[发明专利]具有背面反射体的光伏器件

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及光伏器件，更具体地，涉及用于提高薄膜太阳能电池的性能的背面反射体。

背景技术

薄膜太阳能电池，也被称为薄膜光伏电池，其用于将光能直接转换成电能。薄膜太阳能电池的制造包括依次在衬底之上沉积一个或多个薄膜层的步骤。典型的薄膜太阳能电池包括正面接触层、缓冲层、吸收层、背面电极层和衬底。

正面接触层，也叫做顶部接触层或窗口层，其通常是具有抗反射涂层的n型透明导电氧化物层。缓冲层通常是n型层，而吸收层通常是p型层。吸收层可以是“基于CIGS”的吸收层，其中，“CIGS”一般是指铜铟镓硒或Cu(In,Ga)Se₂。背面电极层通常为金属且通常包括钼（Mo）。衬底通常由玻璃、塑料或金属箔制成。在具有金属箔衬底的薄膜太阳能电池中，背面电极层可以省去，因为衬底起着背面电极层的作用。

当来自太阳光的光子经过薄膜太阳能电池时，在光敏吸收层中产生电子空穴对。由于在缓冲层-吸收层结内的内建电场，使得它们可以分开。由此产生的空穴和电子分别由背面电极和顶部接触层收集，从而产生光电流。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种光伏器件，包括：衬底；背面电极层，形成在衬底之上；背面反射体，形成在背面电极层之上；吸收层，形成在背面电极层和背面反射体之上；缓冲层，形成在吸收层之上；以及正面接触层，形成在缓冲层之上。

优选地，背面反射体形成为多条平行线。

优选地，背面反射体形成为网格结构。

优选地，背面反射体由具有1.2和3.0之间的折射率的第一反射体材料形成。

优选地，背面反射体由至少一层第一反射体材料和至少一层第二反射体材料形成，第二反射体材料形成为与背面电极层接触，且第一反射体材料形成在第二反射体材料之上。

优选地，第一反射体材料的折射率大于第二反射体材料的折射率。

优选地，第一反射体材料的折射率介于1.5和4.5之间，而第二反射体材料的折射率介于1.2和2.5之间。

优选地，形成背面反射体的至少一层第一反射体材料和至少一层第二反射体材料的每一层的深度介于30nm和300nm之间。

优选地，背面反射体对于背面电极层的表面积的覆盖率介于20%和90%之间。

优选地，使用掩模通过溅射形成背面反射体。

根据本发明的另一方面，提供了一种形成光伏器件的方法，包括：在衬底之上形成背面电极层；在背面电极层之上形成包括多条平行线的背面反射体；在背面电极层和背面反射体之上形成吸收层；在吸收层之上形成缓冲层；以及在缓冲层之上形成正面接触层。

优选地，背面反射体形成为网格结构。

优选地，背面反射体由具有1.2和3.0之间的折射率的第一反射体材料形成。

优选地，背面反射体由至少一层第一反射体材料和至少一层第二反射体材料形成，第二反射体材料形成为与背面电极层接触，且第一反射体材料形成在第二反射体材料之上。

优选地，第一反射体材料的折射率大于第二反射体材料的折射率。

优选地，第一反射体材料的折射率介于1.5和4.5之间，而第二反射体材料的折射率介于1.2和2.5之间。

优选地，形成背面反射体的至少一层第一反射体材料和至少一层第二反射体材料的每一层的深度介于大约30nm和300nm之间。

优选地，背面反射体对于背面电极层的表面积的覆盖率介于20%和90%之间。

优选地，使用掩模通过溅射形成背面反射体。

根据本发明的又一方面，提供了一种光伏器件，包括：衬底，包括玻璃、塑料或金属箔；背面电极层，位于衬底之上；背面反射体，位于背面电极层之上且覆盖背面电极层的表面积的20%到90%，背面反射体由至少一层第一反射体材料和至少一层第二反射体材料形成，第二反射体材料形成为与背面电极层接触，且第一反射体材料形成在第二反射体材料之上，其中，第一反射体材料的折射率大于第二反射体材料的折射率；吸收层，位于背面电极层和背面反射体之上；缓冲层，位于吸收层之上；以及正面接触层，形成在缓冲层之上。

附图说明

当结合附图阅读下面详细的说明书时，可最佳理解本发明。应该强调，根据普遍实践，各个部件没有必要按比例绘制。与此相反，为了清楚起见，各个部件的尺寸可任意扩大或减小。贯穿说明书和附图，相同的数字表示相同的部件。

图1是根据本发明的一些实施例的具有背面反射体的薄膜太阳能电池的简化框图。