一種降低薄膜太陽能電池內阻的方法
2023-08-10 22:47:31
專利名稱：一種降低薄膜太陽能電池內阻的方法
技術領域：
本發明涉及一種降低薄膜太陽能電池內阻的方法，特別涉及到一種提高薄膜太陽能電池組件轉換效率的前電極TCO膜層的製備方法。
背景技術：
傳統的燃料能源正在一天天減少，對環境造成的危害日益突出。同時全球還有20 億人得不到正常的能源供應。這個時候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變人類的能源結構，維持長遠的可持續發展。眾多的新能源之中太陽能以其獨有的優勢而成為人們重視的焦點。豐富的太陽輻射能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭的、無汙染、廉價、人類能夠自由利用的能源。目前，單晶矽和多晶矽為基本轉換介質的太陽能電池仍佔統治地位，但製造電池板的材料要求限制了其生產成本的降低。非晶矽的薄膜太陽能電池以其生產效率高，成本低廉，易於實現大規模生產等優勢越來越受到人們的重視。但是，薄膜太陽能電池轉換效率偏低一直阻礙著薄膜太陽能電池的發展。所以，任何有效提高薄膜太陽能電池轉換效率的技術改進都成為薄膜太陽能電池研究工作的關注點。開路電壓、短路電流等是影響太陽能轉換效率的重要因素，而電池的內阻大小直接影響到短路電流的大小，薄膜太陽能的內阻主要決定於不同膜層之間的接觸電阻。所以，怎麼降低不同膜層之間的接觸電阻是重要問題的關鍵所在，也是人們一直以來研究的方向。
發明內容
本發明要解決太陽能電池因內阻大降低轉換效率的技術問題，設計了一種降低薄膜太陽能電池內阻的方法，通過在襯底及太陽能電池層之間增設雙層摻鋁氧化鋅膜，解決了 TCO玻璃與電池層之間接觸電阻大的問題，提高了太陽能電池的轉換效率。本發明為實現發明目的採用的技術方案是，一種降低薄膜太陽能電池內阻的方法，以上方法的實施步驟中包括以TCO玻璃為原片、製備減小TCO玻璃與太陽能電池層接觸電阻的緩衝層，關鍵是本方法中的緩衝層是由沉積在TCO玻璃原片上的第一摻鋁氧化鋅膜層、以及沉積在第一摻鋁氧化鋅膜層上的第二摻鋁氧化鋅膜層組成的雙層摻鋁氧化鋅 (AZO)膜層，所說的雙層摻鋁氧化鋅(AZO)膜層中，所說的雙層摻鋁氧化鋅(AZO)膜層中第一摻鋁氧化鋅(AZO)膜層中，Al2O3的含量為1 3%，其餘是氧化鋅，膜層厚度為 800 1200nm ；第二摻鋁氧化鋅(AZO)膜層中，Al2O3的含量為2 6%，其餘是氧化鋅，膜層厚度為 10 lOOnm。本發明的關鍵是通過在襯底及太陽能電池層之間增設雙層摻鋁氧化鋅膜，TCO 玻璃為AZO膜層，與太陽能電池元件結構為矽材料的工函數不同，為了解決不同工函數匹配的問題，利用高參雜的AZO使兩個界面中間產生高複合接觸，因此解決了 TCO玻璃與電池層之間接觸電阻大的問題，提高了太陽能電池的轉換效率。本發明的有益效果是本發明有以下優點工藝簡單；成本低廉，易於大面積生產；有效的降低薄膜太陽能電池的內阻，提高短路電流，從而提薄膜太陽能電池的轉換效率。
具體實施例方式一種降低薄膜太陽能電池內阻的方法，以上方法的實施步驟中包括以TCO玻璃為原片、製備減小TCO玻璃與太陽能電池層接觸電阻的緩衝層，其關鍵在於本方法中的緩衝層是由沉積在TCO玻璃原片上的第一摻鋁氧化鋅膜層、以及沉積在第一摻鋁氧化鋅膜層上的第二摻鋁氧化鋅膜層組成的雙層摻鋁氧化鋅(AZO)膜層，所說的雙層摻鋁氧化鋅 (AZO)膜層中，所說的雙層摻鋁氧化鋅(AZO)膜層中第一摻鋁氧化鋅(AZO)膜層中，A^O3的含量為1 3%，其餘是氧化鋅，膜層厚度為 800 1200nm ；第二摻鋁氧化鋅(AZO)膜層中，Al2O3的含量為2 6%，其餘是氧化鋅，膜層厚度為 10 lOOnm。