[實用新型]剛性復合襯底上制作的前摻鈉柔性太陽電池

有效

• 申請號: 201320544346.9
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN203415592U
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 楊立;張嘉偉;李微;趙彥民;喬在祥
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/0392
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本實用新型屬于太陽電池制作技術領域，特別是涉及一種剛性復合襯底上制作的前摻鈉柔性太陽電池。

背景技術

銅銦鎵硒材料（CIGS）屬于Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族四元化合物半導體，具有黃銅礦的晶體結構。銅銦鎵硒薄膜太能電池自20世紀70年代出現以來，得到非常迅速的發展，并將逐步實現產業化。此電池有以下特點：①銅銦鎵硒的禁帶寬度可以在1.04ev-1.67ev范圍內調整。②銅銦鎵硒是一種直接帶隙半導體，對可見光的吸收系數高達105cm-1。銅銦鎵硒吸收層厚度只需1.5～2.5μm，整個電池的厚度為3～4μm。③抗輻照能力強，比較適合作為空間電源。④轉換效率高。2010年德國太陽能和氫能研究中心（ZSW）研制的小面積銅銦鎵硒薄膜太陽電池轉換效率已高達20.3%。⑤弱光特性好。因此銅銦鎵硒多晶薄膜太陽電池有望成為下一代太陽電池的主流產品之一。

隨著科學技術的發展，越來越多的領域需要太陽電池即有較高的質量比功率，又能夠在惡劣環境中正常使用，這就促進了柔性太陽電池技術的發展。為實現既具有較高的質量比功率，又具有柔性、可折疊性和不怕摔碰的銅銦鎵硒薄膜太陽電池，聚酰亞胺（PI）為襯底的銅銦鎵硒薄膜太陽電池脫穎而出。然而由于聚酰亞胺的熱膨脹系數無法與銅銦鎵硒材料本身具有很好的匹配，并且在溫度較高時，作為襯底的聚酰亞胺會產生較大的形變，導致銅銦鎵硒薄膜較為疏松，容易脫落，而溫度較低時，生長出的銅銦鎵硒薄膜結晶質量較差，晶粒細小，缺陷較多，增加了載流子的復合，縮短了少子的壽命，進而影響了電池性能。

發明內容

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種高溫時襯底不變形，生長出的銅銦鎵硒薄膜不脫落，并且銅銦鎵硒薄膜結晶質量好，晶粒大，缺陷少，電學特性好的剛性復合襯底上制作的前摻鈉柔性太陽電池。

本實用新型包括如下技術方案：

剛性復合襯底上制作的前摻鈉柔性太陽電池，包括柔性襯底上自下至上的背接觸層、吸收層、緩沖層、透明窗口層和上電極，其特點是：所述背接觸層和吸收層之間制有一層氟化鈉預置層；所述柔性襯底為形成柔性太陽電池后從剛性襯底上分離開的聚酰亞胺膜。

本實用新型還可以采用如下技術措施：

所述吸收層為銅銦鎵硒吸收層；所述緩沖層為硫化鎘緩沖層；所述剛性襯底為蘇打玻璃。

所述背接觸層為聚酰亞胺膜上的高阻層Mo薄膜和低阻層Mo薄膜構成。

所述透明窗口層為硫化鎘緩沖層上的高阻本征氧化鋅薄膜和低阻氧化鋅鋁薄膜構成。

所述上電極為蒸鍍在透明窗口層低阻氧化鋅鋁薄膜上兩條相互平行的0.8-1.5μm厚Al薄膜條。

本實用新型具有的優點和積極效果：

1、本實用新型采用了聚酰亞胺膜-蘇打玻璃剛性復合襯底，在剛性復合襯底的聚酰亞胺膜上制作備吸收層前摻入鈉元素的柔性太陽電池；不僅充分利用了蘇打玻璃耐高溫的特點，聚酰亞胺依靠與玻璃之間的附著力，高溫時聚酰亞胺襯底不變形，生長出的銅銦鎵硒薄膜不疏松、不脫落，并且銅銦鎵硒薄膜結晶質量好，晶粒大，缺陷少，而且提升了銅銦鎵硒吸收層薄膜的電學特性分離掉剛性的蘇打玻璃后，實現了具有較大柱狀晶粒高轉換效率的柔性銅銦鎵硒薄膜太陽電池。

2、本實用新型將聚酰亞胺膠涂于玻璃表面，可以較好改善襯底的粗糙度；具有制備工藝簡單、易于實施，制備出的產品能夠適應于各種環境，具有極其廣泛的應用前景。

附圖說明

圖1是本實用新型剛性復合襯底上制作的前摻鈉柔性太陽電池結構示意圖；

圖2是圖1電池中柔性襯底與剛性沉底分離前的電池結構示意圖。

圖中，1-蘇打玻璃，2-聚酰亞胺膜，3-背接觸層，4-吸收層，5-氟化鈉預置層，6-緩沖層，7-透明窗口層，8-上電極。

具體實施方式

為能進一步公開本實用新型的實用新型內容、特點及功效，特例舉以下實例并結合附圖進行詳細說明如下：

剛性復合襯底上制作的前摻鈉柔性太陽電池，包括柔性襯底上自下至上的背接觸層3、吸收層4、緩沖層6、透明窗口層7和上電極8。

本實用新型的創新點包括：

所述背接觸層和吸收層之間制有一層氟化鈉預置層5；所述柔性襯底為形成柔性太陽電池后從剛性襯底上分離開的聚酰亞胺膜2。

本實用新型的創新點還包括：