太陽能電池及其制造方法技術

根據本公開的一種太陽能電池包括：背電極層；以及，在所述背電極層上的光吸收層，其中，所述光吸收層包括未摻雜區和在所述未摻雜區上的摻雜區，并且所述摻雜區包括鋅。根據本公開的一種制造太陽能電池的方法包括：在基板上形成背電極層；在所述背電極層上形成初步光吸收層；在所述初步光吸收層上形成摻雜劑供應層；并且，擴散所述摻雜劑供應層。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
[0001 ] 實施例涉及。
技術介紹
制造太陽能電池來用于太陽光電力產生的方法如下。首先，在制備基板后，背電極層形成在基板上，并且通過激光被圖案化，由此形成多個背電極。其后，在背電極上依序形成光吸收層、緩沖層和高電阻緩沖層。諸如下述方案的各種方案已經被廣泛使用以便形成光吸收層:通過同時或分別蒸發Cu、In、Ga和Se來形成基于Cu (In，Ga) Se2 (CIGS)的光吸收層的方案；以及，在已經形成金屬前體膜后執行硒化工藝的方案。光吸收層的帶隙能量在大約IeV至1.8eV的范圍中。然后，通過濺射工藝來在光吸收層上形成包括硫化鎘(CdS)的緩沖層。該緩沖層的帶隙能量可以在大約2.2eV至2.4eV的范圍中。其后，通過濺射工藝在緩沖層上形成包括氧化鋅(ZnO)的高電阻緩沖層。高電阻緩沖層的帶隙能量在大約3.1eV至大約3.3eV的范圍中。其后，可以在光吸收層、緩沖層和高電阻緩沖層中形成凹槽圖案。然后，透明的導電材料被層疊在高電阻緩沖層上，并且被填充在凹槽圖案中。因此，在高電阻緩沖層上形成透明電極層，并且在凹槽圖案中形成連接導線。構成該透明電極層和連接導線的材料可以包括摻雜鋁的氧化鋅(AZO)。該透明電極層的帶隙能量可以在大約3.1eV至大約3.3eV的范圍中。然后，在透明電極層中形成凹槽圖案，使得可以形成多個太陽能電池。該透明電極和高電阻緩沖器分別對應于電池。可以以條形或矩陣的形式來提供該透明電極和高電阻緩沖器。透明電極和背電極彼此不對齊，使得透明電極通過連接導線電連接到背電極。因此，太陽能電池可以彼此電串聯。如上所述，為了將太陽光轉換為電能，已經制造和使用了各種太陽能電池設備。在韓國未審查專利公布N0.10-2008-0088744中公開了該太陽能電池設備之一。
技術實現思路
技術問題[0011 ] 實施例提供了能夠表現出改善的性能的太陽能電池。對于問題的解決方案根據實施例，提供了一種太陽能電池，包括:背電極層；以及，在所述背電極層上的光吸收層，其中，所述光吸收層包括未摻雜區和在所述未摻雜區上的摻雜區，并且所述摻雜區包括鋅。根據一個實施例，提供了一種制造太陽能電池的方法，包括:在基板上形成背電極層；在所述背電極層上形成初步光吸收層；在所述初步光吸收層上形成摻雜劑供應層；并且，擴散所述摻雜劑供應層。本專利技術的有益效果在根據實施例的太陽能電池中包括的光吸收層包括摻雜區和未摻雜區。光吸收層的摻雜區域與光吸收層的未摻雜區域一起形成異類PN結，使得可以減少在界面表面出的重新組合。因此，可以改善開路電壓。光吸收層的摻雜區和未摻雜區具有彼此類似的帶隙能量，使得可以增大電子的產出率。在根據實施例的太陽能電池中包括的緩沖層包括氧化鎂鋅。因此，根據實施例的太陽能電池可以與具有僅包括硫化鎘的緩沖層的、根據現有技術的太陽能電池作比較具有改善的開路電壓。另外，根據實施例的太陽能電池是無Cd的，因此可以通過環境友好的方案來制造太陽能電池，而不被環境法規限制。【附圖說明】圖1是示出根據實施例的太陽能電池的一個截面的截面圖；圖2是將實施例的開路電壓Voc與比較示例的開路電壓作比較的圖形；并且圖3至6是示出根據實施例的制造太陽能電池的方法的截面圖。【具體實施方式】在實施例的描述中，可以明白，當層(或膜)、區域、圖案或結構被稱為在另一層(或膜)、另一個區域、另一個圖案或另一個結構“上”或“下”時，它可以“直接地”或“間接地”在該另一層(或膜)、區域、圖案或結構上，或者也可以存在一個或多個介入層。已經參考附圖描述了層的這樣的位置。可以將層(或膜)、區域、圖案或結構的大小或厚度修改得夸大以用于說明和清楚的目的。該大小不完全反映實際大小。以下，將參考附圖來描述該的示例性實施例。現在參考圖1來詳細描述根據實施例的太陽能電池。圖1是根據實施例的太陽能電池的一個截面的截面圖。參見圖1，根據實施例的太陽能電池包括支撐基板100、背電極層200、光吸收層300、緩沖層400和前電極層500。支撐基板100具有平板形狀，并且支撐背電極層200、光吸收層300、緩沖層400和前電極層500。支撐基板100可以包括絕緣體。支撐基板100可以是玻璃基板、諸如聚合物的塑料基板或金屬基板。