一種銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)。該銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池包括電池基本單元、及形成在其入光面上的導(dǎo)電薄膜，導(dǎo)電薄膜上形成有具有絨面的陷光結(jié)構(gòu)，入射光經(jīng)陷光結(jié)構(gòu)散射后進(jìn)入到電池基本單元的電池吸收層。本實(shí)用新型涉及銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)，可在原有銅銦鎵硒薄膜電池基本單元的基礎(chǔ)上進(jìn)一步形成陷光結(jié)構(gòu)，使入射光既能在絨面上形成減反射，又能進(jìn)行散射進(jìn)入到電池吸收層，不但能夠降低電池吸收層的厚度，減少電池/組件的生產(chǎn)成本，還能使薄膜太陽(yáng)能電池對(duì)光的的吸收率得以大幅提高，進(jìn)一步提高薄膜太陽(yáng)能電池整體的光電轉(zhuǎn)換效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光伏技術(shù)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種適合于提高銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池效率的陷光結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]低碳環(huán)保是人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，尤其是近期“霧霾”成為了網(wǎng)上出現(xiàn)頻率最高的詞語(yǔ)，在2月12日的國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議上，李克強(qiáng)總理直接開(kāi)門(mén)見(jiàn)山的說(shuō):“要打一場(chǎng)治理霧霾的攻堅(jiān)戰(zhàn)和持久戰(zhàn)。”這個(gè)僅僅是一個(gè)側(cè)面寫(xiě)照，種種方面直接反映出人類(lèi)需要發(fā)展新能源來(lái)替代現(xiàn)有的化石能源。從目前的能源分布來(lái)看，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電將會(huì)在新能源領(lǐng)域中占據(jù)非常重要的一席之地。目前光伏市場(chǎng)產(chǎn)品中主要分為晶體硅太陽(yáng)能電池和薄膜太陽(yáng)能電池，其中晶體硅太陽(yáng)能電池占據(jù)著將近85%的市場(chǎng)份額，盡管硅元素在地殼中的含量很好，但是從目前市場(chǎng)反饋的硅提純技術(shù)來(lái)看需要耗費(fèi)大量的能源來(lái)提純，甚至帶來(lái)環(huán)境的污染，從這個(gè)角度來(lái)看，晶體硅太陽(yáng)能電池的“綠色環(huán)?！币彩切枰騻€(gè)折扣的。而薄膜太陽(yáng)能電池主要是包含硅基薄膜太陽(yáng)能電池、碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池三類(lèi)，其中銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池是20世紀(jì)80年代后半期由銅銦錫(CIS)發(fā)展而來(lái)，將鎵(Ga)取代銅銦錫(CIS)中的部分銦(In)，形成銅銦鎵硒(以下簡(jiǎn)稱CIGS)四元化合物。
[0003]在薄膜太陽(yáng)能電池市場(chǎng)中，CIGS作為吸收層的薄膜太陽(yáng)能電池是最有發(fā)展前途的一種，CIGS是直接帶隙的半導(dǎo)體材料，具體優(yōu)異的太陽(yáng)能光譜響應(yīng)特性，吸收系數(shù)可達(dá)KT5CnT1,理論光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30%。在實(shí)驗(yàn)室研究階段，2008年3月，美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)采用共蒸發(fā)CIGS的工藝在0.5-1 cm2單元面積上獲得了高達(dá)19.9%的光電轉(zhuǎn)換效率；2010年8月，德國(guó)太陽(yáng)能和氫能研究中心(ZSW)研究的CIGS太陽(yáng)能的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)20.3%,基本接近現(xiàn)有獲得的多晶娃太陽(yáng)能電池的最聞效率。
