[发明专利]用于薄膜太阳能电池的前电极及其制备方法和薄膜太阳能电池

说明书

本发明公开了用于薄膜太阳能电池的前电极及其制备方法和薄膜太阳能电池。该前电极包括：第一透明导电材料薄膜；金属薄膜，设置在所述第一透明导电材料薄膜上；第二透明导电材料薄膜，设置在所述金属薄膜上；和电池金属栅线，设置在所述第二透明导电材料薄膜上；其中，所述金属薄膜和电池金属栅线具有相同的图案，且所述金属薄膜设置在所述电池金属栅线的正下方，所述电池金属栅线将所述金属薄膜遮挡住。具有降低的方块电阻，且不会显著降低电池的光透过率，从而降低薄膜太阳能电池的串联电阻，提高电池的效率。

技术领域

本发明涉及一种用于薄膜太阳能电池的前电极及其制备方法和薄膜太阳能电池。

背景技术

在CIGS薄膜太阳能电池或者不锈钢衬底的非晶硅薄膜太阳能电池中，一般用掺铝氧化锌(AZO)薄膜作为电池的前电极。要求AZO有高的透过率以增加进入电池的光通量，低的方块电阻以减少电池的电学损耗。

在文献1“用于非晶硅太阳能电池的AZO-Ag-AZO透明电极(AZO-Ag-AZOtransparent electrode for amorphous silicon solar cells，Martin Theuring,Martin Vehse,Karsten von Maydell,Carsten Agert,Thin Solid Films 558(2014)294–297)”中，用AZO-Ag-AZO多层薄膜结构(Oxide-Metal-Oxide,OMO)代替传统非晶硅电池中的AZO。与传统的AZO薄膜相比，相同厚度的AZO-Ag-AZO复合薄膜的方块电阻明显降低，这有助于提高薄膜太阳能电池的效率，最终制作出来的电池的填充因子(Fill Factor,FF)为58％，明显高于用AZO薄膜制作出来的电池(FF为52.4％)。但是，由于OMO结构中增加了Ag薄膜，造成多层膜反射率增加，而且Ag薄膜的光学透过率远低于AZO薄膜，所以OMO多层膜的光学透过率远低于传统AZO薄膜，采用OMO多层膜结构电池的短路电流为6.02mA/cm²，明显低于用AZO薄膜的电池6.78mA/cm²的短路电流。

发明内容

本发明的目的是为了解决如何在降低薄膜太阳能电池的前电极的方块电阻的同时，仍不显著降低前电极的光透过率的问题，提供了一种用于薄膜太阳能电池的前电极及其制备方法和薄膜太阳能电池。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于薄膜太阳能电池的前电极，包括：第一透明导电材料薄膜；金属薄膜，设置在所述第一透明导电材料薄膜上；第二透明导电材料薄膜，设置在所述金属薄膜上；和电池金属栅线，设置在所述第二透明导电材料薄膜上；其中，所述金属薄膜和电池金属栅线具有相同的图案，且所述金属薄膜设置在所述电池金属栅线的正下方，所述电池金属栅线将所述金属薄膜遮挡住。

本发明还提供了一种薄膜太阳能电池的前电极的制备方法，包括：(1)形成第一透明导电材料薄膜；(2)以掩膜板覆盖所述第一透明导电材料薄膜，通过所述掩膜板生长金属薄膜，然后撤去所述掩膜板；(3)在所述金属薄膜上形成第二透明导电材料薄膜；(4)以所述掩膜板覆盖所述第二透明导电材料薄膜，通过所述掩膜板生长与所述金属薄膜完全重合的电池金属栅线。

本发明还提供了一种薄膜太阳能电池，该薄膜太阳能电池包括的前电极为本发明的用于薄膜太阳能电池的前电极。

本发明提供的薄膜太阳能电池的前电极，将电池金属栅线遮挡金属薄膜，这样电池可以被覆盖的面积仍然仅为电池金属栅线的面积，可以在几乎不降低光通量的前提下大幅度降低前电极的方块电阻，从而降低电池的串联电阻，最终提高电池的效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：