[发明专利]具有介电层的太阳能电池

说明书

本发明提供了一种具有介电层的太阳能电池，包括：背面接触层；位于背面接触层之上的吸收层；位于吸收层之上的介电层；以及位于介电层之上的正面接触层。

技术领域

本发明涉及薄膜光伏太阳能电池以及制造太阳能电池的方法。

背景技术

太阳能电池是通过光电(PV)效应由太阳光生成电流的电气设备。薄膜太阳能电池具有沉积在衬底上的一层或多层的PV材料薄膜。PV材料的膜厚可处于纳米或微米级。

太阳能电池中用作吸收层的薄膜PV材料的实例包括铜铟镓硒(CIGS)和碲化镉。吸收层吸收光以转化为电流。太阳能电池还包括正面和背面接触层以帮助捕获光线和提取光电流并且为太阳能电池提供电接触件。正面接触层通常包括透明导电氧化物(TCO)层。TCO层使光线透射到达吸收层并且在TCO层平面内传导电流。在一些系统中，多个太阳能电池被布置为彼此邻接，其中，每个太阳能电池的正面接触层都传导电流至下一个邻接的太阳能电池。每个太阳能电池都包括互连结构以将电荷载流子从太阳能电池的正面接触层运输至位于同一面板上的下一个邻接太阳能电池的背面接触层。

一些太阳能电池包括缓冲层以防止正面接触层和背面接触层之间的分流(以及电流泄漏)。缓冲层与吸收层一起构成p-n结的一部分。例如，在具有CIGS吸收层的太阳能电池中，在形成TCO层之前，可在吸收层上面形成含有CdS或ZnS的缓冲层。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种太阳能电池，包括：背面接触层；吸收层，位于背面接触层之上；介电层，位于吸收层之上；以及正面接触层，位于介电层之上。

优选地，介电层直接形成在吸收层上，且正面接触层直接形成在介电层上。

优选地，介电层包括由氧化硅、氧化铝和氧化铪组成的组中的一种材料。

优选地，介电层具有约0.1nm至约10nm的厚度。

优选地，介电层包括带隙大于3eV的材料。

优选地，介电层包括介电常数介于约3至约11范围内的材料。

优选地，该太阳能电池还包括：缓冲层，位于吸收层和介电层之间。

优选地，介电层包括由氧化硅、氧化铝和氧化铪组成的组中的一种材料。

优选地，缓冲层包括由硫化镉和硫化锌组成的组中的一种材料。

优选地，介电层具有约0.1nm至约10nm的厚度。

优选地，缓冲层具有非零并且小于90nm的厚度。

优选地，缓冲层的厚度介于约3nm至约50nm的范围内。

优选地，介电层直接形成在吸收层上，且正面接触层直接形成在介电层上；介电层具有约0.1nm至约10nm的厚度；介电层包括带隙大于3eV的材料；以及介电层包括介电常数介于约3至约11范围内的材料。

根据本发明的另一方面，提供了一种太阳能电池，包括：背面接触层；吸收层，位于背面接触层之上；缓冲层，位于吸收层上；介电层，位于缓冲层上；以及正面接触层，位于介电层上。

优选地，介电层包括由氧化硅、氧化铝和氧化铪组成的组中的一种材料；以及缓冲层包括由硫化镉和硫化锌组成的组中的一种材料。

优选地，缓冲层的厚度介于约3nm至约50nm的范围内；以及介电层具有约1nm至约5nm的厚度。

根据本发明的又一方面，提供了一种制造太阳能电池的方法，包括：在衬底上方形成背面接触层；在背面接触层之上形成吸收层；在吸收层之上形成介电层；以及在介电层之上形成正面接触层。

18.根据权利要求17的方法，其中，介电层直接形成在吸收层上，且正面接触层直接形成在介电层上。