[发明专利]太阳能电池设备及其制造方法

说明书

技术领域

本实施例涉及太阳能电池设备及其制造方法。

背景技术

一种用于太阳光能发电的太阳能电池的制造方法如下。首先，在制备基板后，在基板上形成背电极层。其后，在背电极层上依序形成光吸收层、缓冲层和高电阻缓冲层。已经广泛使用例如下述方案的各种方案来形成光吸收层：通过同时或分别蒸发Cu、In、Ga和Se来形成基于Cu(In,Ga)Se₂(CIGS)的光吸收层的方案；以及，在已经形成金属前体膜后执行硒化工艺的方案。光吸收层的带隙能量在约1eV至1.8eV的范围内。

然后，通过溅射工艺来在光吸收层上形成包括硫化镉(CdS)的缓冲层。该缓冲层的带隙能量可以在约2.2eV至2.4eV的范围内。其后，通过溅射工艺在缓冲层上形成包括氧化锌(ZnO)的高电阻缓冲层。高电阻缓冲层的带隙能量在约3.1eV至约3.3eV的范围内。

然后，透明的导电材料被层叠在高电阻缓冲层上，并且在高电阻缓冲层上形成透明电极层。构成该透明电极层的材料可以包括掺杂铝的氧化锌(AZO)。该透明电极层的带隙能量可以在约3.1eV至约3.3eV的范围内。

在这样的太阳能电池设备中，已经进行了各种通过控制在光吸收层中的带隙能量来改善光电转换效率的研究。

如上所述，为了将太阳光转换为电能，已经制造和使用了各种太阳能电池设备。在韩国未审查专利公布No.10-2008-0088744中公开了一种这样的太阳能电池设备。

发明内容

【技术问题】

本实施例提供了一种太阳能电池设备及其制造方法，该太阳能电池能够减少电子和空穴之间的再结合以改善光电转换效率。

【技术方案】

一种根据实施例的太阳能电池设备包括：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；以及，在所述光吸收层上的前电极层，其中，所述背电极层包括：具有在所述前电极的方向上逐渐增大的带隙能量的第一区域；在所述第一区域上的第二区域，所述第二区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量；在所述第二区域上的第三区域，所述第三区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量；以及，在所述第一区域上的第四区域，所述第四区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量。

一种根据实施例的太阳能电池设备包括：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；以及，在所述背电极层上的前电极层，其中，所述背电极层包括：具有在所述前电极的方向上逐渐增大的导带的第一区域；在所述第一区域上的第二区域，所述第二区域具有在所述前电极的方向上逐渐减小的导带；在所述第二区域上的第三区域，所述第三区域具有在所述前电极的方向上逐渐增大的导带；以及，在所述第三区域上的第四区域，所述第四区域具有在所述前电极的方向上逐渐减小的导带。

一种根据实施例的制造太阳能电池设备的方法包括：在基板上形成背电极层；在所述背电极层上形成光吸收层；并且，在所述光吸收层上形成前电极层，其中，所述背电极层包括：具有在所述前电极的方向上逐渐增大的带隙能量的第一区域；在所述第一区域上的第二区域，所述第二区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量；在所述第二区域上的第三区域，所述第三区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量；以及，在所述第一区域上的第四区域，所述第四区域具有在所述前电极层的方向上逐渐减小的带隙能量。

【有益效果】

根据实施例，太阳能电池设备可以通过使用第一至第四区域来将光吸收层的带隙能量控制为谐波形状(harmonic shape)。

即，因为第一至第四区域的带隙能量具有谐波形状，特别是导带具有谐波形状，所以通过在场中的Poole-Frenkel效应来隧穿在最低点处捕获的电子。因此，根据实施例的太阳能电池设备可以防止电子的再结合。

因此，根据实施例的太阳能电池设备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设备的截面图；

图2是示出图1的A部分的放大截面图；

图3是示出光吸收层的带隙能量的视图；

图4是示出在光吸收层中的带隙控制材料的含量的视图；以及

图5至8是示出根据实施例的太阳能电池设备的制造方法的视图。

具体实施方式