一種夾層結構的非晶矽薄膜太陽能電池的背電極的製作方法
2023-05-23 16:53:46 1
專利名稱：一種夾層結構的非晶矽薄膜太陽能電池的背電極的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於非晶矽薄膜太陽能電池領域，特別涉及到氫化非晶矽薄膜太陽能電池的背電極技術。
背景技術：
背電極對於非晶矽薄膜太陽能電池的性能影響至關重要，要求背電極首先具有良好的電學性能，對薄膜太陽能電池產生的電能進行良好輸運，並且其捕獲弱光的能力也是不可或缺的，背電極通過把未吸收的長波光線反射回太陽能電池中進行再吸收，以此來增加對太陽光的利用率。非晶矽薄膜太陽能電池一般使用透明導電氧化物(如SnO2等)作為電池的前電極， 而使用反光的金屬薄膜作為背電極，背電極一方面作為電池電極，另一方面反射未被非晶矽完全吸收的光來增加非晶矽薄膜太陽能電池的轉化效率。一般採用氧化鋅(ZnO)和銀 (Ag)作為非晶矽薄膜太陽能電池的背電極，這樣的非晶矽薄膜太陽能電池具有反射率高的優點，能夠更加充分利用進入非晶矽薄膜太陽能電池的光。但是也存在比較明顯的缺點由於ZnO是一種半導體薄膜，其導電率並不高，因而一般在其中摻雜其他元素提高ZnO薄膜的電導率；厚的Ag薄膜層會導致明顯的分流，並且隨著時間的推移，Ag會失去本身的光澤導致反射能力下降。ZnO層電導率不高會導致電極與非晶矽薄膜之間接觸不夠好，ZnO和Ag薄膜層反射能力下降會不利於充分利用太陽光，這對於非晶矽薄膜太陽能電池都是不利的。
發明內容為了克服現有非晶矽薄膜太陽能電池背電極電導率不夠高、穩定性不夠好的不足，本實用新型提供一種夾層結構的非晶矽薄膜太陽能電池的背電極，該背電極不僅能顯著提高非晶矽薄膜太陽能電池背電極的導電能力，而且使非晶矽薄膜太陽能電池背電極具有較好的自我保護作用。為了達到提高背電極整體導電性能，增加背電極穩定性的目的，本實用新型的夾層結構的非晶矽薄膜太陽能電池的背電極是由自上而下依次複合在一起的第一 ZnO薄膜層、第一 Ag薄膜層、第二 ZnO薄膜層、第二 Ag薄膜層、穩定金屬層構成。穩定金屬層用於對與其相鄰的第二 Ag薄膜層起保護作用，因此其選用導電率較好及在環境中較穩定的金屬製得為佳。作為優選技術措施所述第一 ZnO薄膜層、第二 ZnO薄膜層的厚度為> 0且 (50nm。所述第一 Ag薄膜層的厚度為5-20nm，其主要作用為增加第一 ZnO薄膜層、第一 Ag 薄膜層、第二 ZnO薄膜層的電導率，改善其與第二 Ag薄膜層的電學接觸。所述第二 Ag薄膜層的厚度為150-250nm。所述穩定金屬層的厚度為10-30nm。所述的穩定金屬層為Ti層或
Ni層。本實用新型的有益效果是相對於現有結構，增設了第一 SiO薄膜層、第一 Ag薄膜層、第二 ZnO薄膜層，且製成電池時第一 ZnO薄膜層與非晶矽薄膜接觸複合在一起，提高複合結構的導電能力，改善作為主要電極層的第二 ^Vg薄膜層與非晶矽薄膜之間的電學接觸， 可以改善非晶矽薄膜太陽能電池背電極的導電性能及穩定性。
圖1是本實用新型的截面結構示意圖。圖中標號說明1-第一 ZnO薄膜層、2-第一 Ag薄膜層、3_第二 ZnO薄膜層、4_第二 Ag薄膜層、5-穩定金屬層。
具體實施方式
以下結合說明書附圖對本實用新型做進一步說明。本實用新型的夾層結構的非晶矽薄膜太陽能電池的背電極，如圖1所示，其由自上而下依次複合在一起的摻雜( 元素的第一 ZnO薄膜層1、第一 Ag薄膜層2、摻雜( 元素的第二 ZnO薄膜層3、第二 Ag薄膜層4、穩定金屬層5構成。其中第二 Ag薄膜層作為主要電極層。具體的第一 ZnO薄膜層1、第二 ZnO薄膜層3的厚度為> 0且彡50nm。第一 Ag 薄膜層2的厚度為5-20nm。第二 Ag薄膜層4的厚度為150-250nm。穩定金屬層5的厚度為10-30nm。第一 ZnO薄膜層1、第二 ZnO薄膜層3中摻雜( 元素的質量百分比為0. 5% 一 10%。穩定金屬層5為Ti層或Ni層。製成電池時，第一 ZnO薄膜層1與非晶矽薄膜接觸複合在一起。根據大面積單體及複合薄膜沉積的測試，與現有結構的背電極相比，相對於單獨的ZnO薄膜，本實用新型複合結構的薄膜背電極的電導率更高，透過率也維持在較高的水平，本實用新型背電極中的所有膜層都可以在同一個濺射設備中大面積高速形成，從而實
現高產量。
權利要求1.一種夾層結構的非晶矽薄膜太陽能電池的背電極，其特徵是由自上而下依次複合在一起的第一 ZnO薄膜層(1)、第一 Ag薄膜層(2)、第二 ZnO薄膜層(3)、第二 Ag薄膜層(4)、 穩定金屬層(5)構成。
2.根據權利要求1所述的一種夾層結構的非晶矽薄膜太陽能電池的背電極，其特徵是所述第一 ZnO薄膜層(1)、第二 ZnO薄膜層(3)的厚度為> 0且彡50nm。
3.根據權利要求1所述的一種夾層結構的非晶矽薄膜太陽能電池的背電極，其特徵是所述第一 Ag薄膜層(2)的厚度為5-20nm。
4.根據權利要求1所述的一種夾層結構的非晶矽薄膜太陽能電池的背電極，其特徵是所述第二 Ag薄膜層(4)的厚度為150-250nm。
5.根據權利要求1所述的一種夾層結構的非晶矽薄膜太陽能電池的背電極，其特徵是所述穩定金屬層(5)的厚度為10-30nm。
6.根據權利要求1所述的一種夾層結構的非晶矽薄膜太陽能電池的背電極，其特徵是所述的穩定金屬層(5)為Ti層或M層。
專利摘要本實用新型公開了一種夾層結構的非晶矽薄膜太陽能電池的背電極，屬於非晶矽薄膜太陽能電池領域，現有非晶矽薄膜太陽能電池背電極電導率不夠高、穩定性不夠好，本實用新型是由自上而下依次複合在一起的第一ZnO薄膜層、第一Ag薄膜層、第二ZnO薄膜層、第二Ag薄膜層、穩定金屬層構成。相對於現有結構，增設了第一ZnO薄膜層、第一Ag薄膜層、第二ZnO薄膜層，且製成電池時第一ZnO薄膜層與非晶矽薄膜接觸複合在一起，提高複合結構的導電能力，改善作為主要電極層的第二Ag薄膜層與非晶矽薄膜之間的電學接觸，可以改善非晶矽薄膜太陽能電池背電極的導電性能及穩定性。
文檔編號H01L31/0224GK202103058SQ20112011898
公開日2012年1月4日 申請日期2011年4月21日 優先權日2011年4月21日
發明者葉志高, 周麗萍, 郝芳 申請人:杭州天裕光能科技有限公司