝共掺杂氧化锌；所述近红外波段低吸收高电导ZnO基透明导电窗口层采用磁控溅射含0.01wt％‑0.2wt％的Al2O3的AZO陶瓷靶材制得，所述窗口层中Al的含量为0.01wt％‑0.2wt％，H的含量为0‑0.5wt％；所述p型吸收层的厚度为0.3μm‑0.5μm。
铜铟镓硒/铜铟硒（CIGS/CIS)薄膜光伏电池具有低成本、高效率、稳定性好等优点，是公认的最具有发展和市场潜力的第二代光伏电池。人们对其研究兴起于上个世纪八十年代初，经过二十多年发展，CIGS/CIS薄膜光伏电池的理论研究以及制备工艺取得了可喜的成果，目前其最高实验室光电转化效率达到19.9% (NREL)，是目前转化效率最高的薄膜光伏电池。
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上述薄膜光伏电池采用陷光结构，入射光入射到这些结构表面上时，发生散射，改变传播方向，使得入射光线在电池内易进难出，并且入射光在电池内部进行多次的反射，增加了入射光在电池内传播的光程，只用较薄的吸收层就能保证入射光的吸收，从而大幅降低吸收层厚度，节约原材料。并且电池采用近红外低吸收ZnO基窗口层，降低了入射光在窗口层中的吸收损耗，使得绝大部分入射光得以被吸收层吸收，产生光生电流，因此提高了电池有效光利用率。
技术合作
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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