一种用于太阳能电池的透明导电窗口层及cigs基薄膜太阳能电池的制作方法

一种用于太阳能电池的透明导电窗口层及cigs基薄膜太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及薄膜太阳能电池技术领域，更具体的，本发明提供一种用于太阳能电池的透明导电窗口层及CIGS基薄膜太阳能电池。
【背景技术】
[0002]随着全球气候变暖、生态环境恶化和常规能源的短缺，越来越多的国家开始大力发展太阳能利用技术。太阳能光伏发电是零排放的清洁能源，具有安全可靠、无噪音、无污染、资源取之不尽、建设周期短、使用寿命长等优势，因而备受关注。铜铟镓砸(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，2um厚的铜铟镓砸薄膜就可吸收90%以上的太阳光。CIGS薄膜的带隙从1.04eV到1.67eV范围内连续可调，可实现与太阳光谱的最佳匹配。铜铟镓砸薄膜太阳电池作为新一代的薄膜电池具有成本低、性能稳定、抗辐射能力强、弱光也能发电等优点，其转换效率在薄膜太阳能电池中是最高的，已超过20%的转化率，因此日本、德国、美国等国家都投入巨资进行研宄和产业化。
[0003]太阳能在环境上是清洁的并且从某种角度上已经成功，但是，在使其进入普通百姓的家庭之前，仍有许多问题有待解决。例如，单晶硅太阳能电池能够将光能转化为电能，然而，单晶硅材料是比较昂贵的。在使用薄膜技术制造太阳能电池时，也存在一些问题，如薄膜的可靠性较差，并且在传统的环境应用中不能长时间使用，薄膜难以彼此有效的结合在一起等。
[0004]传统的CIGS基薄膜光伏电池结构参见图1，其普遍采用AZO透明导电膜层6作为窗口层，为了使窗口层具有较低的方块电阻，通常需要较厚的AZO膜层，一般400nm的AZO膜的方阻在20 Ω/ □左右，更厚的900nm的AZO膜的方阻在7 Ω / □左右，但是较厚的AZO膜层会使其可见光透过率降低，这就需要在这两个方面进行平衡。为了获得较低的方阻和较高的可见光透过率，在镀AZO膜层前还要先将基板加热到至少200°C。一般CIGS基薄膜光伏电池的AZO透明导电膜层的厚度都要大于400nm，有的甚至超过lum。这些将不利于使CIGS薄膜电池的成本降低。
[0005]AZO膜层对中远红外线的反射能力较弱，众所周知，中远红外线是热线，薄膜电池在阳光的照射下，中远红外线会对薄膜电池的内部进行加热，使电池内部温度上升，这将会影响电池的性能。

【发明内容】

[0006]基于此，有必要提供一种具有低方块电阻、具有较高的可见光透过率、较薄的膜厚、制作过程不用加热同时具备较强的反射中远红外线功能的透明导电层来作为太阳能电池装置的透明导电窗口层。
[0007]本发明的技术方案如下:
[0008]一种用于太阳能电池的透明导电窗口层，其特征在于:所述透明导电窗口层为金属基透明导电层，厚度不大于250nm(优选的厚度不大于120nm)，在波长为380nm-800nm的波段，所述透明导电窗口层的透过率为80%以上，其方块电阻小于10Ω/ □；
[0009]该金属基透明导电层包括五层膜层，其从底面往上依次为氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、T1J莫层或NiCrO x膜层、Zn ^SixOy膜层、保护膜层；
[0010]或者该金属基透明导电层包括九层膜层，其从底面向上依次为氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、T1J莫层或NiCrO x膜层、Zn ^SixOy膜层、氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、T1x膜层或NiCrO x膜层、Zn JixOy膜层、保护膜层；
[0011]其中，所述T1x膜层中X彡2，所述Zn ^SixOy膜层中0.001彡x彡0.1，y<l.5 ；NiCrOJ莫层中 X < 3。
[0012]所述氧化锌基TCO膜层为AZO膜层、GZO膜层、BZO膜层、IZO膜层中的至少一种膜层组成。
[0013]所述保护膜层为氮化硅膜层、氮氧化硅膜层、氧化钛膜层、ZrOx: Y膜层中的至少一种膜层组成，其中所述ZrOx:Y膜层中X ( 2，Y的掺杂量为0.01wt% -15wt%。
[0014]优选的，在5层或9层结构中，所述Ag或Au膜层的厚度为3_16nm，所述T1J莫层厚度不大于1nm0
[0015]ZrvxSixOy膜层中可添加少量的Mg或Sn元素，其中添加的Mg或Sn元素与该膜层中非氧元素的原子总和之比为0.01at% -10at%。
[0016]本发明的又一技术方案为:
[0017]一种CIGS基薄膜太阳能电池装置，包括依次层叠设置的衬底、背电极层、光吸收层、缓冲层、本征氧化锌层及透明导电窗口层，其特征在于:所述透明导电窗口层为一金属基透明导电层构成，厚度不大于250nm，在波长为380nm-800nm的波段，所述透明导电窗口层的透过率为80%以上，其方块电阻小于10Ω / □;
