[实用新型]薄膜光伏器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏太阳能电池技术领域，特别涉及一种薄膜光伏器件。

背景技术

随着能源的日趋短缺，可再生绿色能源的开发利用越来越受到人们的关注，尤以太阳能的利用特别受到世人的青睐。作为太阳能转换媒介的太阳能光伏电池(以下称光伏器件)，特别是近年来出现的氢化非晶硅或纳米晶硅薄膜太阳能电池，以其大面积、低成本、可生成在轻薄衬底上并易于铺设安装等优势代表着光伏技术的发展趋势。

对于光伏器件，特别是薄膜光伏器件来讲，使其性能优良的关键是优化半导体光电转换层对光能的吸收，并同时减少器件中的光损耗。在很薄的吸收层里能够最大限度的吸收光能，是高转换效率的必备条件。

包括氢化非晶硅和纳米晶硅的氢化薄膜硅所构成的薄膜光伏器件通常为具有p-i-n结构的光电转换单元，如图1所示，其中，p-i-n结构的光电转换单元包括p层12、非掺杂的本征i层13(光电转换层)和n层14。p层12和n层14在i层13中建立一个内置电场，从而使得光致载流子被有效地收集。基于氢化硅薄膜的p-i-n结构被夹在前后两个电极(电接触层)中，而形成完整的光伏器件。通常使用的前电极11必须具有良好的透明度和导电性，它通常是由透明导电氧化物(TCO)构成，例如氧化锡或氧化锌薄膜。后电极(背电极)通常由一个TCO膜层15和不透光的金属薄膜16共同组成，金属薄膜16通常为银或者铝。其一个重要作用就是将未被吸收的光反射回p-i-n结构的光电转换单元之中。

现有的氢化硅薄膜光伏器件通常是以氧化锌和银(ZnO/Ag)作为背电极。然而在使用银作为金属薄膜16时，由于银自身的扩散能力很强，随着银渗透到硅层中，会逐渐产生分流(shunt)现象，导致能量转化率降低，这个问题在大面积光伏模块的生产中尤其明显。而且随着时间的推移，银会失去本身的光泽，反光能力就会降低。相比之下，铝作为金属薄膜16不易产生分流现象，这对于大面积模板的生产非常有利。但是ZnO/Al组合中铝的光反射能力要比银差很多，这限制了光伏器件光电转换效率(输出功率)的进一步提升。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种薄膜光伏器件，能够提高基于氢化硅的薄膜光伏器件的光电转换效率。

本实用新型提供的一种薄膜光伏器件，包括玻璃基板、透明前电极和背电极，以及位于所述前电极和背电极之间的p-i-n型光电转换单元，在所述透明背电极的外表面具有超白反射层。

可选的，所述氧化锌薄膜的厚度为800～2000纳米。

可选的，所述氧化锌薄膜的膜层方块电阻小于60Ω/□。

可选的，所述超白反射层的材料包括硫酸钡。

可选的，所述超白反射层的厚度为1500～5000纳米。

本实用新型提供的另一种薄膜光伏器件，包括玻璃基板、透明前电极和背电极，以及位于所述前电极和背电极之间的p-i-n型光电转换单元，所述透明背电极的外表面具有反光层。

可选的，所述反光层为超白反光层。

可选的，所述超白反光层的材料为硫酸钡。

可选的，所述超白反光层的厚度为1500～5000纳米。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的薄膜光伏器件将高反射率超白反射层设置在透明背电极(TCO)表面，以取代传统薄膜光伏器件透明背电极表面的金属薄膜。该高反射率超白反射层具有极高的从紫外光到红外光的反射率(通常超过98％)，而且非常稳定，能够将绝大部分穿过透明背电极的未被吸收的长波光反射回光电转换单元再次吸收；

2、本实用新型的透明背电极具有铝或镓的掺杂，以使其具有更强的导电性，这种由透明导电背电极和超白反射层组成的高反射率背电极的反光性能要明显高于任何金属薄膜电极的反光性能，从而大大提高了薄膜光伏器件的光吸收率和光电转换效率；

3、本实用新型的薄膜光伏器件省去了在透明背电极表面沉积金属反射薄膜的镀膜工艺步骤，取而代之以涂覆超白反射层，从而简化了制造工艺，降低了制造成本，特别适合于批量、大面积薄膜光伏板的生产。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。在附图中，为清楚起见，放大了层的厚度。

图1为传统的薄膜光伏器件结构示意图；

图2为本实用新型实施例的薄膜光伏器件结构示意图；

图3为本实用新型实施例的薄膜光伏器件制造方法流程图。