[实用新型]一种化合物薄膜太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种化合物薄膜太阳能电池。

背景技术

随着经济社会的发展，人们对能源的需求也与日俱增。由于常规化石能源储量有限，且污染环境。因此，发展利用新的清洁能源就成为解决常规能源匮乏，环境污染的唯一途径。由于太阳能取之不尽用之不竭，清洁无污染，是未来最理想最可持续的可再生能源。太阳能电池直接将光能转变为电能，是太阳能利用的一种重要方式。

铜铟镓硒(CIGSe)薄膜太阳能电池具有高光吸收系数、高转化效率、可调的禁带宽度、高稳定性、较强的抗辐射能力等优点，目前转换效率已经超过多晶硅电池，并仍在不断获得新突破，是一种非常有发展潜力的薄膜太阳能电池。另一种铜基化合物铜锌锡硫(CZTS)电池与CIGSe电池结构相同，制备方法相似，但是所采用的原材料如锌(Zn)、锡(Sn)和硫(S)更廉价且储量丰富，因此，CZTS被认为是一种很有前途的新型薄膜太阳能电池材料。

在CIGSe和CZTS电池中，通常采用CdS作为缓冲层，来减少吸收层与窗口层的晶格和带隙失配。但是CdS缓冲层的禁带宽度只有2.4eV，会对高能光子产生吸收，从而减少CIGSe或CZTS电池的短波光谱响应，影响电池的短路电流和转换效率。为了解决这个问题就需要找到一种禁带宽度更大，同时能够调节吸收层与窗口层的晶格失配的缓冲层材料。

实用新型内容

为了解决现有技术中所存在的吸收层与窗口层之间晶格失配的技术问题，提高太阳能电池的短波光谱响应，本实用新型提供了一种化合物薄膜太阳能电池。

所采用技术方案如下所述：

一种化合物薄膜太阳能电池，其依次包括衬底、背电极层、吸收层、缓冲层、窗口层和电极层，所述缓冲层为具有带隙梯度的CdSO缓冲层，所述CdSO缓冲层的带隙由所述吸收层至所述窗口层逐渐增加。

所述CdSO缓冲层中的氧含量在远离所述吸收层的方向上呈逐渐递增。

所述吸收层为铜铟硒(CISe)吸收层、铜铟镓硒(CIGSe)吸收层、铜铟镓硫硒(CIGSSe)吸收层、铜铟镓硫(CIGS)吸收层、铜铟硫(CIS)吸收层、铜锌锡硫(CZTS)吸收层、铜锌锡硫硒(CZTSSe)吸收层、铜锌锡硒(CZTSe)吸收层中的一种，所述吸收层的厚度为0.5-3μm。

窗口层包括本征透明氧化物层和透明导电氧化物层，所述本征透明氧化物层的厚度为30-100nm，所述透明导电氧化物层的厚度为200-1500nm。

所述本征透明氧化物层为i-ZnO层或i-SnO₂层。

所述的透明导电氧化物层为掺铝氧化锌(ZnO∶Al)、掺镓氧化锌(ZnO∶Ga)、掺硼氧化锌(ZnO∶B)、掺氢氧化锌(ZnO∶H)、掺氟氧化锡(SnO₂∶F)和掺锡氧化铟(In₂O₃∶Sn)中的一种。

本实用新型相对于现有技术具有如下有益效果：

本实用新型将具有带隙梯度的CdSO缓冲层替代CdS缓冲层，CdSO缓冲层的带隙由吸收层至窗口层逐渐增加，形成梯度带隙，这样底部为O含量较少的CdS，可用于减少与吸收层晶格失配，而上层CdSO带隙逐渐增加，则有利于通过短波光，使太阳能电池的短波光谱响应增加。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型所提供的一种化合物薄膜太阳能电池结构示意图。

图中1-衬底；2-背电极层；3-吸收层；4-缓冲层；5-窗口层，51-本征透明氧化物层；52-透明导电氧化物层；6-电极层。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型提供了一种化合物薄膜太阳能电池，其依次包括衬底1、背电极层2、吸收层3、缓冲层4、窗口层5和电极层6，缓冲层4为具有带隙梯度的CdSO缓冲层，CdSO缓冲层的带隙由吸收层3至窗口层5逐渐增加。缓冲层4中带隙的增加与CdSO缓冲层4中氧含量有关，CdSO缓冲层4中的氧含量在远离吸收层3的方向上呈逐渐递增，从而形成底层氧含量少，上层氧含量多，可同时调节与吸收层3的晶格失配，并提高太阳电池的短波响应。