[发明专利]具有背面缓冲层的太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过将缓冲层、透明电极及栅极电极形成于CIGS光吸收层的下面，从而可使太阳光不受障碍物的干扰而入射至光吸收层的CIGS太阳能电池。

背景技术

太阳能电池通过利用半导体的性质来产生电，具体地，具有使P(positive)型半导体与N(nagative)型半导体相接合的PN接合结构，若太阳光入射至这种太阳能电池，则借助所入射的太阳光所具有的能量，在上述半导体内产生空穴(hole)及电子(electron)。此时，上述空穴借助在PN接合中所产生的电场来向P型半导体侧移动，上述电子向N型半导体侧移动，以此产生电位。

太阳能电池可分为基板型太阳能电池和薄膜型太阳能电池，基板型太阳能电池为将硅等的半导体物质自身用作基板来制造出的太阳能电池，薄膜型太阳能电池为在玻璃等的基板上以薄膜的形态形成半导体层来制造出的太阳能电池。近期，通过研发利用CIGS光吸收层的太阳能电池，来谋求提高太阳能电池的效率。

为了提高太阳能电池的光电转换效率，应提高光吸收层吸收太阳光的比率。如薄膜型太阳能电池，相对于基板型太阳能电池，由于使用薄膜型光吸收层，因而可降低制造成本，但存在光吸收率下降的问题。为了克服这种光吸收率下降的问题，有必要增加到达光吸收层的太阳光的量。

薄膜型太阳能电池通常具有基板/背面电极/CIGS光吸收层/缓冲层/前表面电极的结构，为了使太阳光到达光吸收层，需经由前表面电极和缓冲层，因此，前表面电极和缓冲层应使用具有透光性的材料。由于透光性越好，到达光吸收层的太阳光的量将会越增加，因而可更加提高光电转换效率。

在(专利文件1)韩国登录特许公报登录号第10-1108988中，通过在CIGS太阳能电池模块形成具有表面结晶性凹凸结构的前表面透明电极，从而具有可实现入射光的低反射和高吸收率的效果。为此，尤其上述包括具有表面结晶性凹凸结构的前表面透明电极的CIGS太阳能电池模块，其特征在于，包括：背面电极，形成于规定的基板上；CIGS光吸收层，形成于背面电极上；缓冲层，形成于CIGS光吸收层上；前表面透明电极，形成于缓冲层的周围，并通过折射规定的入射光来向CIGS光吸收层传递入射光；以及防反射膜，形成于前表面透明电极上，来用于防止入射光的反射，前表面透明电极由含氟氧化锡成膜，与防反射膜相接触的表面具有用于折射的表面结晶性凹凸结构。通过在CIGS太阳能电池模块形成具有表面结晶性凹凸结构的前表面透明电极，从而可实现入射光的低反射和高吸收率，在CIGS太阳能电池模块中，在形成前表面透明电极表面结晶性凹凸结构方面，具有可调节用于调整反射度的凹凸角的优点。但是，存在由透明电极自身吸收一部分太阳光的缺点。

发明内容

技术问题

为了提高太阳能电池的光电转换效率，应提高光吸收层吸收太阳光的比率。如薄膜型太阳能电池，相对于基板型太阳能电池，由于使用薄膜型光吸收层，因而可降低制造成本，但存在光吸收率下降的问题。为了克服这种光吸收率下降的问题，有必要增加到达光吸收层的太阳光量。

薄膜型太阳能电池通常具有基板/背面电极/CIGS光吸收层/缓冲层/前表面电极的结构，为了使太阳光到达光吸收层，需经由前表面电极和缓冲层，因此，前表面电极和缓冲层应使用具有透光性的材料。由于透光性越好，到达光吸收层的太阳光的量将会越增加，因而可更加提高光电转换效率。

本发明的目的在于，提供可以解决在CIGS太阳能电池中，由于太阳光的一部分被缓冲层、前表面电极及栅极电极反射或被吸收而导致无法到达光吸收层的问题，并可通过增加到达光吸收层的太阳光来提高效率的CIGS太阳能电池。

解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明的太阳能电池通过不在光吸收层的上部形成以往通常位于光吸收层的上部的缓冲层、前表面电极及栅极电极，从而可使太阳光以不经由上述单位功能膜的方式到达光吸收层。由于太阳光中的一部分不被栅极电极反射或不被前表面电极及缓冲层吸收，因此，可以使太阳光直接、无损失地到达光吸收层。

太阳能电池具有PN接合结构，并且由太阳能产生电子-空穴对，并通过空穴向P型半导体移动以及电子向N型半导体移动来产生电能。若在CIGS光吸收层的上部不形成相当于N型半导体层的缓冲层，则为了维持这种PN接合结构，而需要在CIGS光吸收层的下部形成缓冲层，本发明使第一电极与缓冲层在CIGS光吸收层的下部面不进行电连接。而且，通过在上述缓冲层的下部形成栅极电极，从而可使太阳光在CIGS光吸收层的上部不受障碍物的干扰而达到光吸收层。