一种铜基硫族化物光伏器件及其形成方法技术

一种用于形成光伏器件的方法，包括步骤：在基板上提供第一导电材料；在所述第一导电材料上沉积小于10nm厚的介电材料的连续层；退火所述第一导电材料和所述介电材料层；在所述介电材料层上形成硫族化物光吸收材料；和在所述光吸收材料上沉积第二材料，以使得所述第二材料电耦合至所述光吸收材料；其中，所述第一导电材料和所述介电材料被选择以使得：在退火步骤期间，所述第一导电材料的一部分经历化学反应以形成：在第一导电材料和介电材料之间的界面处的金属硫族化物材料层；和所述介电材料层中的多个空缺；所述空缺就是这样以允许所述光吸收材料和所述金属硫属化物材料层之间的电耦合。另外考虑的是通过该方法形成的光伏器件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种铜基硫族化物光伏器件及其形成方法专利
本专利技术通常涉及一种形成包括铜基硫族化物光吸收材料的光伏电池的方法和根据该方法形成的光伏电池。
技术介绍
具有铜基硫族化物光吸收材料的薄膜光伏器件代表了薄膜光伏技术的重要进步。例如，硫铜锡锌矿(Kesterite)(CZTS，CZTSe或CZTSSe)基的薄膜光伏器件采用地球富有的材料和廉价的制造技术。硫铜锡锌矿是由铜(Cu)、锌(Zn)、锡(Sn)和硫(S)或硒(Se)构成的四元化合物。硫铜锡锌矿的化学式为Cu2ZnSn(S,Se)4。取决于最后一种元素是硫还是硒，将CZTS或CZTSe用作硫铜锡锌矿的缩写。通过混合CZTS和CZTSe，可以形成具有直接能隙、在～1.0eV和～1.5eV之间可调的且具有大的吸收系数的吸收体。这些特性对薄膜光伏器件吸收体是理想的。目前的硫铜锡锌矿光伏器件是在涂覆有起背接触作用的钼(Mo)层的钠钙玻璃基板上实现的。通常，通过对含CZTS(Se)的前体元素的材料进行退火以形成CZTS(Se)吸收层。通常采用PVD、CVD技术或溶液技术来沉积该材料。由ZnO/AZO、ITO、BZO层和金属材料组成的前接触通常在吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成光伏器件的方法，包括步骤：在基板上提供第一导电材料；在所述第一导电材料上沉积介电材料的连续层，所述层薄于10nm；退火所述第一导电材料和所述介电材料层；在所述介电材料层上形成硫族化物光吸收材料；和在所述光吸收材料上沉积第二材料，以使得所述第二材料电耦合至所述光吸收材料；其中,所述第一导电材料和所述介电材料被选择以使得，在退火步骤期间，所述第一导电材料的一部分经历化学反应以形成：在第一导电材料和所述介电材料之间的界面处的一层金属硫族化物材料；和所述介电材料层中的多个空缺；所述空缺就是这样以允许所述光吸收材料和所述金属硫属化物材料层之间的电耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.21 AU 20169024341.一种用于形成光伏器件的方法，包括步骤：在基板上提供第一导电材料；在所述第一导电材料上沉积介电材料的连续层，所述层薄于10nm；退火所述第一导电材料和所述介电材料层；在所述介电材料层上形成硫族化物光吸收材料；和在所述光吸收材料上沉积第二材料，以使得所述第二材料电耦合至所述光吸收材料；其中,所述第一导电材料和所述介电材料被选择以使得，在退火步骤期间，所述第一导电材料的一部分经历化学反应以形成：在第一导电材料和所述介电材料之间的界面处的一层金属硫族化物材料；和所述介电材料层中的多个空缺；所述空缺就是这样以允许所述光吸收材料和所述金属硫属化物材料层之间的电耦合。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成光吸收材料的步骤包括步骤：在进行所述第一材料和所述介电材料层的退火步骤前，在介电材料层上沉积多个前体材料和，其中，在退火步骤期间，所述多个前体反应以形成所述硫族化物光吸收材料。3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一材料上沉积介电材料的连续层的步骤以一种方式进行，在进行退火步骤前，使得所述多个前体材料和所述第一材料是电绝缘的。4.如前述权利要求任一所述的方法，其特征在于，在所述第一材料上沉积介电材料的连续层的步骤以一种方式进行，使得在所述光吸收层和所述第一材料之间的区域中的空隙的形成减少。5.如前述权利要求任一所述的方法，其特征在于，在退火步骤期间，经历化学反应的所述第一材料的部分在体积上膨胀并将张应力施加到介电材料层的晶格结构，以便使结构改变并使空缺的自组织纳米图案在介电材料层中形成。6.如前述权利要求任一所述的方法，其特征在于，所述金属硫族化物材料层是允许在光伏器件运行期间从所述第一材料至所述光吸收材料的电传导的。7.如前述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝晓静，刘芳洋，黄嘉亮，颜畅，孙凯文，马丁·安德鲁·格林，
申请(专利权)人：新南创新私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU