[发明专利]用于光伏电池或模块的背接触式基板

说明书

用于光伏电池的背接触式基板（1）包括载体基板（2）和电极（6），电极（6）包括基于下述的合金薄膜：铜（Cu）和银（Ag）之中的至少一个；以及锌（Zn）。

本发明涉及光伏电池的领域，更具体地涉及用于制造薄膜光伏电池的非透明背接触式基板的领域。

具体而言，以已知的方式，称为第二代光伏器件的一些薄膜光伏电池使用涂覆有光吸收薄膜（即，光敏材料）的基于钼的背接触式基板，所述光吸收薄膜由铜（Cu）、铟（In）和硒（Se）和/或硫（S）的黄铜矿制成。它可以例如是具有黄铜矿结构的CuInSe2类型的材料。该类型的材料在缩写CIS下是已知的。它还可以是CIGS，也就是说另外并入镓（Ga）的材料，或CIGSSe，也就是说并入硫和硒二者的材料。第二类材料由具有锌黄锡矿（Kesterite）结构的Cu2(Zn,Sn)(S,Se)4（即CZTS）类型的制成，其使用锌和/或锡代替铟和/或镓。第三类由碲化镉（CdTe）和硫化镉（CdS）制成。

对于应用的CIS、CIGS、CIGSSe和CZTSSe类型，背接触式电极通常基于钼（Mo），因为该材料展现出很多优点。它是良好的电导体（大约为10μΩ.cm的相对低的电阻率）。它可以经受必要的高热处理，因为它具有高的熔点（2610℃）。它在某种程度上经得住硒和硫。吸收剂的薄膜的沉积通常需要在高温下与包括硒或硫的气氛接触，这倾向于损坏大多数金属。钼与硒或硫反应，具体地，形成MoSe2、MoS2或Mo(S,Se)2，但是仍然是导电的，并且形成与CIS、CIGS、CIGSSe、CZTS或CdTe薄膜的适当欧姆接触。最后，它是CIS、CIGS、CIGSSe、CZTS或CdTe类型的薄膜在其上附着良好的材料；钼甚至倾向于促进其晶体生长。

然而，钼对于工业生产而言展现出主要缺点：它是昂贵的材料。与铝或铜相比，原材料的成本是高的。钼薄膜通常是通过磁场辅助的阴极溅射（即磁控溅射）沉积的。事实上，钼靶的制造也是昂贵的。这是更加重要的，因为为了获得期望水平的电导率（在包含S或Se的气氛中处理之后的每方块电阻至多2Ω/□，并且优选地至多1Ω/□，甚至优选地至多0.5Ω/□），通常大约从400 nm至1微米的Mo的相对厚的薄膜是必要的。

法国Saint-Gobain Glass（圣戈班玻璃）的专利申请WO-A-02/065554教导了提供相对薄的钼膜（小于500nm）并且在基板和基于钼的薄膜之间提供不透碱金属的一个或多个薄膜，以便于在后续热处理期间保持基于钼的薄膜的质量。

尽管如此，该类型的背接触式基板仍然相对昂贵。

本发明的目的是提供一种导电性和耐腐蚀的背接触式基板，其制造成本相对低。

为此，本发明的一方面具体地涉及用于光伏电池的背接触式基板，所述背接触式基板包括载体基板和电极，所述电极包括基于下述的合金薄膜：

铜（Cu）和银（Ag）当中的至少一个；以及

锌（Zn）。

这样的背接触式基板展现出下述优点：使得有可能以降低成本的材料获得与具有仅由钼制成的电极的背接触式基板的每方块电阻等同的每方块电阻。铜和银具有显著高于钼的电导率。因此，仅需要薄得多的膜来获得与钼相比相同的薄层电阻（sheetresistance）。然而，即使在室温下，铜和银也具有对硫和硒的非常高的亲和性。即使在较高的温度下，基于铜（Cu）和/或银（Ag）以及基于锌（Zn）的电极也具有对硒化的相对良好的耐抗性。相当令人惊讶的是，例如CuZn薄膜耐硒化，而例如铜薄膜没有通过测试。

尽管使用银似乎与成本降低的目标相矛盾，但是材料和涂层的成本将比针对钼的更低，这是由于低得多的薄膜厚度，这虑及高吞吐量的过程，并且还由于制造成本的较低成本。