[发明专利]CIGS型太阳能电池和CIGS型太阳能电池用基板

说明书

技术领域

本发明涉及CIGS型太阳能电池和构成所述太阳能电池的基板。

背景技术

CIGS型太阳能电池显示高能量转换效率，由于具有因光照射引起的效率的劣化少的特征，在各企业和研究机构中都在推进研究开发。

一般的CIGS型太阳能电池由在玻璃等基板上依次层叠Mo（钼）电极、CIGS层、缓冲层以及ZnO（氧化锌）电极而构成。

所述构成中，缓冲层是n型半导体层，CIGS层是p型半导体层。因此，如果在CIGS层（pn接合部）照射光，则由于电子的光激发，产生光电动势。因此，通过向太阳能电池的光照射，可以将直流电流从两电极取出至外部。

这里，CIGS层通常由Cu（In、Ga）Se₂这样的化合物构成。此外，由于Na（钠）这样的碱金属的存在，CIGS层的缺陷密度降低，载流子浓度提高。使用具有高载流子浓度的CIGS层时，太阳能电池的能量转换效率提高。

因此，有人提出在Mo电池和CIGS层之间设置含有Na（钠）这样的碱金属的层（专利文献1、2）。这样的情况下，在太阳能电池的制造过程中，可以使碱金属从含有碱金属的层扩散到CIGS层。此外，由此可以进一步提高太阳能电池的能量转换效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2004-079858号公报

专利文献2:日本专利特开2004-140307号公报

发明内容

但是，由于上述文献中记载的含有碱金属的层具有吸湿性或对水具有溶解特性，因此操作复杂的同时存在耐久性差的问题。例如，在碱金属供给层中使用如专利文献1中记载的Na₂S时，在太阳能电池的制造时需要有阻断与含有水分的气氛的接触的环境和控制湿度的环境。此外，在太阳能电池的制造过程中，除去异物时不能使用水或水溶液水洗或清洗部件。

这样，专利文献1、2记载的构成中，基板与空气接触这样的基板的操作不实际。

此外，作为碱金属的供给源，已知的是使用钠钙玻璃作为基板（称为SLG）。但是，SLG的碱金属含有率相对于其它金属阳离子元素的总量只有大约22原子%，期待具有更高碱金属含有率的碱金属的供给源。

本发明是鉴于这样的背景而完成的，本发明的目的是提供以更实用的构成能够使碱金属扩散到CIGS层的CIGS型太阳能电池。此外，还提供用于构成所述太阳能电池的太阳能电池用基板。

本发明提供一种太阳能电池，其特征在于，所述电池是具有绝缘性支撑基板、设置在所述绝缘性支撑基板上的背面电极层、设置在所述背面电极层上的CIGS层、设置在所述CIGS层上的缓冲层和设置在所述缓冲层上的透明表面电极层的CIGS型太阳能电池，在所述绝缘性支撑基板与所述背面电极层之间、或所述背面电极层与所述CIGS层之间、或同时在所述绝缘性支撑基板与所述背面电极层之间以及所述背面电极层与所述CIGS层之间，还具有碱金属供给层，该碱金属供给层含有选自NaNbO₃化合物和KNbO₃化合物的一种以上的化合物。

本发明还提供一种太阳能电池，其特征在于，所述电池是具有绝缘性支撑基板、设置在所述绝缘性支撑基板上的背面电极层、设置在所述背面电极层上的CIGS层、设置在所述CIGS层上的缓冲层和设置在所述缓冲层上的透明表面电极层的CIGS型太阳能电池，在所述绝缘性支撑基板与所述背面电极层之间、或所述背面电极层与所述CIGS层之间、或同时在所述绝缘性支撑基板与所述背面电极层之间以及所述背面电极层与所述CIGS层之间，还具有碱金属供给层，该碱金属供给层含有选自LiNbO₃化合物、NaNbO₃化合物和KNbO₃化合物的一种以上的化合物。

这里，本发明的太阳能电池中，所述碱金属供给层可以具有20nm～200nm范围的厚度。更优选具有20nm～100nm的范围的厚度。

此外，本发明的太阳能电池中，设置有背面电极层的基板（本说明书中，该基板称为绝缘性支撑基板）由绝缘性的基材本身构成，或者也可以通过在导电性的基材上设置绝缘层而构成。

这样的情况下，所述绝缘性支撑基板特别优选玻璃基板或塑料基板。