[发明专利]变带隙双面透明电极薄膜太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜太阳能电池领域，尤其是一种变带隙双面透明电极薄膜太阳能电池。

背景技术

光伏产业将有希望解决我们现在存在的能源与环境问题。而达到这一目标对太阳能发电的要求是平价上网。落实到太阳能电池的生产上，就是需要更低的成本和更高的转化效率。薄膜太阳能电池因为较低的成本在太阳能电池的发展中较占优势，然而，较低的转化效率仍然是制约其作为社会发展主力能源的主要因素。

为了提高薄膜太阳能电池的转化效率，业界进行了大量的技术创新，如发明专利号为200720172723.5的《一种叠层太阳能电池》，通过改变传统的串联的叠层光电转换单元结构、在中间加透明电极的方式使之变成并联，解决了子电流匹配的问题。提高了太阳能电池的输出功率。现有技术中，还有的把CIGS叠层太阳能电池的两个单元单纯做成带隙为1.0ev.和1.7ev的两层，然后机械叠加的尝试。这些方案由于设置了不透明的金属电极，只能单面接收阳光，没有充分利用太阳能。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种变带隙双面透明电极薄膜太阳能电池。

技术方案：本发明公开了一种变带隙双面透明电极薄膜太阳能电池，包括透明基片，在透明基片的一侧设有由第一透明导电极、在第一透明导电极上方设的光电转换单元、在光电转换单元上方设的第二透明导电极组成的子电池单元1。所述透明基片的另一侧设有由第三透明导电极、光电转换单元以及第四透明导电极组成的子电池单元2。所述基片两侧的光电转换单元根据受光情况的不同调整为不同带隙结构，向阳面带隙较大，偏重于吸收波长较短的红光以外的可见光，背光面带隙较小，侧重于吸收波长较长红光及红外光谱。其中根据使用光电材料的不同，各光电子单元带隙的分布可以为离散式点分布，也可以是连续式线分布，每层所设带隙数值可以有重叠区，也可以有非重叠区。

做为本发明的一个优选方案，也可以在透明基片的一侧设由第一透明导电极、第一光电转换单元、第二透明导电极组成的第一子电池，在第一子电池的第二透明导电极上设透明绝缘膜层，然后在透明绝缘膜层上再设由第三透明导电极、第二光电转换单元、第四透明导电极构成的第二子电池，形成双面透光电池。

其中绝缘层只要为常规透光率较高、与透明电极界面接触良好的绝缘薄膜既可，如Si₃N₄、SiO₂。

其中光电转换单元可以由非晶硅薄膜、非晶碳硅薄膜、非晶锗硅薄膜、单晶硅薄膜、多晶硅薄膜、微晶硅薄膜、纳米硅薄膜、CIS、CIGS、CdTe、非晶碲镉汞等中的一种或者多种构成。

其中光电转换单元可以为单结或多结结构

其中透明导电极为FTO膜、ITO膜或者ZAO膜中的任意一种。

其中透明基片可由玻璃、高分子材料、塑料中的任意一种制成。

本发明通过对薄膜太阳能电池结构的改变，扩展单位面积上太阳能电池的受光面积，提高太阳能电池转化效率的同时，大幅度增加太阳能电池单位面积上的发电效率。同时，本发明突出了薄膜太阳能电池透光性的特点，使其可以不进行去除有效发电面积增加透光率的工序直接用做玻璃幕墙材料，在节省加工成本增加有效发电面积的同时，还能进一步利用建筑内的灯光，发挥薄膜太阳能电池的弱光效应优势，增加发电效率。针对CIGS太阳能电池(太阳能薄膜电池Cu(InGa)Se₂)，本发明可以解决Mo衬底与CIGS之间附着力不好，影响收集电流的问题，在不改变发电单元结构的情况下，可以进一步增加其发电效率。同时，对于一般的叠层太阳能电池，做到双结或者三结以后，再增加结数对提高转化效率的意义不是太大，但是对于本发明来说，由于上下两个太阳能电池是既独立又相互有联系的存在，因此，上下两个结可以分别做成叠层，同时对太阳能电池的转化效率有突出贡献，形成实际意义上的四结或者六结太阳能电池。由于对光电转换单元进行带隙组合，可以使光电转换单元的带隙分布曲线更符合太阳光谱的分布，从而增大太阳能的利用效率。提高光电转化效率。