薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110957393A(43)申请公布日2020.04.03(21)申请号201911290658.X(22)申请日2019.12.13(71)申请人深圳先进技术研究院地址518055广东省深圳市南山区西丽大学城学苑大道1068号(72)发明人高传增王顺冯叶李伟民李文杰杨春雷(74)专利代理机构深圳市铭粤知识产权代理有限公司44304代理人孙伟峰黄进(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)H01L31/032(2006.01)H01L31/0749(2012.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法(57)摘要本发明公开了一种薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法，包括：制备铜铟镓预制层；在铜铟镓预制层上制备硒薄膜层，硒与铜镓之和的摩尔比大于1；将铜铟镓预制层置于退火炉中加热至第一预定温度后恒温第一预定时间；将铜铟镓预制层从第一预定温度加热至第二预定温度后恒温第二预定时间，以使预制层硒化；通过设置在退火炉中的喷淋装置通入硫化氢气体，以使得退火炉中的过量的硒蒸气被排出而保存有硫化氢气体；将铜铟镓预制层保持在第二预定温度保温第三预定时间实现硫化，制备获得铜铟镓硒硫光吸收层。本发明将铜铟镓预制层的硒化和硫化分步进行，避免硒化的过度和不均匀性，同时也保证了硫化的质量，提高光吸收层的品质。CN110957393ACN110957393A权利要求书1/1页1.一种薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法，其特征在于，包括：应用磁控溅射工艺制备获得铜铟镓预制层；在所述铜铟镓预制层上蒸发沉积形成硒薄膜层，硒薄膜层中的硒与铜铟镓预制层中的铜镓之和的摩尔比大于1；将沉积形成硒薄膜层后的铜铟镓预制层置于退火炉中；将所述铜铟镓预制层加热至第一预定温度后恒温第一预定时间；将所述铜铟镓预制层从所述第一预定温度加热升温至第二预定温度后恒温第二预定时间，以使所述铜铟镓预制层硒化；通过设置在退火炉中的喷淋装置，从硒化完成后的铜铟镓预制层的上方通入硫化氢气体，以使得退火炉中的过量的硒蒸气被排出而保存有硫化氢气体；将所述铜铟镓预制层保持在所述第二预定温度保温第三预定时间，以使所述铜铟镓预制层硫化，制备获得铜铟镓硒硫光吸收层。2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法，其特征在于，所述第一预定温度为80℃～200℃，所述第一预定时间为1min～3min；所述第二预定温度为500℃～600℃，所述第二预定时间为0.5min～3min，所述第三预定时间为2min～5min。3.根据权利要求2所述的薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法，其特征在于，将所述铜铟镓预制层从室温加热至所述第一预定温度的时间为0.5min～1min，将所述铜铟镓预制层从所述第一预定温度加热升温至所述第二预定温度时间为3min～5min。4.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法，其特征在于，通过喷淋装置通入的气体是硫化氢与氮气的混合气体，所述混合气体中，硫化氢的体积浓度为2％～20％，通入混合气体的速率为0.2sccm/cm2～2sccm/cm2。5.根据权利要求4所述的薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法，其特征在于，在所述第一预定时间内还向所述退火炉中通入硫化氢与氮气的混合气体，其中，通入气体的速率为0.2sccm/cm2～2sccm/cm2，硫化氢的体积浓度为0.5％～3％。6.根据权利要求1-5任一所述的薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法，其特征在于，在将沉积形成硒薄膜层后的铜铟镓预制层置于退火炉中之后，先对所述退火炉的腔室进行洗气处理然后进行抽真空处理，再加热至所述第一预定温度；在保温至所述第三预定时间结束后自然冷却至第三预定温度，然后在所述第三预定温度时先对所述退火炉的腔室进行抽真空处理再通入氮气保护气体直至冷却第四预定温度，在所述第四预定温度时从退火炉中取出制备得到的产品。7.根据权利要求6所述的薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法，其特征在于，所述第三预定温度为200℃～300℃，所述第四预定温度为70℃～90℃。8.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法，其特征在于，所述铜铟镓预制层中，铜与铟镓之和的摩尔比为0.9～0.95，镓与铟镓之和的摩尔比为0.1～0.3。9.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法，其特征在于，所述硒薄膜层中的硒与铜铟镓预制层中的铜镓之和的摩尔比为1.6～2.2。10.根据权利要求1或9所述的薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法，其特征在于，所述硒薄膜层的厚度为700nm～1000nm。2CN110957393A说明书1/6页薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法技术领域[0