上述的雙層摻鋁氧化鋅(AZO)膜層是藉助磁控濺射設備沉積在TCO玻璃上的，其中各工藝參數分別是TCO玻璃原片的溫度為150 350°C，本體真空度為小於1 X 10_5Pa，濺射氣壓為 2 5mTorr，通入的工藝氣體是Ar和O2、體積比是Ar為94 96%，O2為4 6%，沉積雙層摻鋁氧化鋅(AZO)膜層所用的靶材均是摻鋁氧化鋅(AZO)陶瓷靶，濺射第一層摻鋁氧化鋅(AZO)膜層所需的陶瓷靶材中，Al2O3的含量為1 3%，濺射第二層摻鋁氧化鋅(AZO)膜層所需的陶瓷靶材中，Al2O3的含量為2 6%。以上所需工藝氣體的體積比例優選Ar為 95%，O2為5%，下面給出3個具體實施例
權利要求
1.一種降低薄膜太陽能電池內阻的方法，以上方法的實施步驟中包括以TCO玻璃為原片、製備減小TCO玻璃與太陽能電池層接觸電阻的緩衝層，其特徵在於本方法中的緩衝層是由沉積在TCO玻璃原片上的第一摻鋁氧化鋅膜層、以及沉積在第一摻鋁氧化鋅膜層上的第二摻鋁氧化鋅膜層組成的雙層摻鋁氧化鋅(AZO)膜層，所說的雙層摻鋁氧化鋅(AZO) 膜層中，所說的雙層摻鋁氧化鋅(AZO)膜層中第一摻鋁氧化鋅(AZO)膜層中，Al2O3的含量為1 3 %，其餘是氧化鋅，膜層厚度為 800 1200nm ；第二摻鋁氧化鋅(AZO)膜層中，Al2O3的含量為2 6%，其餘是氧化鋅，膜層厚度為 10 lOOnm。
2.根據權利要求1所述的一種降低薄膜太陽能電池內阻的方法，其特徵在於所述的雙層摻鋁氧化鋅(AZO)膜層是藉助磁控濺射設備沉積在TCO玻璃上的，其中各工藝參數分別是TCO玻璃原片的溫度為150 350°C，本體真空度為小於lX10_5Pa，濺射氣壓為2 5mTorr,通入的工藝氣體是Ar和O2、體積比是Ar為94 96 %，O2為4 6 %，沉積雙層摻鋁氧化鋅(AZO)膜層所用的靶材均是摻鋁氧化鋅(AZO)陶瓷靶，濺射第一層摻鋁氧化鋅 (AZO)膜層所需的陶瓷靶材中，Al2O3的含量為1 3%，濺射第二層摻鋁氧化鋅(AZO)膜層所需的陶瓷靶材中，Al2O3的含量為2 6%。
3.根據權利要求1所述的一種降低薄膜太陽能電池內阻的方法，其特徵在於第一摻鋁氧化鋅(AZO)膜層中，Al2O3的含量優選為1. 8 2. 2%。
4.根據權利要求1所述的一種降低薄膜太陽能電池內阻的方法，其特徵在於第二摻鋁氧化鋅(AZO)膜層中，Al2O3的含量優選為3 5%。
5.根據權利要求1所述的一種降低薄膜太陽能電池內阻的方法，其特徵在於第一摻鋁氧化鋅(AZO)膜層厚度優選為950 1050nm。
全文摘要
一種降低薄膜太陽能電池內阻的方法，解決了太陽能電池因內阻大降低轉換效率的技術問題，設計了通過在襯底及太陽能電池層之間增設雙層摻鋁氧化鋅膜，採用的技術方案是，一種降低薄膜太陽能電池內阻的方法，以上方法是以TCO玻璃為原片、製備減小TCO玻璃與太陽能電池層接觸電阻的緩衝層，關鍵在於本方法中的緩衝層是沉積在TCO玻璃原片上的雙層摻鋁氧化鋅(AZO)膜層。本發明的關鍵是通過在襯底及太陽能電池層之間增設雙層摻鋁氧化鋅膜，解決了TCO玻璃與電池層之間接觸電阻大的問題，提高了太陽能電池的轉換效率。
文檔編號H01L31/20GK102332505SQ20111009193
公開日2012年1月25日 申請日期2011年4月13日 優先權日2011年4月13日
發明者王毓婷, 褚明淵, 邢麗芬, 陳志維 申請人:東旭集團有限公司, 成都泰軼斯太陽能科技有限公司