[发明专利]一种含有复合吸收层的硒化锑薄膜太阳电池

说明书

本发明公开了一种含有复合吸收层的硒化锑薄膜太阳电池，具体为含Sb₂(S_1‑xSe_x)₃/Sb₂Se₃结构的复合吸收层硒化锑太阳电池，该电池结构从上到下的主要包括：玻璃衬底，在玻璃衬底上依次沉积有透明导电氧化物前电极层、n型窗口层、p型Sb₂(S_1‑xSe_x)₃半导体层、p型Sb₂Se₃半导体层以及背电极层；解决了目前单一吸收层的硒化锑太阳电池开路电压偏低导致硒化锑太阳电池性能低下的问题；待申请技术设置的复合吸收层扩展太阳光谱吸收范围，而且避免了梯度掺杂的工艺复杂性。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种含有复合吸收层的硒化锑薄膜太阳电池。

背景技术

Sb₂Se₃是一种物相单一稳定的二元化合物，原料价格低廉、毒性低、光吸收系数大(10⁵cm^-1)、结晶温度低(～130℃)、物相单一，同时能隙宽度合适(1.1eV～1.35eV)，400nm厚的Sb₂Se₃几乎能够将可见光完全吸收。目前国际上Sb₂Se₃太阳电池的光电转换效率已达10.12％。

Sb₂(S_1-x Se_x)₃是调控S或Se含量可以实现能隙在1.1～1.7eV之间调制的半导体材料，光吸收系数大(≈10⁵cm^-1)，制备方法简单，具有良好的稳定性。目前Sb₂(S_1-x Se_x)₃太阳电池的光电转换效率已达10.7％。

为了最大程度地有效利用太阳光能量，提高太阳电池的转换效率，通常把太阳光谱能量宽度与能隙匹配最好的材料做成电池，能隙从大到小的顺序从外向里叠加起来，让能量高的光被外层宽带隙的材料吸收，能量小的光能够透射进去让较窄能隙材料吸收，这样就有可能最大限度地将太阳光能完全吸收，具有这种复合结构的太阳电池叫做复合吸收层太阳电池。

众所周知，能量超过带隙的光子可使半导体材料激发空穴电子对，然而，半导体材料带隙较窄，能量太大的光子激发一个电子空穴对，多余的能量以热能的形式消耗，不能极大限度的利用太阳光能量。因此，在Sb₂(S_1-x Se_x)₃/Sb₂Se₃结构的复合吸收层中，带隙较宽的Sb₂(S_1-xSe_x)₃材料先吸收能量较高的光子，既导致高开压输出，也减少热耗散的产生，带隙较窄的Sb₂Se₃可以扩展太阳电池对更长波长的响应，提高短路电流输出。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含有复合吸收层的硒化锑薄膜太阳电池，具体为一种含Sb₂(S_1-x Se_x)₃/Sb₂Se₃结构的复合吸收层硒化锑太阳电池，主要解决了目前单一吸收层的硒化锑太阳电池开路电压偏低导致硒化锑太阳电池性能低下的问题。

为了达到上述技术目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种含Sb₂(S_1-x Se_x)₃/Sb₂Se₃结构的复合吸收层硒化锑太阳电池，包括玻璃衬底；