本发明专利技术涉及形成无机薄膜太阳能电池装置的方法，无机薄膜太阳能电池装置含至少一个无机薄膜太阳能电池，其包括第一电极、无机多晶光敏层和第二电极，无机多晶光敏层置于第一与第二电极间。所述方法包括：形成第一电极；在第一电极上形成无机多晶光敏层；将具有分散磁性纳米颗粒的聚合物溶液沉积到无机多晶光敏层上；施加外部磁场；热退火处理；清洁；在经处理无机多晶光敏层上形成第二电极。还涉及无机薄膜太阳能电池装置，含至少一个无机薄膜太阳能电池，其包括第一电极、无机多晶光敏层和第二电极，无机多晶光敏层置于第一与第二电极间且含多个晶界。所述多个晶界的至少一部分含处于聚合物基质内且基本在相同方向上磁性对准的磁性纳米颗粒。磁性纳米颗粒。磁性纳米颗粒。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造无机薄膜太阳能电池装置的方法和无机薄膜太阳能电池装置
[0001]本申请涉及一种用于制造无机薄膜太阳能电池装置的方法以及具有提高的装置效率的无机薄膜太阳能电池装置。具体地，本专利技术描述了一种具有改进的太阳能电池效率的包括第一电极、无机多晶光敏层和第二电极的薄膜太阳能电池装置。
技术介绍
[0002]无机薄膜太阳能电池通常包括第一电极、至少一个无机多晶光敏层和第二电极。薄膜太阳能电池装置可以包含位于电极层与无机光敏层之间的一个或多个缓冲层。在薄膜太阳能电池中，面向阳光的电极通常由透明材料制成，以使阳光能够进入到无机多晶光敏层中。薄膜太阳能电池的第一电极和第二电极用作用于对产生的电荷载流子进行放电的接触电极。透明导电氧化物(TCO)主要用作如薄膜太阳能电池、触摸屏或液晶显示器等薄膜装置中的透明导电电极。常用的TCO为氧化铟锡(ITO)和氧化氟锡(FTO)、铝掺杂的氧化锌(AZO)或其它掺杂或未掺杂的二元或三元氧化物。在大多数情况下，至少一个无机光敏层是无机光敏材料的至少一个多晶层，所述无机光敏材料是众所周知的，如碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)、CdTe中包含作为掺杂剂或合金的合适元素的任何其它CdTe吸收剂衍生物(CdZnTe、CdTe:Se等)、铜铟镓硒硫(CIGSS)。
[0003]由于在至少一个无机多晶光敏层内存在的晶界，电荷载流子复合是薄膜太阳能电池中的已知效应。电荷载流子的复合减少了电荷载流子的数量，降低了薄膜太阳能电池的开路电压和效率。
[0004]用于减少由于多晶光敏层中晶界引起的电荷载流子复合的方法包含增加晶粒尺寸以减少晶界数量或者使晶界钝化。用于使晶界钝化的已知方法是在不同气氛中进行退火步骤，例如在多晶硅光敏层中加入氢原子或在CIGS光敏层中加入钠原子。对于CdTe薄膜太阳能电池，讨论了用作晶界钝化步骤的CdCl2激活步骤。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供用于减少无机薄膜太阳能电池装置中由于晶界引起的电荷载流子复合的负面影响的另外的方法，以及具有至少一个具有钝化的晶界的无机多晶光敏层的无机薄膜太阳能电池装置。
[0006]所述目的通过形成无机薄膜太阳能电池装置的方法和根据独立权利要求的无机薄膜太阳能电池装置来实现，从属子权利要求中公开了有利的实施例。
[0007]根据本专利技术，一种形成无机薄膜太阳能电池装置的方法包括以下过程步骤：
[0008]a)形成第一电极，
[0009]b)在所述第一电极上形成无机多晶光敏层，
[0010]c)将具有分散磁性纳米颗粒的聚合物溶液沉积到所述无机多晶光敏层上，
[0011]d)施加外部磁场，
[0012]e)执行热退火处理，
[0013]f)执行清洁步骤，以及
[0014]g)在经处理的无机多晶光敏层上形成第二电极。
[0015]所述无机薄膜太阳能电池装置包括至少一个无机薄膜太阳能电池，其中所述无机薄膜太阳能电池包括第一电极、无机多晶光敏层和第二电极，其中所述无机多晶光敏层布置在所述第一电极与所述第二电极之间。
[0016]所述无机薄膜太阳能电池装置可以是与所使用的无机多晶光敏层的类型无关的无机薄膜太阳能电池装置，其中单独的无机薄膜太阳能电池在包括多个无机薄膜太阳能电池的薄膜太阳能模块内串联和/或并联连接。
[0017]所述无机薄膜太阳能电池装置可以是多结薄膜太阳能电池。多结薄膜太阳能电池包括两个或更多个彼此上下堆叠的薄膜太阳能电池或光敏层。
[0018]在步骤a)和g)中，形成第一电极和第二电极。所述第一电极和所述第二电极可以由相同的导电材料或不同的导电材料构成。导电材料可以是任何导电材料，如金属、金属合金、导电氧化物或其组合。每个电极可以是单层，但也可以是层堆叠，所述层堆叠包括导电层、半导电缓冲层、合适的元素扩散阻挡层和/或高阻缓冲层。在一实施例中，第一电极和第二电极中的一个电极由透明导电材料制成。优选地，所述透明导电材料包括透明导电氧化物(TCO)，并且可以是技术人员已知的任何透明导电氧化物，例如氧化铟锡(ITO)、铝掺杂的氧化锌(AZO)或任何其它掺杂或未掺杂的二元或三元氧化物。在另外的实施例中，第一电极和第二电极中的另一个电极由金属或金属合金，例如钼、镍或铬制成。