[0018]该金属基透明导电层包括五层膜层，其从本征氧化锌层往外依次为氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、T1x膜层或NiCrO x膜层、Zn ^xSixOy膜层、保护膜层；
[0019]或者该金属基透明导电层由九层膜层组成，其从本征氧化锌层往外依次为氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、T1x膜层或NiCrO x膜层、Zn ^SixOy膜层、氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、T1J莫层或NiCrO x膜层、Zn ^SixOy膜层、保护膜层；
[0020]其中，所述T1x膜层中 X 彡 2，所述 Zn ^SixOy膜层中 0.001 ^ x ^ 0.1, y<l.5 ；NiCrOJ莫层中 X < 3。
[0021]所述衬底为玻璃基板、聚酰亚胺板、铝薄板、钛薄板或不锈钢板中的一种；所述背电极层为Mo层、Ti层、Cr层、Cu层或AZO层中的一种；所述光吸收层为铜铟镓砸、铜铟镓硫、铜铟镓砸硫、铜铟镓销砸、铜铟镓销硫、铜铟镓销砸硫、铜铟销砸硫、铜铟销砸、铜铟销硫、铜铟砸硫、铜铟硫或铜铟砸的一种；所述缓冲层为硫化镉、氧化锌、硫化锌、砸化锌、硫砸化锌、硫砸化铟、砸化铟、硫化铟或锌镁氧化物中的一种或两种以上。
[0022]所述氧化锌基TCO膜层为AZO膜层、GZO膜层、BZO膜层、IZO膜层中的至少一种膜层组成；所述保护膜层为氮化硅膜层、氮氧化硅膜层、氧化钛膜层、ZrOx:Y膜层中的至少一种膜层组成。其中所述ZrOx:Y膜层中X ( 2，Y的掺杂量为0.01wt% -15wt%。
[0023]所述Ag或Au膜层的厚度优选为3-16nm ;所述！'吨膜层厚度不大于10nm，优选T1J莫层厚度不大于5nm ;所述Zn ^xSixOy膜层中0.001彡x彡0.1，Zn ^xSixOy膜层中可添加入少量的Mg或Sn元素，其中Mg或Sn元素与该膜层中非氧元素的原子总和之比为0.01at% -10at%= Y 膜层中 x 彡 2，Y 的掺杂量为 0.01wt% -15wt%。
[0024]优选在波长为380nm-800nm所述透明导电窗口层的透过率为85%以上，其方块电阻小于5Ω/ 口。优选透明导电窗口层的厚度不大于120nm。
[0025]在衬底和背电极层之间可插入一层阻挡层，在透明导电窗口层上可形成减反射层O
[0026]一种CIGS基薄膜太阳能电池装置的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:在衬底上制备依次层叠设置的背电极层、光吸收层、缓冲层及本征氧化锌层；在所述本征氧化锌层表面依次沉积氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、T1J莫层或NiCrO x膜层、Zn ^SixOy膜层和保护膜层来作为透明导电窗口层，从而得到所述CIGS基薄膜太阳能电池；或者在所述本征氧化锌层表面依次沉积氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、T1x膜层或NiCrO J莫层、Zn1^xSixOy膜层、氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、T1x膜层或NiCrOx膜层、Znl_xSixOy膜层和保护膜层来作为透明导电窗口层，从而得到所述CIGS基薄膜太阳能电池。
[0027]在衬底上制备依次层叠设置的背电极层、光吸收层、缓冲层、本征氧化锌层及透明导电窗口层包括如下步骤:使用磁控溅射沉积背电极层；使用磁控溅射后砸化法、四源共蒸发工艺法、反应溅射法或直接溅射沉积法制备光吸收层；使用化学水浴法、溅射法或者MOCVD法沉积缓冲层；使用磁控溅射法或MOCVD法沉积本征氧化锌层；使用磁控溅射法或者真空蒸镀法沉积透明导电窗口层，优选使用磁控溅射法沉积透明导电窗口层。
[0028]所述本征氧化锌膜层可由一层具有高电阻率的掺杂氧化锌膜层替代，所述掺杂氧化锌膜层电阻率不小于0.0SQcm,同时不大于95 Ω cm，所述掺杂氧化锌膜层的掺杂剂可选自B、Al、Ga或In元素中的至少 一种。
[0029]与现有技术相比本发明具有以下优点:
