[实用新型]一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能技术领域，具体的说是涉及一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池。

背景技术

在薄膜太阳能电池的领域，CIGS薄膜电池是最有前途的太阳电池之一。柔性衬底薄膜电池，是以可绕曲的金属箔或者聚合物箔为衬底的薄膜太阳电池。由于柔性薄膜电池与卷-卷(roll-to-roll)技术相兼容，可大规模生产，降低了材料成本与制造成本；CIGS薄膜电池有很强的抗辐射能力，尤其是耐高能电子和高能质子的辐射；由于CIGS电池转换效率高，相对于α－Si薄膜电池和GaAs薄膜电池，具有更明显的重量比功率优势，CIGS柔性薄膜太阳电池在空间应用是比较理想的光伏器件。CIGS柔性薄膜电池不仅重量比功率高，而且可弯曲折叠、不怕摔碰，除了像硅电池一样应用之外，还可以应用在许多特殊的场合，如凹凸不平的屋顶、汽车顶、衣服上及轻型移动电站等，是晶体硅太阳电池无法实现的功能，因此具有更大的应用范围和市场空间。

目前，柔性CIGS薄膜电池主要以不锈钢为衬底的CIGS薄膜电池和以聚酰亚胺为衬底的CIGS薄膜电池。相对于聚酰亚胺衬底，不锈钢作为电池的衬底，价格低廉，可降低电池的生产成本。另外，不锈钢衬底耐高温，在600℃以上仍有较好的机械稳定性和热稳定性，可极大地改善CIGS薄膜的横向均匀性，为提高组件的电池效率奠定了良好的基础。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池，在衬底上设计一层电绝缘层和杂质阻挡层，阻挡不锈钢衬底中的Fe杂质向吸收层内部扩散，使薄膜太阳电池的效率明显提高。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的：提供一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池，该电池从受光面向下依次为上层电极、窗口层、过渡层、吸收层、Mo电极层以及柔性不锈钢衬底层，在所述窗口层表面设有氟化镁减反射层；所述Mo电极层与柔性不锈钢衬底层中间设有氮氧化硅阻挡层。

本实用新型进一步限定的技术方案是：前述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池，所述氮氧化硅阻挡层通过化学气象沉积法、磁控溅射或者高温氮化氧化法制备在柔性不锈钢衬底层上。

前述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池，所述氮氧化硅阻挡层的厚度为0.01-2.5μm，所述氟化镁减反射层的厚度为1-8μm。

进一步的，前述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池，所述窗口层为含有ZnO的透明导电层，其厚度为0.05-0.08μm。

本申请的氮氧化硅SiON阻挡层，为二氧化硅与氮化硅的中间相，其光学及电学性能介于两者之间；通过改变化学组成调节其折光指数在1.47-2.3之间，介电常数控制在3.9-7.8之间。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的柔性CIGS薄膜电池以不锈钢为衬底代替以聚酰亚胺为衬底的CIGS薄膜电池。相对于聚酰亚胺衬底，不锈钢作为电池的衬底，价格低廉，可降低电池的生产成本。另外不锈钢衬底耐高温，在600℃以上仍有较好的机械稳定性和热稳定性，可极大地改善CIGS薄膜的横向均匀性，为提高组件的电池效率奠定了良好的基础。通过优化衬底温度制备出无阻挡层的CIGS薄膜太阳电池，采用新的阻挡层材料作为不锈钢衬底的杂质阻挡层和电绝缘层，实现对Fe原子的阻挡作用，使得薄膜太阳能电池的效率有新的提升。使得柔性不锈钢衬底CIGS薄膜太阳能电池的转换效率提高1%。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型做进一步的详细说明：

实施例1

本实施例提供的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池，结构如图1所示，该电池从受光面向下依次为上层电极8、窗口层6、过渡层5、吸收层4、Mo电极层3以及柔性不锈钢衬底层1，窗口层为含有ZnO的透明导电层，其厚度为0.08μm，在所述窗口层表面设有氟化镁减反射层7；所述Mo电极层与柔性不锈钢衬底层中间设有氮氧化硅阻挡层2；本实施例中的氮氧化硅阻挡层通过化学气象沉积法制备在柔性不锈钢衬底层上，且该氮氧化硅阻挡层的厚度为1.5μm；氟化镁减反射层的厚度为5μm。