[发明专利]太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池以及其制作方法。

背景技术

由于近来能源需求量增加，将太阳能转换成电能的太阳能电池技术的研发一直在进行。

尤其是，一种铜铟镓硒（CIGS）基太阳能电池如今正在广泛使用，即，一种pn异质结器件，其具有包括玻璃基板的基板结构、金属背电极层、p型CIGS基吸光层、高电阻缓冲层和n型窗口层。

对于能够防止杂质在太阳能电池衬底中扩散的阻挡层，各种研究仍在进行。

发明内容

技术问题

本发明提供了一种可以提高可靠性和生产率的太阳能电池及其制造方法。

解决方法

根据实施例的太阳能电池，包括：基板；在所述基板上的纳米棒结构阻挡层；布置在所述阻挡层上的背电极层；布置在所述背电极层上的吸光层；布置在所述吸光层上的缓冲层；以及布置在所述缓冲层上的窗口层。

有益效果

根据实施例，纳米棒结构阻挡层可以有效防止杂质扩散到所述吸光层。此外，所述阻挡层比现存阻挡层厚度要小，因此可以使得太阳能电池生产率增长。

附图说明

图1为图示根据实施例的太阳能电池的截面图；

图2为典型阻挡层的剖面图；

图3至图6为图示根据实施例的太阳能电池制造方法的视图；

图7为图示根据本发明的关于纳米棒和纳米线生长的反应器结构的剖面图。

具体实施方式

在实施例的描述中，当基板、层、膜或电极被称作在另一个基板、层、膜或电极的上或下时，可以理解成直接位于另一层或基板的上或下，或者其中也有可能存在介入层。进一步，关于各个组成层的上下关系将参照附图来给出。此外，为了进一步理解本发明，元件的尺寸和元件间的尺寸可能会被放大。

图1为图示根据实施例的太阳能电池的截面图。参看图1，太阳能电池板包括：基板100、阻挡层200、背电极层300、吸光层400、缓冲层500、高电阻缓冲层600以及窗口层700。

基板100为板状并且支撑着阻挡层200、背电极层300、吸光层400、缓冲层500、高电阻缓冲层600以及窗口层700。

基板100可以是电绝缘体。它可以由玻璃、塑料或金属制成。或者，基板100可以由陶瓷，金属（例如，铜）箔、SUS不锈钢和有弹性的聚合物制成。基板100可以是透明的，刚性的或柔性的。

阻挡层200形成在基板100上。阻挡层200能够防止基板100上的杂质向上扩散。

图2是典型阻挡层200的剖面图。为了有效地防止基板100上的杂质向上扩散，诸如氧化物（例如，Al₂O₃、SiO₂）或者金属（例如，Cr、Ti）的材料被沉积为2μm或以上的厚度以形成典型阻挡层200。这样看来，生产成本和生产时间具有改善的潜力。

而且，典型阻挡层200在朝着C轴，即垂直生长方向生长，呈柱状，这样一来，杂质可能会通过形成为柱状的阻挡层内的界面220向上扩散。因此，在阻挡层的效率上具有改善的潜力。

为了解决这些问题，本发明提供了一种纳米棒结构阻挡层。该纳米棒结构阻挡层200可以包含氧化锌（ZnO）。该纳米棒是在水平方向生长的。

阻挡层200的厚度在约0.5μm到约1μm之间。

氧化锌是一种二元氧化物半导体，为六方晶系纤维锌矿晶体结构，是直接跃迁的III-V族化合物半导体材料，具有3.37eV的宽能带隙，在室温下具有很大的激子结合能。

通过使用在太阳能电池的基板上水平方向形成的纳米棒结构阻挡层，能够有效地防止基板上的杂质向上扩散，因此提高器件的可靠性。

此外，如上所述，阻挡层200提高了效率，减小了厚度，从而提高了生产率。

氧化锌（ZnO）纳米棒可以通过多种方法制造，例如使用阳极氧化铝模板的方法、固液气（Vapor Liquid Solid）方法、固液气生长方法、MOVPE生长方法、CVD，以及使用对金属化的锌进行蒸发所生成的蒸气或对氧化锌还原所生成的锌蒸气的生长方法。

背电极层300布置在阻挡层200上。背电极层300是导电层。背电极层300可以使由太阳能电池的吸光层400生成的电荷移到太阳能电池外。也就是说，电流是通过背电极层300流出太阳能电池的。为了实现此功能，背电极层300必须具有高电导率，即低电阻率。