[0030]本发明的金属基透明导电层的方块电阻可以达到小于5Ω/ 口，且可见光透过率超过85%。因此用本发明的金属基透明导电层作为CIGS基薄膜太阳能电池装置的导电窗口层，除了比传统导电窗口层AZO薄膜具有更低方块电阻外，还可避免在制作导电层过程对基板加热。对于相同的方块电阻，本发明的金属基透明导电层的厚度远小于传统的AZO导电膜的厚度。再者，因为中远红外线是热线，本发明的金属基透明导电层对中远红外线具有较强反射能力，这可大大降低中远红外线对薄膜电池的内部进行加热。以上这些说明，与传统AZO导电层相比，使用本发明的金属基透明导电层可以使CIGS基薄膜太阳能电池装置的性能更优化，使薄膜电池性能更稳定，同时可降低薄膜电池的制造成本。
[0031]本发明的金属基透明导电层不仅可以用于CIGS基薄膜太阳能电池，也可以用于其他类型的太阳能电池。
【附图说明】
[0032]图1为现有技术的CIGS基薄膜太阳能电池装置的结构示意图；1-衬底2-金属背电极层3-光吸收层4-缓冲层5-本征氧化锌层6-AZ0透明导电层
[0033]图2为使用本发明金属基透明导电层的CIGS基薄膜太阳能电池装置的结构示意图；
[0034]1-衬底2-金属背电极层3-光吸收层4-缓冲层5-本征氧化锌层7_金属基透明导电层；
[0035]图3为本发明实施例9的一种金属基透明导电层在衬底上沉积后的结构示意图；
[0036]图4为本发明实施例10的另一种金属基透明导电层在衬底上沉积后的结构不意图。
[0037]图3和图4中，1-衬底71-氧化锌基TCO膜层72_Ag膜层73-T1x膜层74-Zni_xSix0y膜层75-保护膜层
【具体实施方式】
[0038]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0039]在此先定义，本发明中的原子百分比含量在整个说明书中都用“ at % ”表示，重量百分比含量在整个说明书中都用“wt% ”表示；本发明中ZrOx:Y表示ZrOx的中掺杂有Y元素，ZrvxSixOyiSn 表示 Zn ^xSixOy中掺杂有 Sn 元素，Zn ^xSixOyiMg 表示 Zn ^xSixOy中掺杂有Mg元素，AZO表示Al掺杂ZnO，GZO表示Ga掺杂ZnO，BZO表示B掺杂ZnO，IZO表示In掺杂ZnO。AZO、GZO、BZO, IZO这些为现有技术，可商业购买得到，例如，商业通用的AZO为AL重量含量2% ο
[0040]使用AZO导电层作为CIGS基薄膜太阳能电池的透明导电窗口层，其AZO导电层的厚度要达到400nm以上，为了获得更低的方块电阻，AZO导电层的厚度要达到lOOOnm。然而，AZO导电层的厚度越厚其可见光透过率就越低，这将使薄膜电池的短路电流降低；如果使用较薄的AZO导电层，则其方块电阻较大，这将使薄膜电池的串联电阻上升。所以使用AZO导电层时就要在这几方面进行平衡。在制作AZO导电层的过程还要对沉积有pn结半导体膜的基板进行加热，加热温度要进行严格控制，如果温度过高将会破坏半导体膜的pn结，导致电池性能恶化；如果温度太低沉积的AZO膜的质量就比较差，这也会导致电池性能下降，这些将导致电池的制造成本上升。再者，在CIGS基薄膜太阳能电池装置中AZO膜层的使用厚度都是比较厚的，这也会使电池的制造成本增加。
[0041]在CIGS基薄膜太阳能电池装置中AZO膜层的使用厚度都是比较厚的，这会使薄膜太阳能电池的内部膜层应力增加，而本发明的金属基透明导电层的整体厚度较薄且由多层结构构成，所以本发明的金属基透明导电层具有较小的膜层内应力，将其替代传统的AZO膜层会提高薄膜电池器件的稳定性。
[0042]当薄膜电池在工作过程中，如果有较多的中远红外线进入到电池内部，将会对电池内部进行加热，使电池内部产生较多的热量，从而导致电池器件性能不稳。本发明的金属基透明导电层对中远红外线具有较强的反射能力，将其用作CIGS基薄膜太阳能电池装置的透明导电窗口层，可避免较多的中远红外线进入到薄膜电池的内部，因而可提高薄膜电池器件的稳定性。
[0043]以下涉及的实施例，均是在干净的衬底表面上依次沉积上各膜层。
[0044]实施例1
[0045]在一衬底为钠钙玻璃上采用磁控溅射沉积500nm的金属钼电极层；接着在钼电极层上采用磁控溅射沉积700nm的铜铟镓金属预制层；然后将其放入到加热炉中进行砸化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二砸光吸收层；在光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积50nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用磁控溅射沉积40nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控派射依次沉积40nm的AZO膜层、1nm的Ag膜层、3nm的T1h5膜层、25nm的Zn Cl98Siatl2O膜层和15nm的氮氧化娃膜层。
[0046]实施例2
