[发明专利]包括多重缓冲层的太阳能电池及其制造方法

说明书

本发明提供了一种太阳能电池及其制造方法。太阳能电池包括：基底；形成在基底上的背电极层；形成在背电极层上的光吸收层；包括通过原子层沉积(ALD)形成在光吸收层上的无氧的第一缓冲层和通过原子层沉积(ALD)形成在第一缓冲层上的第二缓冲层的缓冲层；以及形成在缓冲层上的前电极层。

技术领域

本发明涉及包括通过原子层沉积形成的多重缓冲层的太阳能电池及其制造方法。

背景技术

作为能够减少碳排放且遵守环境法规的可再生能源，太阳能电池是高度相关的。太阳能电池将太阳光转化为电能。太阳能电池易于安装且容易发电。

太阳能电池是使用单晶硅或多晶硅制造的。单晶硅通常具有高的光电转换效率，且因此被普遍用于大型发电系统。然而，单晶硅需要复杂的制造工艺且非常昂贵。因此，单晶硅是不经济的。

多晶硅具有相对较低的效率但是便宜。因此，使用多晶硅的太阳能电池对低质量产品是有用的，如住宅发电系统。然而，多晶硅也需要复杂的制造工艺因此在降低制造成本以生产太阳能电池中有局限性。此外，由于近年来原料价格的上涨，降低使用多晶硅的太阳能电池的生产成本仍然是困难的。

作为选择方案，近年来已经研制出了使用具有多结(multi-junction)结构的非晶硅的方法和使用具有硫族化合物的可被应用于薄膜型太阳能电池的复合半导体的方法。

发明内容

实施例提供了包括多重缓冲层的太阳能电池及其制造方法，该多重缓冲层包括通过原子层沉积(ALD)形成在光吸收层的无氧(O-free)的第一缓冲层和通过原子层沉积(ALD)形成在第一缓冲层上的第二缓冲层。在这种结构下，能够防止碱性化合物扩散并因此提高太阳能电池的性能。

根据典型实施例，太阳能电池包括：基底；形成在基底上的背电极层；形成在背电极层上的光吸收层；包括通过原子层沉积(ALD)形成在光吸收层上的无氧的第一缓冲层和通过原子层沉积(ALD)形成在第一缓冲层上的第二缓冲层的缓冲层；以及形成在缓冲层上的前电极层。

第一缓冲层可包括选自包含ZnS、ZnSe和ZnTe的组的至少一种。

第一缓冲层的带隙能量的范围可以是从3.5eV到3.7eV。

第一缓冲层的厚度的范围可以是从0.2nm到2nm。

第二缓冲层可具有Zn、O或Zn(S、Se或Te)的原子层交替堆叠的形式。

第二缓冲层可具有包括选自包含ZnO、Zn(O,S)、Zn(O,Se)和Zn(O,Te)的组的至少一种的第(2-1)缓冲层，和包括选自包含ZnS、ZnSe和ZnTe的组的至少一种的第(2-2)缓冲层交替堆叠的形式。

第(2-1)缓冲层和第(2-2)缓冲层的厚度比可以是在3:1到10:1。

第二缓冲层的厚度的范围可以是从4nm到50nm。

缓冲层的Na含量的范围可以是从0.5原子％到2原子％。

缓冲层的Na含量可在接触光吸收层的表面具有峰值。

基底可为碱石灰玻璃基底。

碱石灰玻璃基底的Na含量的范围可以是从13原子％到15原子％。

根据本发明的另一典型实施例，用于制造太阳能电池的方法包括：(a)在基底上形成背电极层；(b)在背电极层上形成光吸收层；(c)对光吸收层的表面进行预处理；(d)形成在光吸收层上形成的无氧的第一缓冲层和通过原子层沉积(ALD)形成在第一缓冲层上的第二缓冲层，其中光吸收层的表面通过原子层沉积(ALD)进行预处理；以及(e)在第二缓冲层上形成前电极层。