[0004]在產(chǎn)業(yè)化研究開(kāi)發(fā)方面，2008年9月，日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所在面積為IOcmxlOcm的CIGS太陽(yáng)能電池小型模組上取得了 15.9%的光電轉(zhuǎn)換效率；2010年12月，CIGS薄膜太陽(yáng)能電池組件制造商Miasol6研發(fā)的大面積組件(面積達(dá)Im2)的效率達(dá)到15.7%，已經(jīng)證實(shí)為目前商業(yè)化薄膜組件中的最高效率。
[0005]在結(jié)構(gòu)上，CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的典型結(jié)構(gòu)為多層膜結(jié)構(gòu)，整個(gè)結(jié)構(gòu)包括基片襯底、鑰(Mo)導(dǎo)電層、CIGS (或是CZTS或是CIS)吸收層、CdS過(guò)渡層、i_ZnO異質(zhì)結(jié)η型層、AZO窗口層、MgF2反射層和N1-Al電極層，其中吸收層CIGS是CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的核心。
[0006]目前CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域最主要體現(xiàn)在以下兩方面:
[0007]1.在提高光電轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，降低電池/組件成本，該領(lǐng)域技術(shù)目前主要是掌握在德國(guó)、日本和美國(guó)等幾個(gè)國(guó)家對(duì)應(yīng)的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)。由于IruGa材料非常昂貴，而且每年開(kāi)采量及其儲(chǔ)量均有限，目前世界年開(kāi)采量為300噸/年，尤其是隨著2011年以來(lái)液晶顯示屏行業(yè)的迅猛發(fā)展，導(dǎo)致In的價(jià)格急劇攀升。為了降低CIGS電池的成本，歐美日相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)開(kāi)始了超薄電池的研究開(kāi)發(fā)，減小吸收層CIGS的厚度。美國(guó)NREL研究過(guò)不同CIGS吸收層厚度時(shí)對(duì)應(yīng)的電池光電轉(zhuǎn)換效率，在IumCIGS吸收層的基礎(chǔ)上制備的小面積電池效率最高為17.16%，而在吸收層為0.75um,電池的效率降低為12.5% ;美國(guó)EPV取得CIGS吸收層厚度僅為0.47um時(shí)，電池的光電轉(zhuǎn)換效率為9.9% ;日本Shell Solar研究的CIGS吸收層厚度為Ium時(shí)，電池效率為12.8% ；
[0008]2.鑒于CIGS薄膜太陽(yáng)能電池是目前所有薄膜太陽(yáng)能電池中效率最高的，而薄膜太陽(yáng)能電池本身具備的在建筑一體化和終端消費(fèi)品市場(chǎng)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，因此采用柔性材料替代硬質(zhì)鈉鈣玻璃也是目前CIGS領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一。其中，柔性基底主要包含耐高溫的聚酰亞胺(PD材料、不銹鋼襯底、鈦、鑰、銅等金屬襯底。采用柔性基底可與目前市場(chǎng)上Roll-to-Roll技術(shù)相結(jié)合，美國(guó)NREL采用共蒸發(fā)法，在不銹鋼柔性襯底上制備出了小面積CIGS電池的效率為17.5% ；2011年5月瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室在聚酰亞胺PI襯底上制備出了轉(zhuǎn)換效率為18.7%的CIGS電池。
[0009]從目前的技術(shù)研究開(kāi)發(fā)進(jìn)展和現(xiàn)狀來(lái)看，關(guān)于CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的技術(shù)研發(fā)至少還存在如下缺點(diǎn):
[0010](I).為了降低CIGS電池的成本，目前采取的方式基本都是在電池層面上進(jìn)行改進(jìn)，降低吸收層CIGS的厚度，但是從研究結(jié)果來(lái)看，CIGS吸收層是CIGS薄膜太陽(yáng)能電池最為關(guān)鍵的核心，其厚度的減薄會(huì)使得電池/組件的效率較大幅度降低，也即意味著，在效率保持或是提升與降低成本無(wú)法取得折中，因此從現(xiàn)階段的技術(shù)水平無(wú)法從降低厚度的角度來(lái)降低電池/組件的制造成本；
[0011](2).從CZTS電池的角度，CZTS是一種直接帶隙的半導(dǎo)體材料，光學(xué)帶隙在1.45eV左右，非常接近光伏電池的理想帶隙1.4eV，與太陽(yáng)光的響應(yīng)光譜非常匹配，相比于In、Ga，Zn、Sn在地殼中的儲(chǔ)量均非常豐富，但是該結(jié)構(gòu)電池目前暫時(shí)依然處于實(shí)驗(yàn)室至中試階段，仍有許多技術(shù)問(wèn)題待研究；
[0012](3).從柔性角度來(lái)看，相比于硬質(zhì)鈉鈣玻璃襯底的CIGS電池，柔性襯底的CIGS電池具有很多優(yōu)勢(shì)，質(zhì)量輕、可彎曲、便于攜帶，在空間、光伏建筑一體化上具有廣闊的應(yīng)用前景。但是目前其效率依然還是比較低、成本比較高。
[0013](4).為了減小入射光在頂窗口層AZO中的反射，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中主要是在AZO鍍上一層氟化鎂減反層，但是氟化鎂薄膜很昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本實(shí)用新型的目的在于提供一種提高銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池效率的陷光結(jié)構(gòu)及其制備方法。
[0015]一種銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)，其包括薄膜太陽(yáng)能電池基本單元，其由下至上包括基片襯底、前電極導(dǎo)電層、電池吸收層、過(guò)渡層、本征氧化鋅異質(zhì)結(jié)η型層和窗口層，所述電池吸收層為銅銦鎵硒薄膜，所述窗口層作為太陽(yáng)能電池的入光面，所述陷光結(jié)構(gòu)包括均勻鋪設(shè)在所述窗口層上表面的微納米層，所述微納米層為粒徑均勻的微納米球組成，在所述微納米層的上表面鍍一層導(dǎo)電薄膜，通過(guò)超聲波清洗去除微納米球，即為所述陷光結(jié)構(gòu)；入射光經(jīng)所述陷光結(jié)構(gòu)散射后進(jìn)入到下方的所述電池吸收層。
[0016]在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電池吸收層可選自以下中的任何一種:銅銦鎵硒薄膜、銅鋅錫硫薄膜、銅銦錫薄膜。
[0017]在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述導(dǎo)電薄膜為摻鋁氧化鋅導(dǎo)電膜，所述窗口層為摻鋁氧化
鋅窗口層。
[0018]在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述微納米球的粒徑為20(T3000nm。
[0019]在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述導(dǎo)電薄膜的厚度為5(T3000nm。
[0020]在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述基片襯底包括硬質(zhì)基片和柔性基片，所述硬質(zhì)基片為普通的鈉鈣玻璃，所述柔性基片為不銹鋼、鈦、鑰、銅片金屬襯底和聚酰亞胺PI襯底。
[0021]在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述前電極導(dǎo)電層為鑰(Mo)導(dǎo)電層，所述過(guò)渡層為硫化鎘(CdS)過(guò)渡層。
[0022]本實(shí)用新型的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)，通過(guò)在電池基本單元的入光面上設(shè)置導(dǎo)電薄膜，并在導(dǎo)電薄膜上形成有絨面的陷光結(jié)構(gòu)，入射光經(jīng)陷光結(jié)構(gòu)散射后進(jìn)入到電池基本單元的電池吸收層。本實(shí)用新型銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池，使入射光既能在絨面上形成減反射，又能進(jìn)行散射進(jìn)入到電池吸收層，不但能夠降低電池吸收層的厚度，減少電池/組件的生產(chǎn)成本，還能使薄膜太陽(yáng)能電池對(duì)入射光的的吸收率得以大幅提高，進(jìn)一步提高薄膜太陽(yáng)能電池整體的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0023]本實(shí)用新型涉及銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)，可在原有銅銦鎵硒薄膜電池基本單元的基礎(chǔ)上進(jìn)一步形成陷光結(jié)構(gòu)，其還具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024]I)、工藝簡(jiǎn)單，避開(kāi)薄膜太陽(yáng)能電池基本單元本身電池層面上的工藝優(yōu)化，而是在現(xiàn)有摻鋁氧化鋅窗口層上形成U型絨面的陷光結(jié)構(gòu)，減少入射光的反射，使得更多的光可以散射至電池吸收層，增大入射光在電池吸收層中的光程，提高電池效率5-10% ；
