太陽能電池及其制備方法技術(shù)

公開了一種太陽能電池及其制備方法。所述太陽能電池包括：在支撐基板上的背電極層；在所述背電極層上的氧化鉬層；在所述氧化鉬層上的光吸收層；以及，在所述光吸收層上的前電極層。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
[0001 ] 實(shí)施例涉及。
技術(shù)介紹
近來，因?yàn)閲?yán)重的環(huán)境污染和礦物燃料的缺少，對(duì)于新的可再生能源的需求和新的可再生能源的興趣一直在增加。在這一點(diǎn)上，太陽能電池作為解決未來的能量問題的無污染能源成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，因?yàn)樗苌僖瓠h(huán)境污染，并且具有半永久性壽命，并且存在用于太陽能電池的無限資源。太陽能電池可以被定義為用于通過使用當(dāng)光入射在P-N結(jié)二極管上時(shí)產(chǎn)生電子的光生伏打效應(yīng)來將光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。太陽能電池可以根據(jù)構(gòu)成結(jié)型二極管的材料被分類為:娃太陽能電池；化合物半導(dǎo)體太陽能電池，其主要包括1-1I1-VI族化合物或II1-V族化合物；染料敏化太陽能電池；以及，有機(jī)太陽能電池。由作為基于1-1I1-VI族黃銅礦的化合物半導(dǎo)體之一的CIGS(CuInGaSe)構(gòu)成的太陽能電池表現(xiàn)出優(yōu)越的光吸收性，使用薄的厚度的較高的光電轉(zhuǎn)換效率和優(yōu)越的電光穩(wěn)定性，因此將CIGS太陽能電池關(guān)注為傳統(tǒng)的硅太陽能電池的替代品。通過依序形成包括鈉(Na)、背電極層、光吸收層和窗口層的薄膜的基板來制造CIGS薄膜太陽能電池。如上所述，光吸收層包括CIGS化合物。當(dāng)在背電極層上形成CIGS化合物時(shí)，在背電極層和光吸收層之間形成硒化鑰(MoSe2)層。MoSe2層增大在背電極層和光吸收層之間的交界面處的粘結(jié)強(qiáng)度，但是具有比背電極層高的電阻，從而增大在窗口層和背電極層之間的接觸電阻，使得顯著地降低太陽能電池的整體效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
技術(shù)問題實(shí)施例提供了一種能夠通過減小串聯(lián)電阻Rs而表現(xiàn)出改善了光電轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池。技術(shù)方案根據(jù)第一實(shí)施例，提供了一種太陽能電池，包括:在支撐基板上的背電極；在所述背電極層上的氧化鑰層；在所述氧化鑰層上的光吸收層；以及在所述光吸收層上的前電極層。根據(jù)第二實(shí)施例，提供了一種太陽能電池，包括:在支撐基板上的背電極，穿透所述背電極層形成的部分地暴露所述支撐基板的上表面的穿孔；在透過所述穿孔暴露的所述背電極層的至少一個(gè)表面上的電流阻擋部；在所述背電極層上的氧化鑰層；在所述氧化鑰層上的光吸收層；以及在所述光吸收層上的前電極層。根據(jù)實(shí)施例，提供了一種制備太陽能電池的方法，包括:在支撐基板上形成背電極層，穿透所述背電極層形成的部分地暴露所述支撐基板的上表面的穿孔；在所述背電極層的上表面上形成氧化鑰層；在所述氧化鑰層上形成光吸收層；以及在所述光吸收層上形成前電極層。有益效果根據(jù)實(shí)施例的太陽能電池，形成了具有比接觸電阻層優(yōu)越的反應(yīng)度的氧化鑰層，使得可以使產(chǎn)生的接觸電阻電小化。因此，可以防止接觸電阻層產(chǎn)生的串聯(lián)電阻Rs的增大，并且可以改善太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率?！靖綀D說明】圖1至5是示出根據(jù)第一實(shí)施例的制造太陽能電池的方法的截面圖；以及圖6至11是示出根據(jù)第二實(shí)施例的制造太陽能電池的方法的截面圖?！揪唧w實(shí)施方式】在實(shí)施例的描述中，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)基板、層、膜或電極被稱為在另一個(gè)基板、另一個(gè)層、另一個(gè)膜或另一個(gè)電極“上”或“下”時(shí)，它可以“直接地”或“間接地”在該另一個(gè)基板、另一個(gè)層、另一個(gè)膜或另一個(gè)電極上，或者也可以存在一個(gè)或多個(gè)介入層。已經(jīng)參考附圖描述了層的這樣的位置。為了方便或清楚，在附圖中所示的元件的大小可能被夸大，并且可能不完全反映實(shí)際大小。圖1至5是示出根據(jù)第一實(shí)施例的制造太陽能電池的方法的截面圖。參見圖1，在支撐基板100上形成背電極層200?？梢酝ㄟ^PVD(物理氣相沉積)方案或電鍍方案來形成背電極層200。支撐基板100為板形，并且支撐背電極層200、氧化鑰層300、接觸電阻層400、光吸收層500、緩沖層600、高電阻緩沖層700和前電極層800。支撐基板100可以是透明的，并且可以是剛性的或柔性的。支撐基板100可以包括絕緣體。例如，支撐基板100可以包括玻璃基板、塑料基板或金屬基板。更詳細(xì)地，支撐基板100可以包括堿石灰玻璃基板。另外，支撐基板100可以包括氧化鋁陶瓷基板、不銹鋼或具有柔性屬性的聚合物。背電極層200被設(shè)置在支撐基板100上。背電極層200是導(dǎo)電層。背電極層200可以包括選自由鑰(Mo)，金(Au)，鋁(Al)，鉻(Cr)，鎢(W)和銅(Cu)構(gòu)成的組的一種。背電極層200可以包括鑰。