厦门神科CIGS基薄膜太阳能电池.pdf

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本实用新型公开了一种CIGS基薄膜太阳能电池,其包括:衬底、背电极层、光吸收层、缓冲层、本征氧化锌层、透明导电窗口层、高折射
N2028352U 说明书 1/2页 GlGS基薄膜太阳能电池 技术领域 [000]本实用新型涉及溥膜太阳能电池技术领域,特别是一和具有黄铜矿结构的铜铟镓 硒(硫)薄膜太阳能电池, 背景技术 [00Q』随着个球气候变暖、生态环境恶化和鸴规能源的短缺,越来越多的囻家开始大力 发展太阳能利川技术。太阳能光伏发电是岺排放的清洁能源,其有安全可靠、尢噪音、无污 染、资源取之不尽、建设周期短、使用寿命长等优势,因而备受关注。铜铟镓硒是一种直接带 隙的P型半导体材料,其吸收系数高达10°/cm,2um厚的铜铟镓硒薄膜就可吸收90%以上的 太阳光。CIGS薄膜的带隙从1.04eV到1.67eV范围内连续可调,可实现与太卬光谱的取佳匹 配。铜铟镓硒簿膜太阳电池作为新一代的薄膜电池具有成夲低、性能稳定、抗辐射能力强、 弱光也能发电等优点,其转换效率在薄膜太阳能电池中是最高的,可接近20%的转化率,囚 比日本、德国、美国等国家都投入巨资进行研究和产业化。 [000¥太阳光照射CIGS基薄膜太阳能电池时,在电池的表面或界面处总不可避免的 出现光线反射,这就减少太阳光线到达光吸收层,从而使得溥膜太阳能电池的总功率下降 实用新型内容 [0004实用新型的目的在于提供一种CIGS基膜太阳能电池,该电池在受太阳光照 射时可减少光线的反射。 [0005为实现上述目的,木实用新型采用以下技术方案:种ClGS基薄膜太驲能电池, 由下至上包括一衬底,覆盖衬底表间的背电极层,覆盖背电枚层的具有黄铜矿结构的光吸 收层,覆盖光吸收层的缓冲层,覆盖缓冲层的本征氧化锌层,覆盖本征氧化锌层的透明导电 窗口层,覆盖逶明导电窗口层的折射率大于1.80的第一材料层,以及覆盖该第一材料层的 折射率小于1.70的第二材料层 [006]所述的衬底为玻璃、聚獸业胺板、铝溥板或不锈钢板;所述的背电极层材料π选用 Mo、ⅰ、·r或〔u;所述的光吸牧层为铜铟镓硒、铜铟镓硫、铜铟镓硒硫、饲铟铞硒、铜铏铝硫 铜铟硫或锎铟硒;所述的缓冲层选用硫化镉、氡化锌、硫化锌、硫化铟或锌镁氧化物屮的 种;所述的透明导电寳凵层可选用氧化铟掺杂锡、氧化锌掺杂铝、氧化锌掺杂镓、氧化锌掺 杂铟、氧化锡掺杂氟、氧化锡掺杂锑中的一种或两种以上透明导电膜或其它别的透明导电 [000]所述的第一材料层为氧化钛、氦化硅、氮化硅铝、氧化锆或氧化铌,其厚度为 I-50nmn,优选厚度为Ⅰ-30nm,更优选厚度为1-20nm;所述的第二材料层为氧化硅、氧化 铝、氧化硅铝或氟化镁,其膜层厚度为55-130nm,优选厚度为70-120m,更优选厚度为 5-115nm:所述第一材料层和第二材料层可采用溅射沇积、真窄蒸镀沉积、热解曒涂积、 溶度-凝胶法沉积、化学气相沉积、原子层沉积或其它别的沉积方式;所述在衬底和背电极 层之间可插入一层阻挡付底元素扩散的阻挡层,该阻挡层可为硅、锆、钛和钼屮的至少一种 N2028552U 说明书 2/2页 元素的氧化物、氮化物或氮氧化物。 [00o6木实用新型通过在CIGs基薄膜电池的透男导电窗口层上沉积高折射率材料层和 低折射夲材料层,可使入射光线的的反射率大大降低,从而使更多的光被薄膜电池的光吸 收层吸收,提高电池的转换效率。 附图说明 [0009图1为木实用新型的薄牍电池的构示意图。 [0010]图中,1-付底2-背电极层3-光吸收层4-缓冲层5-本征氧化锌层6-透 叨导电窗口层7-高折射率材料层8-低折射率材料层 具体实施方式 [0011]实施例1 [0012]在钠钊玻璃基板(衬底1)上采用磁控溅射沉积500-800m的金属钳电极层(背电 极层2);接着在钼电极层上采用磁控溅射沉积1.5-2.5m厚的铜铟镓金属预制层,接着采 用磁控溅射在金属预制层上沉积一定量的含钠物质层,然后将其敚入到加热灯中进行硒化 热处理,从而形成具冇黄铜矿结枃的铜铟镓二硒光吸收层3;在光吸收层3上采用化学浴 CBD)方法沉积15-75nm的CdS膜层作为缓冲层4;在缓冲层4上采用RF溅射沇积20-50nm 的本征7nQ膜层5,接着采川磁控溅乐沉积300-800nm∧70(A1掺杂/nO)膜层作为透明导电 窗口层6,接着在透明导电窗口层δ上采用磁控溅射沉积4 nm Tio,膜层作为高折射率材料 层7,接着在TiO2膜层上沉积93nm的siO2膜层作为低折射率材料层8 [0013]实施例2 [0014]在钠钙玻璃基板(衬底1)|采用磁控溅射沉积50m的金属钳电极层(背电极层 2);接着在钼电极层上采川磁控溅射沉积1.2um厚的铜镓金属预制层,接着采川磁控溅封 在金属预制层上沉积一定量的含钠物仄层,然后将其放入到加热炉中进行硫化热处理,从 而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二硫光吸收层3;在光吸收层3上采用化学浴(CBD)方法 沉积55nm的CdS膜层作为缓冲层4;在缓冲层4上采用RF溅射沉积30nm的本征ZnO膜层 5,接着采用磁控溅射沉积300 naZ0(A1掺杂Zn0)膜层作为透明导电窗口层6,接着在透明 导电窗层上采用磁控溅射沉积5 nm siN膜层作为高折射率材料层7,接着在Si小4膜层 上沉积90m的Si02膜层作为低折射率材料层8。 4 N2028352U 说明书附图 1/1页 654321 图1

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2019-09-05
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