[发明专利]一种叠层薄膜太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种叠层薄膜太阳能电池，包括衬底和依次叠加设置于所述衬底上的背电极、底电池、顶电池、窗口层和正面电极，其特征在于，所述底电池与顶电池间设有隧道结，所述底电池的带隙小于所述顶电池的带隙；所述的底电池和顶电池均由p型半导体层和n型半导体层组成，所述隧道结包括n+型半导体层和p+型半导体层，所述n+型半导体层与所述底电池中的n型半导体层接触，所述p+型半导体层与所述顶电池的p型半导体层接触。

2.根据权利要求1所述的叠层薄膜太阳能电池，其特征在于，所述隧道结由宽带隙材料组成，其掺杂浓度大于所述顶电池和底电池中吸收层的掺杂浓度。

3.根据权利要求2所述的叠层薄膜太阳能电池，其特征在于，所述的隧道结为p+-Cd_xZn_1-xTe和n+-CdS，其中x＝0-1，其厚度为10-50nm。

4.根据权利要求1-3任一所述的叠层薄膜太阳能电池，其特征在于，所述底电池的吸收层带隙为1.0-1.2eV的Cu(In，Ga)Se₂，所述顶电池的吸收层带隙为1.6-1.8eV的CdxZn1-xTe。

5.根据权利要求1所述的叠层薄膜太阳能电池，其特征在于，所述衬底为柔性衬底。

6.根据权利要求5所述的叠层薄膜太阳能电池，其特征在于，所述衬底为金属箔衬底或聚酰亚胺衬底。

7.根据权利要求6所述的叠层薄膜太阳能电池，其特征在于，所述的窗口层由宽带隙的半导体材料组成的第一窗口层和第二窗口层，所述第一窗口层设置于所述顶电池上，其为本征的金属氧化物导电层，所述第二窗口层设置于所述第一窗口层上，其为n型掺杂的复合导电层。

8.一种叠层薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一，通过磁控溅射方法在衬底上形成背电极；

步骤二，在背电极上通过磁控溅射或共蒸发的方法形成底电池的p型半导体层；

步骤三，在底电池的p型半导体层上，通过磁控溅射或化学水浴的方法形成底电池的n型半导体层；

步骤四，在底电池的n型半导体层上，通过磁控溅射、CVD或MBE(分子束外延)中的一种方式依次生长形成n+型半导体层和p+型半导体层，即得隧道结；

步骤五，在隧道结上，通过磁控溅射、CVD或MBE(分子束外延)中的一种方式生长顶电池的p型半导体层和n型半导体层；

步骤六，在顶电池的n型半导体层上通过磁控溅射或者CVD的方法形成本征ZnO和ZnO：Al，即得窗口层；

步骤七，在窗口层上通过丝网印刷或者带掩膜电镀的方法形成正面电极。

9.根据权利要求8所述的叠层薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤四中的隧道结由宽带隙材料组成，其掺杂浓度大于所述顶电池和底电池中吸收层的掺杂浓度。

10.根据权利要求9所述的叠层薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述的隧道结为p+-Cd_xZn_1-xTe和n+-CdS，其中x＝0-1，其厚度为10-50nm。

11.根据权利要求8所述的叠层薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述底电池的吸收层带隙为1.0-1.2eV的Cu(In，Ga)Se₂，所述顶电池的吸收层带隙为1.6-1.8eV的Cd_xZn_1-xTe。

12.根据权利要求8所述的叠层薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的衬底为柔性衬底，首先通过磁控溅射方法在柔性衬底上形成阻挡层，再通过磁控溅射方法在衬底上形成背电极。

13.根据权利要求8所述的叠层薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述的步骤四和步骤五中，采用MBE方式生长的膜层后再进行含有掺杂元素的退火步骤，即在掺杂元素的气氛下，在10℃-150℃下退火。