CN219435883U - 一种薄膜光伏芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种薄膜光伏芯片，包括芯片本体，所述芯片本体包括依次设置的基底层、金属电极层、光吸收层、缓冲层、透明电极层和光学层，所述光学层与所述透明电极层的光学折射率不同，所述光学层厚度为5nm‑2000nm，所述光学层的厚度不同时，所述芯片本体的外观呈现不同的颜色。本实用新型在透明电极层外设置光学层，利用光学层与透明电极层的光学折射率存在差异的特点，通过对个体的芯片本体的光学层设置不同的厚度改变芯片本体的反射光谱，进而使芯片本体的外观呈现不同的颜色，可以有效遮盖颜色的不均匀；光学层具有抗反射效果，增加转换效率；光学层同时可避免外界水气直接接触透明电极层，提升芯片产品的稳定性。

Description

一种薄膜光伏芯片

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种薄膜光伏芯片。

背景技术

光伏建筑一体化，是应用太阳能发电的一种新概念，简单地讲就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。根据光伏方阵与建筑结合的方式不同，光伏建筑一体化可分为两大类：一类是光伏方阵与建筑的结合。另一类是光伏方阵与建筑的集成。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。在这两种方式中，光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式，特别是与建筑屋面的结合。由于光伏方阵与建筑的结合不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而倍受关注。

越来越多的薄膜光伏产品应用到建筑玻璃上，达到光伏建筑一体化(BIPV)，在此应用中，光伏产品外观颜色的多样性非常重要，可以丰富BIPV的设计性，提升产品价值与差异性。

传统的薄膜光伏产品大多采用大面积一体成形的制作方式，外观颜色单一，同时由于膜层厚度的不均匀性，存在外观颜色不均匀的问题，使得产品应用大幅受限，且在铜铟镓硒(CIGS)芯片产品中，透明电极层与外界水气接触，导致电极导电性能下降，严重影响产品的稳定性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种薄膜光伏芯片，解决现有的薄膜光伏芯片外观颜色单一且不均匀的问题。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种薄膜光伏芯片，包括芯片本体，所述芯片本体包括依次设置的基底层、金属电极层、光吸收层、缓冲层、透明电极层和光学层，所述光学层与所述透明电极层的光学折射率不同，所述光学层厚度为5nm-2000nm，所述光学层的厚度不同时，所述芯片本体的外观呈现不同的颜色。

进一步地，所述透明电极层的光学折射率范围为1.7–2.2，所述光学层的光学折射率范围为1.3-1.9。

进一步地，所述光学层为二氧化硅膜层、氟化镁膜层、氮氧化硅膜层或者氧化铝膜层。

进一步地，所述基底层为玻璃背板，所述金属电极层为Mo层；所述光吸收层为CIGS膜层；所述缓冲层为CdS膜层；所述透明电极层为透明BZO导电膜层。

进一步地，所述透明电极层的光学折射率为2.0，且所述光学层的光学折射率为1.5，所述光学层厚度为90nm–120nm，所述芯片本体的外观呈黑色。

进一步地，所述透明电极层的光学折射率为2.0，且所述光学层的光学折射率为1.5，所述光学层厚度为150nm–180nm，述芯片本体的外观呈蓝色。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型提供的薄膜光伏芯片，在透明电极层外设置光学层，利用光学层与透明电极层的光学折射率存在差异的特点，通过对个体的芯片本体的光学层设置不同的厚度改变芯片本体的反射光谱，进而使芯片本体的外观呈现不同的颜色，可以有效遮盖颜色的不均匀；光学层具有抗反射效果，使得更多的入射光可以进入到光吸收层，提升芯片产品的光电流，进而增加转换效率；光学层同时可作为水气阻绝层，避免外界水气直接接触透明电极层，提升芯片产品的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的薄膜光伏芯片结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的薄膜光伏芯片光学层在不同厚度时的反射光谱。

图中：

1、基底层；2、金属电极层；3、光吸收层；4、缓冲层；5、透明电极层；6、光学层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1为本实用新型实施例中的薄膜光伏芯片结构示意图。

请参见图1，本实用新型实施例中的薄膜光伏芯片，包括芯片本体，芯片本体包括依次设置的基底层1、金属电极层2、光吸收层3、缓冲层4、透明电极层5和光学层6，光学层6与透明电极层5的光学折射率不同，光学层6厚度为5nm-2000nm；光学层6的厚度不同时，芯片本体的外观呈现不同的颜色。

