[实用新型]刚性复合衬底上制作的后掺钠柔性太阳电池

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳电池制作技术领域，特别是涉及一种刚性复合衬底上制作的后掺钠柔性太阳电池。

背景技术

铜铟镓硒材料（CIGS）属于Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族四元化合物半导体，具有黄铜矿的晶体结构。铜铟镓硒薄膜太能电池自20世纪70年代出现以来，得到非常迅速的发展，并将逐步实现产业化。此电池有以下特点：①铜铟镓硒的禁带宽度可以在1.04ev-1.67ev范围内调整。②铜铟镓硒是一种直接带隙半导体，对可见光的吸收系数高达105cm-1。铜铟镓硒吸收层厚度只需1.5～2.5μm，整个电池的厚度为3～4μm。③抗辐照能力强，比较适合作为空间电源。④转换效率高。2010年德国太阳能和氢能研究中心（ZSW）研制的小面积铜铟镓硒薄膜太阳电池转换效率已高达20.3%。⑤弱光特性好。因此铜铟镓硒多晶薄膜太阳电池有望成为下一代太阳电池的主流产品之一。

随着科学技术的发展，越来越多的领域需要太阳电池即有较高的质量比功率，又能够在恶劣环境中正常使用，这就促进了柔性太阳电池技术的发展。为实现既具有较高的质量比功率，又具有柔性、可折叠性和不怕摔碰的铜铟镓硒薄膜太阳电池，聚酰亚胺（PI）为衬底的铜铟镓硒薄膜太阳电池脱颖而出。然而由于聚酰亚胺的热膨胀系数无法与铜铟镓硒材料本身具有很好的匹配，并且在温度较高时，作为衬底的聚酰亚胺会产生较大的形变，导致铜铟镓硒薄膜较为疏松，容易脱落，而温度较低时，生长出的铜铟镓硒薄膜结晶质量较差，晶粒细小，缺陷较多，增加了载流子的复合，缩短了少子的寿命，进而影响了电池性能。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高温时衬底不变形，生长出的铜铟镓硒薄膜不脱落，并且铜铟镓硒薄膜结晶质量好，晶粒大，缺陷少，电学特性好的刚性复合衬底上制作的后掺钠柔性太阳电池。

本实用新型包括如下技术方案：

刚性复合衬底上制作的后掺钠柔性太阳电池，包括柔性衬底上自下至上的背接触层、吸收层、缓冲层、透明窗口层和上电极，其特点是：所述吸收层和缓冲层之间制有一层氟化钠预置层；所述柔性衬底为形成柔性太阳电池后从刚性衬底上分离开的聚酰亚胺膜。

本实用新型还可以采用如下技术措施：

所述吸收层为铜铟镓硒吸收层；所述缓冲层为硫化镉缓冲层；所述刚性衬底为苏打玻璃；所述柔性衬底为聚酰亚胺膜。

所述背接触层由高阻层Mo薄膜和低阻层Mo薄膜构成。

所述透明窗口层由高阻本征氧化锌薄膜和低阻氧化锌铝薄膜构成。

所述上电极为蒸镀在透明窗口层低阻氧化锌铝薄膜上两条相互平行的0.8-1.5μm厚Al薄膜条。

本实用新型具有的优点和积极效果：

1、本实用新型利用了作为刚性衬底的玻璃耐高温特点，柔性衬底依靠与玻璃之间的附着力，高温时柔性衬底不变形，生长出的柔性太阳电池不疏松、不脱落，加之在生长硒吸收层和缓冲层之间制有一层氟化钠预置层，生成的柔性太阳电池不仅结晶质量好，晶粒大，缺陷少，而且提高了吸收层薄膜的电学特性，有效提高了柔性太阳电池转换效率。

2、本实用新型将聚酰亚胺胶涂于玻璃表面，可以较好改善衬底的粗糙度；具有制备工艺简单、易于实施，制备出的产品能够适应于各种环境，具有极其广泛的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型刚性复合衬底上制作的后掺钠柔性太阳电池结构示意图；

图2是图1电池中柔性衬底与刚性沉底分离前的电池结构示意图。

图中，1-苏打玻璃，2-聚酰亚胺膜，3-背接触层，4-吸收层，5-氟化钠预置层，6-缓冲层，7-透明窗口层，8-上电极。

具体实施方式

为能进一步公开本实用新型的实用新型内容、特点及功效，特例举以下实例并结合附图进行详细说明如下：

刚性复合衬底上制作的后掺钠柔性太阳电池，包括柔性衬底上自下至上的背接触层3、吸收层4、缓冲层6、透明窗口层7和上电极8。

本实用新型的创新点包括：

所述吸收层和缓冲层之间制有一层氟化钠预置层5；所述柔性衬底为形成柔性太阳电池后从刚性衬底上分离开的聚酰亚胺膜2。

本实用新型的创新点还包括：