[0025]2)、該陷光結(jié)構(gòu)的引入可以替代原有氟化鎂等減反層，降低組件的制造成本；
[0026]3)、整個(gè)工藝與現(xiàn)有CIGS電池的制備設(shè)備完全吻合，可大面積工業(yè)化生產(chǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為一實(shí)施例中銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2為圖1中關(guān)于所述陷光結(jié)構(gòu)的形成流程圖。
[0029]圖3為納米球在摻鋁氧化鋅導(dǎo)電膜表面的分布圖。
[0030]圖4為微米球在摻鋁氧化鋅導(dǎo)電膜表面的分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合具體實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)及其制備方法作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0032]針對(duì)目前銅銦鎵硒太陽(yáng)能薄膜電池技術(shù)研究開(kāi)發(fā)存在的問(wèn)題:光電轉(zhuǎn)換效率提升與電池吸收層厚薄的矛盾、電池吸收層厚薄與電池/組件成本的矛盾、面對(duì)晶體硅太陽(yáng)能電池的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力以及終端平價(jià)上網(wǎng)的需求，本實(shí)用新型提供一種設(shè)置在銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池基本單元10上表面的的陷光結(jié)構(gòu)。
[0033]請(qǐng)參見(jiàn)圖1，一種提高銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池效率的陷光結(jié)構(gòu)，其至少包括電池基本單元10，電池基本單元10由下至上依序包括基片襯底11、前電極導(dǎo)電層12、電池吸收層13、過(guò)渡層14、本征氧化鋅異質(zhì)結(jié)η型層15和窗口層16，其中，電池吸收層13可選自以下中的任何一種:銅銦鎵硒薄膜(CIGS)、銅鋅錫硫薄膜(CZTS)、銅銦錫薄膜(CIG)，分別對(duì)應(yīng)的形成銅銦鎵硒薄膜(CIGS)太陽(yáng)能電池基本單元、銅鋅錫硫薄膜(CZTS)太陽(yáng)能電池基本單元和銅銦錫薄膜(CIG)太陽(yáng)能電池基本單元，下述的實(shí)施方式以銅銦鎵硒薄膜(CIGS)太陽(yáng)能電池基本單元為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0034]優(yōu)選的，陷光結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在摻招氧化鋅窗口層16上表面的具有陷光性能的微納米層30，在微納米層30的上表面鍍一層導(dǎo)電薄膜20，微納米層21由均勻鋪設(shè)在摻鋁氧化鋅窗口層16上表面的微納米球組成，微納米球的粒徑為200?3000nm，通過(guò)超聲波清洗去除微納米球，從而在摻鋁氧化鋅窗口層16表面形成納米級(jí)的U型絨面形貌，入射光經(jīng)U型絨面散射后進(jìn)入到下方的電池吸收層13。
[0035]窗口層16為摻招氧化鋅窗口層，導(dǎo)電薄膜20為摻招氧化鋅導(dǎo)電膜,導(dǎo)電薄膜20的厚度為5(T3000nm，入射光可通過(guò)其散射進(jìn)入電池吸收層13。摻鋁氧化鋅薄膜22的厚度依據(jù)微納米球的粒徑、以及電池最大的光吸收率來(lái)選擇，務(wù)必使入射光能夠完全通過(guò)氧化鋅薄膜22并散射進(jìn)入到電池吸收層。
[0036]前電極導(dǎo)電層為鑰(Mo)導(dǎo)電層，過(guò)渡層為硫化鎘(CdS)過(guò)渡層。
[0037]基片襯底11可為硬質(zhì)基片和柔性基片，其中，硬質(zhì)基片為普通的鈉鈣玻璃，柔性基片為不銹鋼、鈦、鑰、銅片金屬襯底和聚酰亞胺PI襯底。
[0038]請(qǐng)同時(shí)參見(jiàn)圖2，關(guān)于銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)，其在生產(chǎn)工藝中還包括如下加工步驟:
[0039]步驟S10、所述電池基本單元的形成，具體為，從基片襯底開(kāi)始由下往上依序疊加導(dǎo)電層、電池吸收層、過(guò)渡層、異質(zhì)結(jié)型層和窗口層，得到電池基本單元；
[0040]步驟S20、微納米球?qū)拥男纬?，具體為，取濃度為0.5wt.%的納米/微米球溶液，將其與去離子水按1:1?1:10的比例混合，再將該混合溶液的PH值調(diào)至2?6，然后將所述薄膜太陽(yáng)能電池基本單元放入到該溶液中，放置IOs?2min后，取出，用水沖洗干凈，此時(shí)窗口層上形成微納米球?qū)?0，并得到電池結(jié)構(gòu)A ;
[0041]步驟S30、制備摻鋁氧化鋅導(dǎo)電膜，具體為，在步驟S20的基礎(chǔ)上，在電池結(jié)構(gòu)A上利用磁控濺射方式鍍上一層摻鋁氧化鋅導(dǎo)電膜，以使所述薄膜太陽(yáng)能電池基本單元的上表面形成U型絨面結(jié)構(gòu)，并得到電池結(jié)構(gòu)B ；
[0042]步驟S40、微納米球的去除，具體為，在步驟S30的基礎(chǔ)上，采用超聲波設(shè)備清洗去除電池結(jié)構(gòu)B上表面的納米/微米球，此時(shí)導(dǎo)電薄膜的表面上便形成納米級(jí)U型絨面的陷光結(jié)構(gòu)。
[0043]在步驟S20中，納米/微米球?yàn)榫郾揭蚁┗蚴嵌趸栉⑶?其粒徑為200nm?3000nm ;由于摻招氧化鋅導(dǎo)電膜薄膜的等電點(diǎn)(Isoelectric Point)比較大，大概在6?10左右，而聚苯乙烯微球(PS)或是二氧化硅(Si02)微球的等電點(diǎn)比較小，一般是2?4左右。因此當(dāng)把電池結(jié)構(gòu)A放入到PH為2飛左右的弱酸性聚苯乙烯或是二氧化硅微球溶液中時(shí)，電池結(jié)構(gòu)A中的摻鋁氧化鋅窗口層表面會(huì)帶上負(fù)電，而聚苯乙烯或是二氧化硅納米/微米球的表面就會(huì)帶上正電，造成這兩種材料互相靜電吸引。經(jīng)過(guò)IOs?2min.后，摻鋁氧化鋅導(dǎo)電膜的表面幾乎就會(huì)被一層納米球所吸附(如圖3、圖4所示)。納米/微米球在摻鋁氧化鋅導(dǎo)電膜薄膜表面上的覆蓋率會(huì)隨著微球溶液濃度、PH值、浸潰鍍膜的時(shí)間發(fā)生改變。
[0044]在步驟S30中，導(dǎo)電薄膜的沉積厚度取決于所述納米/微米球的粒徑、以及太陽(yáng)能電池最大的光吸收率來(lái)決定，務(wù)必使入射光能夠完全通過(guò)氧化鋅薄膜并散射進(jìn)入到電池吸收層，導(dǎo)電薄膜的厚度可優(yōu)選為5(T3000nm。
[0045]另外，在步驟S30中，所述磁控濺射的工藝條件如下:本底真空度優(yōu)于3.0xlO-4Pa,工作氣壓0.4?0.8Pa，工作氣體Ar+02，濺射電源為射頻(13.56MHz)，功率150?1000W，襯底溫度為RT?100°C，沉積速率為10?100nm/min。
[0046]為便于理解本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方案，現(xiàn)提供以下幾種、且不僅僅包含以下幾種實(shí)施方式:
[0047]實(shí)施方式I
[0048]一種提高銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池效率陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:
[0049]S10、取本底銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池，即已經(jīng)制備到摻鋁氧化鋅窗口層的太陽(yáng)能電池；
[0050]S20、取濃度為0.5wt.%的納米球溶液，與去離子水按1:4的比例混合，納米/微米球的材質(zhì)是聚苯乙烯(PS)微球，粒徑為400nm，將該混合溶液的PH值調(diào)至4，將SlO中的電池放入到該溶液中，放置10s，取出，用水沖洗干凈，得到電池結(jié)構(gòu)A ;
[0051]S30、在電池結(jié)構(gòu)A上利用磁控濺射方式鍍上一層摻鋁氧化鋅導(dǎo)電膜，沉積厚度為300nm，得到電池結(jié)構(gòu)B。
[0052]S40、采用超聲波設(shè)備清洗去除電池結(jié)構(gòu)B上表面的納米/微米球，即可在CIGS電池頂窗口層的AZO表面形成U型絨面的陷光結(jié)構(gòu)。
[0053]實(shí)施方式2
[0054]一種提高銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池效率陷光結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:
[0055]S10、取本底銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池，即已經(jīng)制備到摻鋁氧化鋅窗口層的太陽(yáng)能電池；