[0047]在一衬底为钠钙玻璃上采用磁控溅射沉积500nm的金属钼电极层；接着在钼电极层上采用磁控溅射沉积850nm的铜铟镓金属预制层；然后将其放入到加热炉中进行砸化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二砸光吸收层；在光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积50nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用磁控溅射沉积40nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控派射依次沉积50nm的GZO膜层、9nm的Ag膜层、4nm的T11J膜层、25nm的Zna98Siatl2O膜层和20nm的氮化娃膜层。
[0048]实施例3
[0049]在一衬底为钠钙玻璃上采用磁控溅射沉积500nm的金属钼电极层；接着在钼电极层上采用磁控溅射沉积750nm的铜铟镓金属预制层；然后将其放入到加热炉中进行砸化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二砸光吸收层；在光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积50nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用磁控溅射沉积50nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控派射依次沉积60nm的BZO膜层、12nm的Ag膜层、3nm的T1h8膜层、25nm的Zn Q.9SiQ.A i膜层和18nm的氧化钛膜层。
[0050]实施例4
[0051 ] 在一衬底为钠钙玻璃上采用磁控溅射沉积500nm的金属钼电极层；接着在钼电极层上采用磁控溅射沉积SOOnm的铜铟镓金属预制层；然后将其放入到加热炉中进行砸化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二砸光吸收层；在光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积50nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用磁控溅射沉积50nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控派射依次沉积45nm的IZO膜层、16nm的Ag膜层、6nm的T11.8膜层、30nm的Zn 0.9SiQ.A.1膜层和12nm的ZrO2 = Y膜层(Y的掺杂量为lwt% )?
[0052]实施例5
[0053]在一衬底为钠钙玻璃上采用磁控溅射沉积600nm的金属钼电极层；接着在钼电极层上采用磁控溅射沉积740nm的铜铟镓金属预制层；然后将其放入到加热炉中进行砸化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二砸光吸收层；在光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积50nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用磁控溅射沉积45nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控派射依次沉积40nm的AZO膜层、9nm的Au膜层、3nm的T11^膜层、30nm的Zna 999Siaoo1:Mg膜层(Mg的掺杂量为1.5at% )和15nm的氮氧化娃膜层。
[0054]实施例6
[0055]在一衬底为钠钙玻璃上采用磁控溅射沉积600nm的金属钼电极层；接着在钼电极层上采用磁控溅射沉积740nm的铜铟镓金属预制层；然后将其放入到加热炉中进行砸化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二砸光吸收层；在光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积50nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用磁控溅射沉积45nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控派射依次沉积60nm的AZO膜层、9nm的Ag膜层、3nm的T11^膜层、30nm的Zna95Siatl5O:Sn膜层(Sn的掺杂量为2at% )和15nm的氮氧化娃膜层。
[0056]实施例7
