一种柱状晶粒铜锌镉锡硫硒薄膜吸收层的制备及其在太阳能电池中的应用制造技术

一种柱状晶粒的铜锌镉锡硫硒(CZCTSSe)薄膜吸收层的制备及其在太阳能电池中的应用，属于薄膜太阳能电池技术领域。吸收层表面致密，晶粒尺寸为200nm～500nm。吸收层断面由柱状晶粒紧密排列组成，薄膜内部无孔洞及裂纹。柱状晶粒CZCTSSe吸收层晶粒尺寸较小均一，且形成的柱状晶粒能有效减少孔洞的出现。该吸收层为单一相Kesterite类闪锌矿结构，沿(112)晶面择优生长。以柱状晶粒CZCTSSe为吸收层，合成出Mo/CZCTSSe/CdS/i‑ZnO/ZnO:Al/Al铜基薄膜太阳能电池。结果发现，以相同条件合成的4个太阳能电池的开路电压为0.38～0.43V；短路电流为30.9～35.1mA cm

Preparation of a columnar crystal, Cu, Zn, CD, Sn, Se and Se thin film absorption layer and its application in solar cells

A columnar grain copper, zinc, cadmium, tin, sulfur, selenium (CZCTSSe) film absorbing layer and its application in solar cells are thin film solar cell technology. The surface of the absorption layer is dense and the grain size is from 200nm to 500nm. The section of the absorption layer is composed of columnar grain, and there is no hole and crack inside the film. The grain size of the columnar grain CZCTSSe absorption layer is smaller and homogeneous, and the columnar grain can effectively reduce the appearance of the hole. The absorption layer is a single phase Kesterite sphalerite structure and grows along (112) crystal surface. The absorption layer to the columnar grain CZCTSSe, synthesized Mo/CZCTSSe/CdS/i ZnO/ZnO:Al/Al copper thin film solar cell. The results showed that the open circuit voltage of 4 solar cells in the same conditions of synthesis for 0.38 ~ 0.43V; the short-circuit current is 30.9 ~ 35.1mA cm

【技术实现步骤摘要】
一种柱状晶粒铜锌镉锡硫硒薄膜吸收层的制备及其在太阳能电池中的应用
本专利技术属于薄膜太阳能电池
，具体涉及一种柱状晶粒铜锌镉锡硫硒薄膜吸收层的制备及其在太阳能电池中的应用。
技术介绍
随着科学技术的飞速发展，全球性能源危机以及日益突出的环境问题使人们更加重视新型环保能源材料的研究和开发。太阳能作为一种清洁、高效的能源，具有照射普遍、环境友好、储量巨大、使用长久的特点，成为未来能源的最佳选择。在太阳能的有效利用中，铜基材料制备的太阳能电池以其转换效率高、成本低并且具有抗干扰、耐辐射能力强的特点而受到各国光伏研究人员的广泛关注。铜基薄膜太阳能电池的吸收层决定着电池的能量转换效率等重要性能，这是因为吸收层在能量转换过程中扮演着吸收太阳能并分离、输运光生载流子的作用。因此，研究吸收层有着至关重要的意义。在铜基薄膜太阳能电池中，应用最为广泛的两种吸收层分别为，铜铟镓硒[Cu2(In,Ga)Se2]和铜锌锡硫硒[Cu2ZnSn(S,Se)4]薄膜吸收层材料。相比于Cu2(In,Ga)Se2，Cu2ZnSn(S,Se)4所含元素在地球储量较为丰富，且毒性较小。被认为是未来取代Cu2(In,G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柱状晶粒的铜锌镉锡硫硒(CZCTSSe)薄膜吸收层，其特征在于：采用射频磁控溅射以及封闭式硒化热处理的方法合成出柱状晶粒CZCTSSe吸收层，是以Cu2S、ZnS、CdS、SnS2作为铜锌镉锡硫硒(CZCTSSe)中的Cu、Zn、Cd、Sn、S源；硒粉作为硒(Se)源,首先将以上四种硫化物粉末按一定比例进行混合，在玛瑙研钵中研磨2～3h,待粉末混合均匀后，在温度为700

【技术特征摘要】
1.一种柱状晶粒的铜锌镉锡硫硒(CZCTSSe)薄膜吸收层，其特征在于：采用射频磁控溅射以及封闭式硒化热处理的方法合成出柱状晶粒CZCTSSe吸收层，是以Cu2S、ZnS、CdS、SnS2作为铜锌镉锡硫硒(CZCTSSe)中的Cu、Zn、Cd、Sn、S源；硒粉作为硒(Se)源,首先将以上四种硫化物粉末按一定比例进行混合，在玛瑙研钵中研磨2～3h,待粉末混合均匀后，在温度为700oC,压强为28Mpa的条件下热压合成直径为60mm，厚度为3mm的Cu2ZnxCd1-xSnS4陶瓷靶材,然后，将靶材放入磁控溅射真空腔体内，靶材正上方放置用来沉积薄膜的含有Mo层(～1μm)的钠钙玻璃衬底(SLG/Mo),然后将溅射所用的腔体抽真空至7.010-4Pa，通入惰性Ar气并将压强调节至1Pa(Ar气流速：30SCCM),待压强稳定后，开始对靶材进行射频磁控溅射,其中溅射功率为60W，溅射时间为1h，衬底温度稳定在500oC,溅射完成后，在SLG/Mo衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐娜，孟磊，袁亚晴，
申请(专利权)人：吉林化工学院，
类型：发明
国别省市：吉林,22