[发明专利]一种用于BIPV的铜铟镓硒太阳能电池

说明书

本发明提供了一种用于BIPV的铜铟镓硒太阳能电池，包括背板玻璃，自所述背板玻璃表面向外依次为铜铟镓硒电池功能层/胶膜层/紫外电池功能层/盖板玻璃/减反射膜层。与现有电池相比，本发明具有以下优点和效果：采用化学溶液法制备p型氧化锌膜层与n型氧化锌膜层，以此在盖板玻璃内表面形成紫外电池功能层，这样，通过紫外电池功能层吸收紫外光，并可利用紫外光发电，提高太阳光谱的利用率，且能有效降低紫外线的伤害，延长铜铟镓硒电池使用寿命；同时通过控制p型与n型氧化锌膜层材料折射率和膜层厚度，使反射光产生干涉的波长不同，并同黑色电池功能层相结合，从而获得具有与环境、建筑外观匹配的多种颜色的铜铟镓硒太阳能电池。

技术领域

本发明涉及薄膜太阳能电池技术领域，具体是指一种用于BIPV的铜铟镓硒太阳能电池。

背景技术

近年来由于我国城市化进程的加快，建筑能耗逐年增长，因此加快可再生能源在建筑领域中规模化应用，是降低建筑能耗、调整建筑用能结构的关键措施之一。太阳能系统建筑一体化技术（简称“BIPV”）是将太阳能系统产品有机结合到建筑领域，既可以使太阳能系统具有建筑功能，同时又利用建筑表面产生的能量，实现提供清洁能源和降低建筑能耗的双重效果。

与传统晶硅、非晶硅电池相比，铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池作为新一代的薄膜电池，具备弱光发电性能好、成本低、温度系数低、能源回收期短、寿命长、发电稳定、抗辐射能力强、生产工艺无污染等优势，市场前景巨大。CIGS是一种直接带隙的P型半导体材料，其吸收系数高达10⁵/cm，2μm厚的CIGS薄膜就可吸收90％以上的太阳光，CIGS电池转换效率在薄膜太阳能电池中也是最高的，CIGS太阳能电池的优点非常符合“光伏建筑一体化”的应用实施。

但常规太阳能电池在建筑物上的应用受到一个根本性制约，因为建筑作为环境和城市景观，对外观色彩的要求非常高。CIGS太阳能电池是将电池功能层以多层薄膜的形式涂镀在背板玻璃上，然后与胶膜、光伏盖板玻璃层压合片，以组件的形式投入应用，由于电池功能层为黑色，而胶膜和光伏盖板玻璃都是无色透明的，所以CIGS电池的颜色通常显示为黑色。因而传统CIGS电池难以满足建筑作为环境和城市景观，对外观色彩的特殊要求。

此外，CIGS太阳能电池主要利用可见光和红外波段光的能量，紫外线对电池组件是有害的，这是因为紫外线具有较短的波长和较高的能量，而目前封装用的胶膜多为高分子材料，所以紫外线对胶膜具有很强的破坏性，严重影响光伏电池组件的使用寿命；同时紫外光穿透玻璃被电池吸收转化为热能，使组件工作温度过高，从而降低了组件实际发电量。

由此可见，BIPV的概念需要新的内涵，开发出一种既能与环境、建筑完美融合，外表美观，又能利用紫外线，拥有长使用寿命的彩色铜铟镓硒太阳能电池，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术中的不足，提供了一种用于BIPV的铜铟镓硒太阳能电池。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于BIPV的铜铟镓硒太阳能电池，所述铜铟镓硒太阳能电池，包括自背板玻璃表面向外依次制有的铜铟镓硒电池功能层和胶膜层，在胶膜层外层依次设置盖板玻璃和减反射膜层，其特征在于：在胶膜层和盖板玻璃之间制有紫外电池功能层。

在上述技术方案的基础上，有以下进一步的技术方案：

所述的紫外电池功能层，其结构自盖板玻璃内表面向外依次为透明电极层/n型氧化锌膜层/p型氧化锌膜层/金属栅电极层；

制备透明电极层的材料，包括但不限制于透明导电氧化物、氧化物/金属/氧化物叠层、银纳米线；

制备n型氧化锌膜层的材料，包括但不限制于未掺杂氧化锌、铝掺杂氧化锌、镓掺杂氧化锌、铟掺杂氧化锌、硼掺杂氧化锌；