[0057]在一衬底为钠钙玻璃上采用磁控溅射沉积500nm的金属钼电极层；接着在钼电极层上采用磁控溅射沉积740nm的铜铟镓金属预制层；然后将其放入到加热炉中进行砸化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二砸光吸收层；在光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积30nm的ZnS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用 磁控溅射沉积50nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控派射依次沉积40nm的AZO膜层、9nm的Ag膜层、5nm的附002.5膜层、30.的Zn 0.95Si0.050:Mg膜层(Mg的掺杂量为1.5at% )和15nm的氮氧化娃膜层。
[0058]实施例8
[0059]在一衬底为钠妈玻璃上米用磁控派射沉积550nm的金属钼电极层；接着在钼电极层上采用磁控溅射沉积700nm的铜铟镓金属预制层；然后将其放入到加热炉中进行砸化和硫化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二砸硫光吸收层；在光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积50nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用磁控溅射沉积50nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控派射依次沉积40nm的AZO膜层、7nm的Ag膜层、3nm 的 T1h6膜层、75nm 的 Zn (^95Siatl5O 膜层、1nm 的 AZO 膜层、9nm 的 Ag 膜层、3nm 的 T11 6膜层、25nm的Zna95Siatl5O膜层和15nm的氮氧化娃膜层。
[0060]实施例9
[0061]在一衬底为3_厚的钠钙玻璃然后将玻璃表面清洗干净并进行干燥，接着采用磁控派射在玻璃表面依次沉积40nm的AZO膜层、12nm的Ag膜层、3nm的T1h8膜层、25nm的Zna95Siatl5O膜层和15nm的氮氧化硅膜层，该镀膜玻璃的总膜厚为95nm。之后对该镀膜玻璃进行光学和电学性能测试。测试结果为方块电阻为5.3 Ω / 口，在波长为380nm-800nm波段的膜的平均透过率为90.6%。
[0062]实施例10
[0063]在一衬底为3_厚的钠钙玻璃然后将玻璃表面清洗干净并进行干燥，接着采用磁控派射在玻璃表面依次沉积40nm的AZO膜层、6nm的Ag膜层、3nm的T1u膜层、75nm的Zna95Siatl5O 膜层、1nm 的 AZO 膜层、9nm 的 Ag 膜层、3nm 的 T1h8膜层、25nm 的 Zn 0.95Si0.050膜层和1nm的氮氧化硅膜层，该镀膜玻璃的总膜厚为181nm。之后对该镀膜玻璃进行光学和电学性能测试。测试结果为方块电阻为4.1Ω/ □，在波长为380nm-800nm波段的膜的平均透过率为89.1 %。
[0064]对比例I
[0065]取一 3mm厚的钠钙玻璃，然后将玻璃表面清洗干净并进行干燥，接着将玻璃加热至200 0C，接着采用磁控溅射在玻璃表面沉积800nm的AZO膜层。之后对该镀膜玻璃进行光学和电学性能测试。测试结果为方块电阻为6.8 Ω / 口，在波长为380nm-800nm波段的膜的平均透过率为88.2%。
[0066]对比例2
[0067]取一 3mm厚的钠钙玻璃，然后将玻璃表面清洗干净并进行干燥，接着将玻璃加热至200 0C，接着采用磁控溅射在玻璃表面沉积400nm的AZO膜层。之后对该镀膜玻璃进行光学和电学性能测试。测试结果为方块电阻为20.1 Ω / □，在波长为380nm-800nm波段的膜的平均透过率为89.8 %。
[0068]从实施例9、实施例10与对比例I进行比较可以看出，无论从电学性能还是光学性能，本发明的金属基透明导电层比传统的AZO透明导电层都要好。从实施例9、实施例10与对比例2进行比较可以看出，当光学性能相当的时候，传统的AZO透明导电层的方块电阻是本发明的金属基透明导电层的好几倍。从对比中可看出，本发明的金属基透明导电层的膜厚比AZO透明导电层的膜厚要薄很多，且在制作过程可以不用加热，因此可以降低其制作成本。
【主权项】
