[发明专利]太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

实施例涉及太阳能电池及其制备方法。

背景技术

近来，随着能耗增大，已经开发了太阳能电池以将太阳能转换为电能。

具体地说，已经广泛使用了基于CIGS的太阳能电池，这是一种PN异质结装置，具有包括玻璃基板的基板结构、金属背电极层、P型的基于CIGS的光吸收层、缓冲层以及N型窗口层。

已经进行了各种研究来改善太阳能电池的电特性，诸如低电阻和高透光率。

发明内容

技术问题

实施例提供了一种太阳能电池及其制备方法，可以通过形成包括ZnS的缓冲层经由环境友好方案来制备所述太阳能电池，并且所述太阳能电池可以改善生产率和光电转换效率。

解决方案

根据所述实施例的一种太阳能电池包括：基板；在所述基板上的背电极层；在所述背电极层上的光吸收层；在所述光吸收层上的包括ZnS的缓冲层；以及，在所述缓冲层上的窗口层。

根据所述实施例的一种制备太阳能电池的方法包括步骤：在基板上形成背电极层；在所述背电极层上形成光吸收层；通过向所述光吸收层上注入Zn前体和S前体来经由MOCVD方案在所述光吸收层上形成包括ZnS的缓冲层；以及，在所述缓冲层上形成窗口层。

有益效果

根据所述实施例，可以通过所述MOCVD（金属有机化学气相沉积）来形成包括ZnS的所述缓冲层，因此，所述太阳能电池可以解决由Cd引起的环境污染的问题，Cd是在所述缓冲层中包括的有害重金属。

另外，可以与所述窗口层联动地形成包括ZnS的所述缓冲层，因此可以改善生产率。

而且，向包括ZnS的所述缓冲层的表面施加蒸气（H₂O），因此，太阳能电池可以具有改善的光电转换效率。

附图说明

图1是示出根据实施例的太阳能电池的截面图；

图2是示出量子效率随着入射到CIGS太阳能电池内的光的波长的变化的图形，该CIGS太阳能电池是通过经由CBD（化学浴沉积）方案生长CdS和ZnS缓冲层来制备；

图3是通过CBD方案生长的ZnS缓冲层的SEM（扫描电子显微镜）照片视图；

图4是通过MOCVD方案制备的ZnS缓冲层的SEM照片视图；

图5是示出当太阳能电池分别使用通过CBD制备的CdS缓冲层和通过MOCVD制备的ZnS缓冲层时的CIGS太阳能电池的I-V特性曲线和功率特性曲线的图形；以及

图6至图9是示出用于制造根据所述实施例的太阳能电池板的过程的截面图。

具体实施方式

在实施例的描述中，应理解，当基板、层、膜或电极被称为在另一个基板、另一层、另一个膜或另一个电极之上或之下时，它可以直接地或间接地在该另一个基板、另一层、另一个膜或另一个电极之上，或者也可以存在一个或多个中间层。此类层位置会参考附图来描述。在附图中所示的元件的大小可能为了说明的目的被夸大，并且可能不完全反映实际大小。

图1是示出根据实施例的太阳能电池的截面图。参见图1，根据实施例的太阳能电池包括支撑基板100、背电极层200、光吸收层300、缓冲层400、高电阻窗口层500和低电阻窗口层600。

支撑基板100包括绝缘体。例如，支撑基板100可以包括玻璃基板、诸如聚合物的塑料基板，或金属基板。更详细地，支撑基板100可以包括包括氧化铝的陶瓷基板、不锈钢（SUS）或具有柔性性质的聚合物。支撑基板100可以是透明的，或者可以是刚性的或柔性的。

如果将钠钙玻璃用于支撑基板，则在钠钙玻璃中包含的钠（Na）在制备太阳能电池的过程期间可能扩散到CIGS光吸收层300。在该情况下，可以增大光吸收层300的电荷浓度，因此可以提高太阳能电池的光电转换效率。

在支撑基板100上提供背电极层200。背电极层200是导电层。背电极层200可以允许从光吸收层300产生的电荷的移动，因此电流可以流出太阳能电池。为此，背电极层200可以具有高导电率和低电阻率。

另外，背电极层200在进行硫（S）氛围或硒（Se）氛围中的热处理时必须具有承受高温的稳定性，在形成CIGS化合物时就是这种情况。另外，背电极层200必须具有相对于支撑基板100的优越粘结性质，使得背电极层200不会因为在热膨胀系数上的差别导致从支撑基板200脱层。