[0019]第一电极和第二电极以及无机多晶光敏层可以通过技术人员已知的各种涂覆技术，例如通过如溅射或蒸发工艺等物理气相沉积(PVD)工艺和/或化学气相沉积(CVD)工艺而沉积在整个基材表面之上。
[0020]在步骤b)中，在第一电极上，即在第一电极与第二电极之间形成无机多晶光敏层。所述无机多晶光敏层可以由任何无机多晶半导体材料构成，所述材料将入射光转化为电能并且因此适合于在无机薄膜太阳能电池中使用。无机多晶光敏材料可以是：薄膜硅，包含微晶或多晶硅；III
‑
V族半导体，如砷化镓；II
‑
VI族半导体，如碲化镉；I
‑
III
‑
VI族半导体，如铜铟镓硒；或其组合。无机多晶光敏层还可以是不同无机多晶光敏材料的层堆叠。无机多晶光敏层还可以是至少一种无机多晶光敏材料与至少一种无机非晶光敏材料(如非晶硅)组合的层堆叠。
[0021]在优选实施例中，在步骤b)中形成低温无机多晶光敏层。有利地，在降低的基材温度下形成低温无机多晶光敏层并且减少了对基材和已经提供在基材上的所有层的损坏。众所周知，此类低温无机多晶光敏层表现出大量的小晶粒和晶界。例如，CdTe层是在介于250℃与300℃之间的基材温度下形成的。
[0022]在步骤c)中，将具有分散磁性纳米颗粒的聚合物溶液沉积到无机多晶光敏层上。具有分散磁性纳米颗粒的聚合物溶液意指单体于溶剂中的溶液和分散磁性纳米颗粒。单体意指可以进行聚合，从而为聚合物的基本结构贡献结构单元的分子。聚合物溶液内的单体可以是一种类型的单体或不同类型单体的混合物。在一实施例中，所述单体选自：芳香族单体，如基于苯乙烯的单体；或基于丙烯酸酯的单体，如基于甲基丙烯酸甲酯的单体或基于丙烯酸的单体；或乙烯基单体；或酯单体；或其组合。
[0023]所述溶剂可以是适用于具体单体或不同类型单体的混合物的任何溶剂。示例性溶剂是水、二氯甲烷、氯仿或甲苯。所述溶剂通常含有反应催化剂和/或表面活性剂。反应催化剂是众所周知的化合物，所述化合物适合于引发或增强聚合物溶液内单体的聚合。示例性反应催化剂是基于吡啶的试剂、基于乙二醇的试剂、基于过氧化物的试剂或其组合。表面活性剂是众所周知的化合物，所述化合物可用于减少分子团聚和簇形成并且适用于产生乳液并使分子能够分散在溶液中。示例性表面活性剂是硅酮、磺酸盐衍生物、马来酸衍生物、油酸衍生物或磷酸衍生物或其组合。本领域技术人员已知可以使用哪种类型的催化剂和/或表面活性剂。
[0024]在另外的实施例中，在步骤c)中，将含有单体的聚合物溶液沉积到无机多晶光敏层上，这些单体适合在聚合后形成导电聚合物。导电聚合物的实例包括含硫芳香族环聚合物(本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形成无机薄膜太阳能电池装置的方法，所述无机薄膜太阳能电池装置包括至少一个无机薄膜太阳能电池，其中所述无机薄膜太阳能电池包括第一电极、无机多晶光敏层和第二电极，其中所述无机多晶光敏层布置在所述第一电极与所述第二电极之间，所述方法包括以下步骤：a)形成第一电极，b)在所述第一电极上形成无机多晶光敏层，c)将具有分散磁性纳米颗粒的聚合物溶液沉积到所述无机多晶光敏层上，d)施加外部磁场，e)执行热退火处理，f)执行清洁步骤，g)在经处理的无机多晶光敏层上形成第二电极。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤c)、d)、e)、f)在步骤b)之后执行。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤c)中，所述聚合物溶液通过化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、旋涂、化学气相传输、金属有机化学气相沉积、化学浴沉积、喷涂、浸涂、朗缪尔
‑
布洛节塔技术、滴铸或丝网印刷来沉积。4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中在步骤d)中，施加磁通量密度范围为1μT到2T的外部磁场。5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其中在步骤e)中，在介于100℃与300℃之间的温度下施加所述热退火处理。6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其中在步骤d)中，所述外部磁场由永磁体或电磁体施加。7.一种无机薄膜太阳能电池装置，其包括至少一个无机薄膜太阳能电池，其中所述无机薄膜太阳能电池包括第一电极、无机多晶...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭寿，殷新建，傅干华，丹尼尔，
申请(专利权)人：CTF太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。