[发明专利]化合物半导体叠层薄膜太阳电池

摘要

本发明涉及一种化合物半导体叠层薄膜太阳电池，包括一个窄带隙的铜铟镓硒底电池和一个宽带隙的铜镓硒顶电池，其特点是所述底电池和顶电池由连接层内部串联成为一体；所述连接层由位于底电池的透明金属氧化物导电层和位于顶电池的纳米金属导电层构成。本发明采用了透明金属氧化物与纳米金属薄膜的组合作为底电池和顶电池的连接层，解决了底电池和顶电池之间的工艺兼容性问题，实现了底电池和顶电池之间的内部电学连接，简化了电池制作工艺，降低了电池的制作成本，电池结构简单。

主权项

化合物半导体叠层薄膜太阳电池，包括一个窄带隙的铜铟镓硒底电池和一个宽带隙的铜镓硒顶电池，其特征在于：所述窄带隙的铜铟镓硒底电池自下至上包括600nm‑800nm厚的Mo薄膜作为背电极Mo1、1.5‑2.0μm厚的CIGS薄膜作为底电池p型吸收层、30‑50nm的n型CdS薄膜作为底电池n型缓冲层和50‑60nm厚的本征氧化锌薄膜底电池本征窗口层构成的铜铟镓硒与硫化镉异质结电池；所述宽带隙的铜镓硒顶电池自下至上包括1‑1.5μm厚的CGS薄膜作为顶电池p型吸收层、30‑50nm厚的n型CdS薄膜作为顶电池n型缓冲层、50‑60nm厚的本征ZnO薄膜作为顶电池本征窗口层、400‑600nm厚的Al掺杂ZnO形成的ZnAO薄膜或ITO薄膜作为顶电池导电窗口层和2‑4μm厚的Al作为电极层构成的铜镓硒与硫化镉异质结电池；所述底电池和顶电池由连接层内部串联成为一体；所述连接层由位于底电池的透明金属氧化物导电层和位于顶电池的纳米金属导电层构成；所述透明金属氧化物导电层为通过本底真空为<8×10‑4Pa，工作压强为0.4‑0.6Pa，溅射功率密度为2.5‑2.8W/cm2，溅射时间为100‑150min，在底电池的本征窗口层上射频磁控溅射Al掺杂ZnO薄膜形成厚度300‑600nm的ZAO薄膜；所述纳米金属导电层为通过本底真空为<5×10‑3Pa，工作压强为0.2‑0.8Pa，溅射功率为120‑130W，溅射时间为10min，在ZAO薄膜上射频磁控溅射厚度为30‑50nm的Mo形成的薄膜。