[发明专利]一种柔性CIGS太阳能电池的电极及制作方法

说明书

本发明公开了一种柔性CIGS太阳能电池的电极，包括合金层，所述合金层的一侧连接有铝层。一种柔性CIGS太阳能电池的电极的制备方法，其特征在于，(1).取镀好AZO膜层的CIGS电池片，使用激光在AZO层上刻划出导线凹槽。(2).在刻画好导线凹槽的电池顶部覆盖掩膜版，掩膜版与导线凹槽对应位置镂空；(3).随后送入磁控溅射/蒸镀工序进行物理气相沉积，物理气相沉积过程中钛铝合金中钛的含量逐步递减，理气相沉积结束后取出电池后去掉掩膜版，得到通过物理气相沉积电极的电池；(4).将电池上通过物理气相沉积的电极与组件汇流条进行键合。采用复合过渡多膜层电极设计。在保证肖脱基势垒较低的情况下有着较为匹配的热膨胀系数。

技术领域

本发明属于薄膜太阳能电池技术领域，特别涉及一种柔性CIGS太阳能电池的电极及制作方法。

背景技术

铜锢稼硒(CIGS)薄膜太阳能电池，具有层状结构，吸收材料属于I-III-VI族化合物。衬底一般采用玻璃，也可以采用柔性薄膜衬底。一般采用真空溅射、蒸发或者其它非真空的方法，分别沉积多层薄膜，形成P-N结构而构成光电转换器件。从光入射层开始，各层分别为：金属栅状电极、减反射膜、窗口层(Zn0)、过渡层(CdS)、光吸收层(CIGS)、金属背电极(Mo)、衬底。

目前CIGS电池的金属栅状电极技术按照制备方法来说分为两种。一种是镀膜制备电极，另一种是金属线电极。镀膜法制备顶电极的CIGS电池结构如图5：

电极可用蒸镀或者磁控溅射方法，在CIGS窗口层AZO上制备一层纯金属Al的栅状电极。也有报道用纯金属Ni和Ag做电极的。用来将薄膜太阳能电池产生的电流收集起来。

另一种是金属线作为顶电极，以Miasole柔性CIGS芯片为例。

如图6市场上Miasole柔性组件顶电极示意图

如图所示，图2中③使用的是金属镍包裹的铜线，将金属线绕成设计好的栅状电极后，加热层压到两边有粘合树脂涂层的PET塑料薄膜上。然后将上述带导线的塑料薄膜热层压至镀好的CIGS薄膜电池上。导线接触AZO层，便可收集CIGS电池中产生的光电流。

如上，分别介绍了两种CIGS顶电极制备方法。

镀膜法制备顶电极缺陷如下所述：

1.金属电极和ZnO半导体之间不易形成欧姆接触，有较高的肖脱基势垒，电阻率高，影响电池效率。

2.由于热膨胀系数差异，镀膜法制备的顶电极在电池长期使用中容易断路，导致电池失效。

3.电极尺寸设计问题，设计金属电较极较窄则导致ZnO层接触面积较小，导致电流收集面积小，不利与太阳能电池工作时光电流的收集并且容易断路。设计电极宽则会影响阳光透过性，影响电池效率。

使用金属线作CIGS顶电极，该方案较镀膜制备顶电极较为可靠，不宜断路导致电池失效。多用在柔性CIGS电池上。但仍有以下缺陷：

1.如镀膜电极，存在较高的肖脱基势垒。

2.金属线和AZO层接触面积更小，电流收集能力最差。

3.金属线作电极绕制热压需要单独设备，降低了设备集成度且制造方法繁琐。

4.金属线和PET层之间形成空腔，导致阳光透过PET和电极光强下降。具体示意图如图7。

发明内容

本发明针对上述现有技术的存在的问题，提供一种柔性CIGS太阳能电池的电极及制作方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种柔性CIGS太阳能电池的电极，包括合金层，所述合金层的一侧连接有铝层。

进一步的，所述合金层为钛铝合金层。