太陽(yáng)電池器件的背電極及其制備方法以及太陽(yáng)電池器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)電池器件的背電極及其制備方法以及太陽(yáng)電池器件。該太陽(yáng)電池的背電極包括金屬導(dǎo)電層和層疊于所述金屬導(dǎo)電層上的氧化鋁鈍化層，所述氧化鋁鈍化層上具有多個(gè)納米尺寸的孔洞。金屬導(dǎo)電層作為太陽(yáng)電池器件的“+”極，收集并傳輸電流。氧化鋁鈍化層抑制表面載流子復(fù)合，多個(gè)納米孔洞形成電流通道，收集和導(dǎo)通電流，這種復(fù)合結(jié)構(gòu)的背電極既發(fā)揮了氧化鋁鈍化層的鈍化作用，又不妨礙光生電流的通過(guò)，達(dá)到降低界面缺陷態(tài)密度，降低光生載流子的表面復(fù)合速率，提高太陽(yáng)電池器件的光電轉(zhuǎn)化效率的效果。
【專利說(shuō)明】太陽(yáng)電池器件的背電極及其制備方法以及太陽(yáng)電池器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏器件【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種用于太陽(yáng)電池器件的背電極及其制備方法以及太陽(yáng)電池器件。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在常規(guī)薄膜太陽(yáng)電池器件中的背電極一般為金屬薄膜導(dǎo)電層，如金屬鑰(Mo)導(dǎo)電層，這種金屬背電極具有較好的導(dǎo)電性能，P型半導(dǎo)體薄膜光吸收層層疊于金屬背電極上，金屬背電極與P型半導(dǎo)體薄膜光吸收層接觸，作為電池的“ + ”極。
[0003]然而，金屬背電極與P型半導(dǎo)體薄膜光吸收層界面處存在很高的由界面原子不飽和懸掛鍵和界面材料晶格失配導(dǎo)致的缺陷態(tài)密度，這些大量存在的缺陷能級(jí)是載流子發(fā)生復(fù)合的通路。電子作為P型半導(dǎo)體中的少子，當(dāng)出現(xiàn)在這一界面附近時(shí)，很容易被缺陷能級(jí)俘獲，通過(guò)缺陷能級(jí)躍遷到價(jià)帶與空穴復(fù)合，降低了載流子收集效率，從而降低太陽(yáng)電池器件的光電轉(zhuǎn)化效率而影響薄膜太陽(yáng)電池器件的性能。據(jù)報(bào)道，銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)電池中，CIGS薄膜光吸收層和金屬M(fèi)o背電極的界面復(fù)合速率(SRV)高達(dá)IO3~106cm/s，嚴(yán)重降低了太陽(yáng)電池器件的光電轉(zhuǎn)化效率。
[0004]并且，隨著光吸收層厚度的減薄，這一金屬M(fèi)o背電極界面更靠近光吸收層中的光吸收區(qū)域，更多的光生載流子對(duì)在界面附近產(chǎn)生，從而通過(guò)缺陷能級(jí)發(fā)生復(fù)合，因此，常規(guī)的金屬背電極形式制約了薄膜太陽(yáng)電池器件的光吸收層厚度往更薄方向發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要提供一種能夠提高光電轉(zhuǎn)化效率的太陽(yáng)電池器件的背電極及其制備方法。
[0006]進(jìn)一步，還提供一種使用上述背電極的太陽(yáng)電池器件。
[0007]—種太陽(yáng)電池器件的背電極，包括金屬導(dǎo)電層和層疊于所述金屬導(dǎo)電層上的氧化鋁鈍化層，所述氧化鋁鈍化層上具有多個(gè)納米尺寸的孔洞。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)所述納米尺寸的孔洞呈周期陣列排布。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)所述納米尺寸的孔洞的形狀為圓柱形，該圓柱形的孔徑為山相鄰兩個(gè)所述納米尺寸的孔洞的橫截面的幾何中心的距離為L(zhǎng)，太陽(yáng)電池器件的光吸收層的厚度為t，載流子在所述光吸收層的擴(kuò)散長(zhǎng)度為k，所述L、t和k滿足:
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)電池器件的背電極，其特征在于，包括金屬導(dǎo)電層和層疊于所述金屬導(dǎo)電層上的氧化鋁鈍化層，所述氧化鋁鈍化層上具有多個(gè)納米尺寸的孔洞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)電池器件的背電極，其特征在于，多個(gè)所述納米尺寸的孔洞呈周期陣列排布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)電池器件的背電極，其特征在于，每個(gè)所述納米尺寸的孔洞的形狀為圓柱形，該圓柱形的孔徑為d，相鄰兩個(gè)所述納米尺寸的孔洞的橫截面的幾何中心的距離為L(zhǎng)，太陽(yáng)電池器件的光吸收層的厚度為t，載流子在所述光吸收層的擴(kuò)散長(zhǎng)度為k,所述L、t和k滿足: (―L--)<V^2-t2。 2 2
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)電池器件的背電極，其特征在于，0.1ymS 2μπι。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)電池器件的背電極，其特征在于，0.5 μ m < L < 10 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)電池器件的背電極，其特征在于，所述金屬導(dǎo)電層的厚度為0.1微米~2微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)電池器件的背電極，其特征在于，所述氧化鋁鈍化層的厚度為5納米~100納米。
8.一種太陽(yáng)電池器件的背電極的制備方法，包括如下步驟: 采用磁控濺射制備金屬導(dǎo)電層； 在所述金屬導(dǎo)電層的一個(gè)表面上涂覆光刻膠，曝光顯影后在所述金屬導(dǎo)電層的表面上形成光刻膠膜島； 采用原子層沉積工藝在形成有所述光刻膠膜島的金屬導(dǎo)電層的表面上沉積氧化鋁鈍化層；及 除去所述光刻膠膜島，在所述氧化鋁鈍化層上形成多個(gè)納米尺寸的孔洞，得到太陽(yáng)電池器件的背電極。
9.一種太陽(yáng)電池器件，包括依次層疊的襯底、背電極、光吸收層、緩沖層、窗口層和透明電極層，其特征在于，所述背電極包括層疊于所述襯底上的金屬導(dǎo)電層和層疊于所述金屬導(dǎo)電層上的氧化鋁鈍化層，所述氧化鋁鈍化層上具有多個(gè)納米尺寸的孔洞。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)電池器件，其特征在于，所述光吸收層為銅銦鎵硒薄膜光吸收層、銅鋅錫硫薄膜光吸收層、銅鋅錫硒薄膜光吸收層或碲化鎘薄膜光吸收層。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK103474484SQ201310423223
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】宋秋明, 李朝暉, 譚興, 顧光一, 陳旺壽, 肖旭東 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院, 香港中文大學(xué)