一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层及其制备方法.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CN110323292A(43)申请公布日2019.10.11(21)申请号201910372254.9(22)申请日2019.05.06(71)申请人中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司地址233010安徽省蚌埠市禹会区涂山路1047号(72)发明人彭寿马立云李刚姚婷婷王天齐彭塞奥金克武(74)专利代理机构安徽省蚌埠博源专利商标事务所34113代理人陈俊(51)Int.Cl.H01L31/032(2006.01)H01L31/0352(2006.01)H01L31/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层及其制备方法(57)摘要本发明公开一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层，包括m组相层叠的基础吸收层，每组基础吸收层均包含由下至上层叠的铜铟镓膜层与硒膜层，2≤m≤5；在制备时按以下步骤：S1、采用磁控溅射工艺，在薄膜太阳能电池背电极上沉积铜铟镓膜层；S2、采用真空蒸镀或者磁控溅射工艺在铜铟镓膜层上沉积硒膜层，得到由铜铟镓膜层与硒膜层构成的基础吸收层；S3、重复步骤S1与S2的沉积过程，层叠m组基础吸收层，得到铜铟镓硒前驱体，2≤m≤5；S4、将铜铟镓硒前驱体置于真空硒化炉中进行RTP退火，得到铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层；该吸收层解决了现有产品中存在的Ga偏析的问题，提高薄膜太阳能电池的开路电压及光电转换效率，且制备方法简单。CN110323292ACN110323292A权利要求书1/1页1.一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层，其特征在于，包括m组相层叠的基础吸收层，每组基础吸收层均包含由下至上层叠的铜铟镓膜层与硒膜层，2≤m≤5。2.根据权利要求1所述的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层，其特征在于，所述铜铟镓膜层包括n组由铜镓膜层与铟膜层堆叠构成的复合膜层，1≤n≤10。3.根据权利要求1所述的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层，其特征在于，所述铜铟镓膜层包括n组由铜铟膜层与镓膜层堆叠构成的复合膜层，1≤n≤10。4.根据权利要求1所述的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层，其特征在于，所述铜铟镓膜层包括n组由铜镓膜层与铜铟膜层堆叠构成的复合膜层，1≤n≤10。5.一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用磁控溅射工艺，在薄膜太阳能电池背电极上沉积铜铟镓膜层；S2、以固态硒为硒源，采用真空蒸镀或者磁控溅射工艺在铜铟镓膜层上沉积硒膜层，得到由铜铟镓膜层与硒膜层构成的基础吸收层；S3、重复步骤S1与S2的沉积过程，层叠m组基础吸收层，得到铜铟镓硒前驱体，2≤m≤5；S4、将铜铟镓硒前驱体置于真空硒化炉中进行RTP退火，得到权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层。6.根据权利要求5所述的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层的制备方法，其特征在于，所述铜铟镓膜层的沉积采用铜镓靶与铟靶，双靶交替溅射，得到权利要求2所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层。7.根据权利要求5所述的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层的制备方法，其特征在于，所述铜铟镓膜层的沉积采用铜铟靶与镓靶，双靶交替溅射，得到权利要求3所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层。8.根据权利要求5所述的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层的制备方法，其特征在于，所述铜铟镓膜层的沉积采用铜镓靶与铜铟靶，双靶交替溅射，得到权利要求4所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层。9.根据权利要求5所述的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层的制备方法，其特征在于，步骤S4所述RTP退火温度为500～600℃。2CN110323292A说明书1/4页一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及薄膜太阳能电池技术领域，具体是一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层及其制备方法。背景技术[0002]太阳能作为一种重要的可再生能源，受到广泛的关注并得到快速发展。随着光伏技术的持续发展和进步，光伏发电成本不断下降，光伏发电竞争力持续增强，可以预见，全球光伏市场在未来很长一段时间内将继续保持高速增长。[0003]与传统晶硅、非晶硅电池相比，铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池作为新一代的薄膜电池，具备弱光发电性能好、成本低、温度系数低、能源回收期短、寿命长、发电稳定、抗辐射能力强、生产工艺无污染等优势，被业界评为“太阳能能源的未来”，市场前景巨大。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，2μm厚的CIGS薄膜就可吸收90％以上的太阳光。铜铟镓硒电池转换效率在薄膜太阳能电池中是最高的，2017年12月达到了22.9％的光电转换效率，因此日本、德国等国家都投入巨资进行研究和产业化。[0004]CIGS吸收层的制备是