[发明专利]具有高透射率结构的透明导电氧化物层及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有含高透射率结构的透明导电氧化物层的太阳能电池及其制造方法。

背景技术

太阳能电池是用于通过阳光直接生成电流的光伏组件。由于对清洁能源的日益增长的需求，近年来太阳能电池的制造急剧扩大并且继续扩张。由于透明导电氧化物（TCO）膜用作透明涂层以及还用作电极的多功能性，它们通常用于太阳能电池中。为了提供这两种功能，选择呈现太阳光的高透射率和高导电性（低电阻性）的材料来制作TCO膜。先前尝试增大透射率和电阻率的方法和技术并不完全成功。在许多情况下，通过添加掺杂物来降低电阻导致不期望的透射率降低。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种太阳能电池，包括：太阳能电池子结构，包括设置在衬底上方的吸收层；以及透明导电氧化物（TCO）层，设置在所述子结构上方，所述TCO层包括其中设有多个独立的间隔开的结构的TCO膜，并且所述独立的间隔开的结构具有比所述TCO膜更高的可吸收辐射的透射率。

在该太阳能电池中，所述TCO膜包括选自由掺铝ZnO、掺镓ZnO、掺铝镓ZnO、掺硼ZnO、掺铟CdO、铟锡氧化物、掺氟SnO以及它们的组合所组成的组。

在该太阳能电池中，所述独立的间隔开的结构具有至少800nm的最小截面尺寸。

在该太阳能电池中，所述独立的间隔开的结构具有100微米以下的最大截面尺寸。

在该太阳能电池中，所述独立的间隔开的结构包括穿孔和高透射率颗粒中的至少一种。

在该太阳能电池中，所述TCO层的导电率至少为5×10³S/cm。

在该太阳能电池中，所述TCO层的电阻率为5×10^-4Ω·cm以下。

在该太阳能电池中，所述TCO层的透射率相对于可比较的同质TCO膜的透射率至少增加5%。

根据本发明的另一方面，提供了一种太阳能电池，包括：太阳能电池子结构，包括设置在衬底上的吸收层；以及透明导电氧化物（TCO）层，设置在所述太阳能电池子结构上方，所述TCO层包括其中设有多个间隔开的颗粒的TCO膜，所述颗粒具有至少800nm的最小截面尺寸并且嵌入所述TCO膜中，并且所述TCO层具有比可比较的同质TCO膜更高的可吸收辐射的透射率。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于形成太阳能电池的方法，包括：提供太阳能电池子结构，所述太阳能电池子结构包括设置在衬底上方的吸收层；以及形成设置在所述子结构上方的透明导电氧化物（TCO）层，其中，所述TCO层包括其中设有多个间隔开的高透射率结构的TCO膜，并且所述TCO层具有比可比较的同质TCO膜更高的可吸收辐射的透射率。

在该方法中，所述TCO层的透射率相对于所述可比较的同质TCO膜的透射率至少增加5%。

在该方法中，形成所述TCO层包括：在所述子结构上方沉积多个间隔开的部件；以及在所述间隔开的部件之间沉积所述TCO膜。

在该方法中，所述间隔开的部件选自由颗粒、突出物、生长抑制剂以及它们的组合所组成的组。

该方法进一步包括：去除所述间隔开的部件。

在该方法中，所述间隔开的部件包括生长抑制剂，并且沉积所述TCO膜包括采用MOCVD工艺生长所述TCO膜。

在该方法中，所述间隔开的部件包括透射率大于所述TCO膜的透射率的颗粒。

在该方法中，所述间隔开的部件包括透射率小于所述TCO膜的透射率的颗粒或突出物。

在该方法中，所述间隔开的部件是颗粒，并且沉积所述多个间隔开的部件包括：形成含有悬浮在溶剂中的所述颗粒的溶液；在所述子结构上方涂覆所述溶液；以及去除所述溶剂。

在该方法中，所述间隔开的部件是突出物，并且所述方法进一步包括通过蚀刻去除所述突出物。

在该方法中，所述间隔开的高透射率结构选自由颗粒、穿孔以及它们的组合所组成的组。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据以下详细的描述可以更好地理解本发明。应该强调的是，根据标准实践，附图的各种部件不必按比例绘制。相反，为清楚起见，各种部件的尺寸可以任意增大或缩小。在整个说明书和全部附图中，相似的参考标号用于表示相似的部件。

图1是具有含多个间隔开的高透射率结构的透明导电层的太阳能电池的截面图；

图2是根据本发明示出方法的实施例的流程图；