Mo具有與支撐基板100相近的熱膨脹系數(shù)，因此，Mo可以改善粘結(jié)屬性，并且防止背電極層200從支撐基板100剝離。參見圖2和圖3，在氧化鑰層300上形成光吸收層500?？梢酝ㄟ^同時(shí)或分別蒸發(fā)Cu、In、Ga和Se來形成基于Cu (In, Ga) Se2 (CIGS)的光吸收層的方案，和在已經(jīng)形成金屬前體層后執(zhí)行硒化工藝的方案來形成光吸收層500。關(guān)于在已經(jīng)形成金屬前體層后的硒化工藝的細(xì)節(jié)，通過使用Cu靶、In靶或Ga靶的濺鍍工藝來在背電極層200上形成金屬前體層。其后，對(duì)金屬前體層進(jìn)行硒化工藝，使得形成基于Cu (In，Ga) Se2 (CIGS)的光吸收層500。另外，可以同時(shí)執(zhí)行使用Cu靶、In靶或Ga靶的濺鍍工藝和硒化工藝。而且，可以通過僅使用Cu靶和In靶或僅使用Cu靶和Ga靶的濺鍍工藝和硒化工藝來形成基于CIS或CIG的光吸收層500。接觸電阻層400可以與光吸收層500 —起同時(shí)形成。詳細(xì)而言，可以通過在背電極層200和光吸收層500之間的相互反應(yīng)來形成接觸電阻層400。例如，背電極層200可以包括Mo，并且光吸收層500可以包括基于Cu (In，Ga) Se2 (CIGS)的化合物和基于Cu-1n/Ga-S的化合物。在這種情況下,可以通過在背電極層200的鑰和光吸收層500的Se或S之間的反應(yīng)來制造接觸電阻層400。另外，接觸電阻層400可以包括硒化鑰(MoSe2)或硫化鑰(MoS2)。接觸電阻層400的厚度可以在約IOnm至約40nm的范圍內(nèi)，但是實(shí)施例不限于此接觸電阻層400具有比背電極層200更高的電阻。因此，如果接觸電阻層400變得更厚，則接觸電阻和串聯(lián)電阻Rs增大，導(dǎo)致太陽能電池的整體效率的降低。為了解決上述問題，在實(shí)施例中，在背電極層200上形成氧化鑰層300。氧化鑰層300包括氧化物(不是導(dǎo)電材料)，具有比接觸電阻層400更低的電阻，使得可以降低太陽能電池的串聯(lián)電阻Rs。可以在背電極層200的上表面部分地或完全地形成氧化鑰層300。詳細(xì)而言，可以在背電極層200和光吸收層500之間形成氧化鑰層300。氧化鑰層300可以包括MoO2或Mo03。在構(gòu)成氧化鑰層300的Mo和氧(O)之間的鍵能大于Mo和Se之間或Mo和S之間的鍵能。因此，氧化鑰層300中斷在用于構(gòu)成接觸電阻層400的Mo和Se之間的鍵合，因此，可以產(chǎn)生的接觸電阻層400最小化。氧化鑰層300的厚度可以在約IOnm至約50nm的范圍內(nèi)，但是實(shí)施例不限于此。雖然在圖3中示出和描述了在氧化鑰層300上形成了接觸電阻層400，但是實(shí)施例不限于此。即，當(dāng)氧化鑰層300很厚時(shí)，可以省略接觸電阻層400。因此，光吸收層500可以直接接觸氧化鑰層300的上表面?？梢酝ㄟ^氧化背電極層200來形成氧化鑰層300。例如，當(dāng)通過Mo來制造背電極層200時(shí)，可以通過在氧氣環(huán)境中在約300°C至約800°C的范圍內(nèi)的溫度下氧化背電極層200來制造氧化鑰層300。另外，可以通過下述方式來形成氧化鑰層300:允許MoO3本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種太陽能電池，包括：在支撐基板上的背電極層；在所述背電極層上的氧化鉬層；在所述氧化鉬層上的光吸收層；以及，在所述光吸收層上的前電極層。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】2011.11.02 KR 10-2011-01132921.一種太陽能電池，包括: 在支撐基板上的背電極層； 在所述背電極層上的氧化鑰層； 在所述氧化鑰層上的光吸收層；以及， 在所述光吸收層上的前電極層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，進(jìn)一步包括在所述氧化鑰層和所述光吸收層之間的接觸電阻層，其中，所述接觸電阻層的厚度比所述氧化鑰層的厚度薄。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池，其中，所述氧化鑰層的所述厚度在IOnm至50nm的范圍內(nèi)，并且所述接觸電阻層的所述厚度在IOnm至40nm的范圍內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池，其中，所述接觸電阻層包括硒化鑰(MoSe2)或硫化鑰(MoS2)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，所述氧化鑰層包括MoO2或此03。6.一種太陽能電池,包括: 在支撐基板上的背電極，穿透所述背電極層形成的部分地暴露所述支撐基板上表面的穿孔； 在透過所述穿孔暴露的所述背電極層的至少一個(gè)表面上的電流阻擋部； 在所述背電極層上的氧化鑰層； 在所述氧化鑰層上的光吸收層；以及 在所述光吸收層上的前電極層。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能電池，進(jìn)一步包括在所述氧化鑰層和所述光吸收層之間的接觸電阻層。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池，其中，所述接觸電阻層和所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：樸起昆，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：LG伊諾特有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：韓國(guó);KR