同時，支撐基板100可以包括鈉鈣玻璃。支撐基板100可以是透明的、柔性的或硬的。背電極層200被設置在支撐基板100的頂表面上。背電極層200是導電層。例如，用于背電極層200的材料可以包括諸如鑰(Mo)的金屬。背電極層200可以包括至少兩層。在該情況下，可以通過使用相同金屬或不同金屬來形成至少兩層。在背電極層200上設置光吸收層300。光吸收層300可以包括1-1I1-VI族化合物。例如，光吸收層300可以具有Cu (In，Ga) Se2 (CIGS)晶體結構、Cu(In)Se2晶體結構或Cu(Ga)Se2晶體結構。光吸收層300的至少一部分被摻雜鋅(Zn)。詳細而言，光吸收層300包括未摻雜區310和摻雜區320，并且摻雜區320包括鋅(Zn)。在該情況下，包含的鋅(Zn)的重量百分比是0.1%至3%。未摻雜區310的厚度可以小于摻雜區320的厚度的50%。光吸收層300的帶隙能量在大約IeV至1.8eV的范圍中。在實施例中，因為光吸收層300的未摻雜區310與光吸收層300的摻雜區320 —起形成異類PN結，所以可以減少在界面表面出的重新組合使得可以提高開路電壓。光吸收層300的未摻雜區310的帶隙能量類似于光吸收層300的摻雜區320的帶隙能量，使得可以增大電子的產出率。在光吸收層300上設置了緩沖層400。緩沖層400直接接觸光吸收層300。緩沖層400可以包括氧化鎂鋅(MgZnO)。氧化鎂鋅(MgZnO)被表達為下面的化學式，化學式:(MgxZn 1-X) O其中，X滿足下面的等式I等式I0.3 ^ X ^ 0.7同時，氧化鎂鋅(MgZnO)的質量比可以滿足下面的等式2等式2Mg/Zn ^ 0.7參見圖2，根據實施例的太陽能電池與具有僅包括硫化鎘的緩沖層的、根據現有技術的太陽能電池作比較具有改善的開路電壓Voc，這將在后面描述。根據實施例的太陽能電池是無Cd的，因此可以通過有益于環境的方案來制造太陽能電池，而不被環境法規限制。在光吸收層300上設置了前電極層500。詳細而言，在緩沖層400上設置了前電極層 500。前電極層500被設置在緩沖層400上，并且是透明的。例如，用于前電極層500的材料可以包括摻雜Al的氧化鋅(AZO)、氧化銦鋅(IZO)或氧化銦錫(ITO)。前電極層500的厚度可以在大約500nm至大約1.5微米的范圍中。前電極層500包括ΑΖ0，可以以重量百分比大約1.5%至大約3.5%的數量來摻雜鋁(Al)。前電極層500是導電層。以下，將參考圖3至6來描述根據實施例的制造太陽能電池的方法。在下面的說明中，為了清楚和簡單的說明，將省略與如上所述的那些類似或相同的結構和組件的細節。圖3至6是示出根據實施例的制造太陽能電池的方法的截面圖。根據實施例的制造太陽能電池的方法可以包括形成背電極層200的步驟、形成初步光吸收層351的步驟、形成摻雜劑供應層352的步驟和形成光吸收層的步驟。首先，參見圖3，在支撐基板100上沉積諸如鑰(Mo本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種太陽能電池，包括：背電極層；以及，在所述背電極層上的光吸收層，其中，所述光吸收層包括未摻雜區和在所述未摻雜區上的摻雜區，其中，所述摻雜區包括鋅。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.10.20 KR 10-2011-01074701.一種太陽能電池，包括: 背電極層；以及， 在所述背電極層上的光吸收層， 其中，所述光吸收層包括未摻雜區和在所述未摻雜區上的摻雜區， 其中，所述摻雜區包括鋅。2.根據權利要求1所述的太陽能電池，其中，在所述摻雜區中的所述鋅的重量百分比在0.1%至3%的范圍中。3.根據權利要求1所述的太陽能電池，進一步包括在所述光吸收層上的緩沖層，其中，所述緩沖層包括氧化鎂鋅(MgZnO)。4.根據權利要求3所述的太陽能電池，其中，通過化學式(MgXZnl-X)O來表達氧化鎂鋅(MgZnO) ο5.根據權利要求4所述的太陽能電池，其中，X滿足等式0.3 < X < 0.7。6.根據權利要求2所述的太陽能電池設備，其中，是摻雜區的厚度與所述未摻雜區的厚度的比率小于0.5:1。7.—種制造太陽能電池的方法，所述方法包括: 在基板上形成背電極層； 在所述背電極層上形成初步光吸收層； 在所述初步光吸收層上形成...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林真宇，
申請(專利權)人：LG伊諾特有限公司，
類型：發明
國別省市：韓國;KR