1.一种用于太阳能电池的透明导电窗口层，其特征在于:所述透明导电窗口层为金属基透明导电层，厚度不大于250nm，在波长为380nm-800nm的波段，所述透明导电窗口层的透过率为80%以上，其方块电阻小于10Ω/口； 该金属基透明导电层包括五层膜层，其从底面往上依次为氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、T1x膜层或NiCrO x膜层、Zn ^SixOy膜层、保护膜层； 或者该金属基透明导电层包括九层膜层，其从底面向上依次为氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、T1J莫层或NiCrO J莫层、Zn ^SixOy膜层、氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、T1 x膜层或NiCrOx膜层、Zn ^xSixOy膜层、保护膜层；其中，所述 T1x膜层中 X ( 2 ;所述 Zn hSix0y膜层中 0.001 ^ x ^ 0.l，y〈l.5 ；NiCrO x膜层中X彡3。2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能电池的透明导电窗口层，其特征在于:所述氧化锌基TCO膜层为AZO膜层、GZO膜层、BZO膜层、IZO膜层中的至少一种膜层组成。3.根据权利要求1所述的一种用于太阳能电池的透明导电窗口层，其特征在于:所述保护膜层为氮化硅膜层、氮氧化硅膜层、氧化钛膜层、ZrOx:Y膜层中的至少一种膜层组成，其中所述ZrOx: Y膜层中X彡2，Y的掺杂量为0.0lwt% -15wt%。4.根据权利要求1所述的一种用于太阳能电池的透明导电窗口层，其特征在于:所述Ag膜层的厚度为3-16nm，所述T1J莫层厚度不大于1nm05.根据权利要求1所述的一种用于太阳能电池的透明导电窗口层，其特征在于:ZrvxSixOy膜层中添加少量的Mg或Sn元素，其中添加的Mg或Sn元素与该膜层中非氧元素的原子总和之比为0.01at% _10at%。6.—种CIGS基薄膜太阳能电池，包括依次层叠设置的衬底、背电极层、光吸收层、缓冲层、本征氧化锌层及透明导电窗口层，其特征在于:所述透明导电窗口层为金属基透明导电层，厚度不大于250nm，在波长为380nm-800nm的波段，所述透明导电窗口层的透过率为80%以上，其方块电阻小于10Ω / □; 该金属基透明导电层包括五层膜层，其从本征氧化锌层往外依次为氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、!！(^或NiCrO x膜层、Zn ^xSixOy膜层、保护膜层； 或者该金属基透明导电层包括九层膜层，其从本征氧化锌层往外依次为氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、!！(^或NiCrO x膜层、Zn ^SixOy膜层、氧化锌基TCO膜层、Ag或Au膜层、!!(^或NiCrO J莫层、Zn ^SixOy膜层、保护膜层； 其中，所述T1x膜层中X ( 2，所述Zn ^xSixOy膜层中0.001彡X彡0.1，y〈l.5 ；NiCrO x膜层中X彡3。7.根据权利要求6所述的一种CIGS基薄膜太阳能电池，其特征在于:所述衬底为玻璃基板、聚酰亚胺板、铝薄板、钛薄板或不锈钢板中的一种；所述背电极层为Mo层、Ti层、Cr层、Cu层或AZO层中的一种；所述光吸收层为铜铟镓砸、铜铟镓硫、铜铟镓砸硫、铜铟镓铝砸、铜铟镓销硫、铜铟镓销砸硫、铜铟销砸硫、铜铟销砸、铜铟销硫、铜铟砸硫、铜铟硫或铜铟砸的一种；所述缓冲层为硫化镉、氧化锌、硫化锌、砸化锌、硫砸化锌、硫砸化铟、砸化铟、硫化铟或锌镁氧化物中的一种或两种以上。8.根据权利要求6所述的一种CIGS基薄膜太阳能电池，其特征在于:所述氧化锌基TCO膜层为AZO膜层、GZO膜层、BZO膜层、IZO膜层中的至少一种膜层组成；所述保护膜层为氮化硅膜层、氮氧化硅膜层、氧化钛膜层、ZrOx:Y膜层中的至少一种膜层组成，其中所述ZrOx:Y膜层中X彡2，Y的掺杂量为0.01wt% -15wt%。9.根据权利要求6所述的一种CIGS基薄膜太阳能电池，其特征在于:所述Zn^xSixOy膜层中添加入少量的Mg或Sn元素，其中Mg或Sn元素与该膜层中非氧元素的原子总和之比为 0.01at% -10at%。10.根据权利要求6所述的一种CIGS基薄膜太阳能电池，其特征在于:还包括在衬底和背电极层之间的一层阻挡层，和/或在透明导电窗口层上的减反射层。
【专利摘要】本发明涉及一种用于太阳能电池的透明导电窗口层及CIGS基薄膜太阳能电池，该太阳能电池包括依次层叠设置的衬底、背电极层、光吸收层、缓冲层、本征氧化锌层及透明导电窗口层，其中，透明导电窗口层为一金属基透明导电层构成。金属基透明导电层作为CIGS基薄膜太阳能电池装置的透明导电窗口层，比传统的透明导电窗口层AZO薄膜具有更低的方块电阻、制作的膜层厚度比AZO薄很多、同时对中远红外线具有较强的反射能力，这可提高薄膜电池的性能。
【IPC分类】H01L31/0264, H01L31/0216, H01L31/18
【公开号】CN104882495
【申请号】CN201510229041
【发明人】李艺明, 田宏波
【申请人】厦门神科太阳能有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月7日