具体地，光学层6为二氧化硅(SiO₂)膜层、氟化镁(MgF₂)膜层、氮氧化硅(SiON)膜层或者氧化铝(Al₂O₃)膜层。

具体地，基底层1为玻璃背板，金属电极层2为Mo(钼)层；光吸收层3为CIGS(铜铟镓硒)膜层；缓冲层4为CdS(硫化镉)膜层；透明电极层5为透明BZO(硼掺杂氧化锌，boron-doped ZnO)导电膜层。

具体地，根据选择的材质的不同，透明电极层5的光学折射率范围为1.7–2.2，光学层的光学折射率范围为1.3-1.9。

由于光学层6与透明电极层5的光学折射率存在差异，通过对个体的芯片本体的光学层6设置不同的厚度改变芯片本体的反射光谱，进而使芯片本体的外观呈现不同的颜色。

请参见图2，本实用新型实施例中的薄膜光伏芯片，以光学层6为二氧化硅(SiO₂)膜层为例，芯片本体的反射光谱随着光学层6厚度不同而变化，因此，产品的外观颜色可以仅通过调整光学层6的厚度而改变。

具体地，光学层6优选地厚度为50nm-500nm。以透明电极层的光学折射率为2.0，且光学层的光学折射率为1.5为例，当光学层厚度为90nm–120nm时，芯片本体的外观呈黑色，虽然整体呈黑色，厚度不同时呈现的黑色也有细微的差距，当光学层厚度为150nm–180nm时，芯片本体的外观呈蓝色，虽然整体呈蓝色，厚度不同时呈现的蓝色也有不同，例如，厚度为150nm时呈深蓝色，厚度为180nm时呈浅蓝色；当光学层厚度为120nm–150nm时，芯片本体的外观颜色为由黑色向蓝色过渡的中间色。

本实用新型实施例中的薄膜光伏芯片，制备过程如下：

1、采用玻璃背板作为基底层1，在基底层1上沉积Mo层作为金属电极层2；

2、在金属电极层2上沉积CIGS膜层作为光吸收层3；

3、在光吸收层3上沉积CdS膜层作为缓冲层4；

4、在缓冲层4上沉积BZO导电膜层作为透明电极层5；

5、在透明电极层5上沉积二氧化硅膜层作为光学层6。

在透明电极层5外设置光学层6的过程不需要另外的设备，可以利用原有的沉积设备即可完成，生产成本可控。

综上所述，本实用新型提供的薄膜光伏芯片，在透明电极层5外设置光学层6，利用光学层6与透明电极层5的光学折射率存在差异的特点，通过对个体的芯片本体的光学层6设置不同的厚度改变芯片本体的反射光谱，进而使芯片本体的外观呈现不同的颜色，可以有效遮盖颜色的不均匀；光学层6具有抗反射效果，使得更多的入射光可以进入到光吸收层3，提升芯片产品的光电流，进而增加转换效率；光学层6同时可作为水气阻绝层，避免外界水气直接接触透明电极层5，提升芯片产品的稳定性。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种薄膜光伏芯片，其特征在于，包括芯片本体，所述芯片本体包括依次设置的基底层、金属电极层、光吸收层、缓冲层、透明电极层和光学层，所述光学层与所述透明电极层的光学折射率不同，所述光学层厚度为5nm-2000nm，所述光学层的厚度不同时，所述芯片本体的外观呈现不同的颜色。

2.如权利要求1所述的薄膜光伏芯片，其特征在于，所述透明电极层的光学折射率范围为1.7–2.2，所述光学层的光学折射率范围为1.3-1.9。

3.如权利要求1所述的薄膜光伏芯片，其特征在于，所述光学层为二氧化硅膜层、氟化镁膜层、氮氧化硅膜层或者氧化铝膜层。

4.如权利要求1所述的薄膜光伏芯片，其特征在于，所述基底层为玻璃背板，所述金属电极层为Mo层；所述光吸收层为CIGS膜层；所述缓冲层为CdS膜层；所述透明电极层为透明BZO导电膜层。

5.如权利要求2所述的薄膜光伏芯片，其特征在于，所述透明电极层的光学折射率为2.0，且所述光学层的光学折射率为1.5，所述光学层厚度为90nm–120nm，所述芯片本体的外观呈黑色。

6.如权利要求2所述的薄膜光伏芯片，其特征在于，所述透明电极层的光学折射率为2.0，且所述光学层的光学折射率为1.5，所述光学层厚度为150nm–180nm，所述芯片本体的外观呈蓝色。