[0056]S20、取濃度為0.5wt.%的納米球溶液，與去離子水按1:6的比例混合，納米/微米球的材質(zhì)是聚苯乙烯(PS)微球，粒徑為500nm，將該混合溶液的PH值調(diào)至4，將SlO中的電池放入到該溶液中，放置30s，取出，用水沖洗干凈，得到電池結(jié)構(gòu)A ；
[0057]S30、在電池結(jié)構(gòu)A上利用磁控濺射方式鍍上一層摻鋁氧化鋅導(dǎo)電膜，沉積厚度為400nm,得到電池結(jié)構(gòu)B。
[0058]S40、采用超聲波設(shè)備清洗去除電池結(jié)構(gòu)B上表面的納米/微米球，即可在CIGS電池頂窗口層的AZO表面形成U型絨面的陷光結(jié)構(gòu)。
[0059]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的主旨在于不改變銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，在其摻鋁氧化鋅窗口層的上表面加入陷光結(jié)構(gòu)，可提高薄膜電池的效率5-10%左右；并且，利用該陷光結(jié)構(gòu)還可替代昂貴的氟化鎂等減反層，從而進(jìn)一步降低CIGS薄膜太陽(yáng)能電池/組件的成本，以適應(yīng)平價(jià)上網(wǎng)終端市場(chǎng)的需求。
[0060]綜上，本實(shí)用新型的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)，通過(guò)在電池基本單元的入光面上設(shè)置導(dǎo)電薄膜，并在導(dǎo)電薄膜上形成有具有絨面的陷光結(jié)構(gòu)，入射光經(jīng)陷光結(jié)構(gòu)散射后進(jìn)入到電池基本單元的電池吸收層。本實(shí)用新型銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池，使入射光既能在絨面上形成減反射，又能進(jìn)行散射進(jìn)入到電池吸收層，不但能夠降低電池吸收層的厚度，減少電池/組件的生產(chǎn)成本，還能使薄膜太陽(yáng)能電池對(duì)入射光的吸收率得以大幅提聞，進(jìn)一步提聞了薄I旲太陽(yáng)能電池整體的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0061]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)，其包括薄膜太陽(yáng)能電池基本單元，其由下至上包括基片襯底、前電極導(dǎo)電層、電池吸收層、過(guò)渡層、本征氧化鋅異質(zhì)結(jié)η型層和窗口層，所述電池吸收層為銅銦鎵硒薄膜，所述窗口層作為太陽(yáng)能電池的入光面，其特征在于，所述陷光結(jié)構(gòu)包括均勻鋪設(shè)在所述窗口層上表面的微納米層，所述微納米層為粒徑均勻的微納米球組成，在所述微納米層的上表面鍍一層導(dǎo)電薄膜，通過(guò)超聲波清洗去除微納米球，即為所述陷光結(jié)構(gòu)；入射光經(jīng)所述陷光結(jié)構(gòu)散射后進(jìn)入到下方的所述電池吸收層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電池吸收層可選自以下中的任何一種:銅銦鎵硒薄膜、銅鋅錫硫薄膜、銅銦錫薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電薄膜為摻鋁氧化鋅導(dǎo)電膜，所述窗口層為摻鋁氧化鋅窗口層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微納米球的粒徑為20(T3000nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電薄膜的厚度為5(T3000nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基片襯底包括硬質(zhì)基片和柔性基片，所述硬質(zhì)基片為普通的鈉鈣玻璃，所述柔性基片為不銹鋼、鈦、鑰、銅片金屬襯底和聚酰亞胺PI襯底。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的陷光結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述前電極導(dǎo)電層為鑰(Mo)導(dǎo)電層，所述過(guò)渡層為硫化鎘(CdS)過(guò)渡層。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK203774348SQ201420148549
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】林清耿, 王洋 申請(qǐng)人:惠州市易暉太陽(yáng)能科技有限公司