一种薄膜太阳能电池的处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及光伏领域，公开了一种薄膜太阳能电池的处理方法及装置。本发明专利技术中，薄膜太阳能电池的处理方法包括：形成包含有衬底、硫化镉层和光吸收层的叠层；将所述叠层放入加热器中，对所述叠层进行快速热处理。本发明专利技术提供的薄膜太阳能电池的处理方法及装置，能够提高电池性能。

A treatment method and device of thin film solar cell

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜太阳能电池的处理方法及装置
本专利技术实施例涉及光伏领域，特别涉及一种薄膜太阳能电池的处理方法及装置。
技术介绍
当今全球光伏市场是以晶体硅太阳能电池为主，但高能耗的生产工艺导致能源资源的快速消耗将使社会无法承受，也必将制约着光伏产业更大规模的发展。因此，发展低成本、新型薄膜太阳能电池是未来国际光伏产业的必然趋势。CIGS(CuInxGa(1-x)Se2的简称)薄膜太阳能电池，是由Cu(铜)、In(铟)、Ga(镓)、Se(硒)四种元素构成最佳比例的黄铜矿结晶薄膜太阳能电池，是在玻璃或其它廉价衬底上沉积6层以上化合物半导体和金属薄膜料，薄膜总厚度约3～4微米。该电池成本低、性能稳定、抗辐射能力强，其光电转换效率目前是各种薄膜太阳能电池之首，光谱响应范围宽，在阴雨天光强下输出功率高于其它任何种类太阳能电池，被国际上称为下一时代最有前途的廉价太阳能电池之一。CIGS薄膜太阳能电池中通常包含有CdS(硫化镉)层，CdS是一种直接带隙Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料，禁带宽度为2.42eV左右，常被用做薄膜太阳能电池的重要功能层材料。CdS层的制备方法有很多，包括磁控溅射、丝网印刷、热蒸发、电沉积和化学水浴沉积(ChemicalBathDeposition,CBD)等，其中CBD法属于非真空法，沉积设备简单；沉积温度低，能耗小；氨水可溶解CIGS表面的自然氧化物，达到清洁表面等作用，从而日益受到科研界及产业界青睐。专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：通过CBD法沉积的CdS薄膜，由于晶粒较小，薄膜致密性差，容易形成较多的漏电路径，降低电池性能。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的在于提供一种薄膜太阳能电池的处理方法，能够提高电池性能。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种薄膜太阳能电池的处理方法，包括：形成包含有衬底、硫化镉层和光吸收层的叠层；将所述叠层放入加热器中，对所述叠层进行快速热处理。本专利技术实施方式还提供了一种薄膜太阳能电池的处理装置，包括具有收容空间的腔体，以及加热所述腔体的加热丝，还包括与所述加热丝相连的控制器，所述控制器控制加热丝的加热速度以及加热温度。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，快速热处理能够促使硫化镉层再结晶，增大晶粒，钝化晶界处缺陷，减小缺陷浓度，改善pn结品质；同时，可以增加薄膜致密性，减少漏电路径，提高电池性能；另外，快速热处理还能够促进Cd2+向光吸收层内部扩散，与光吸收层表面形成反型，提升薄膜太阳能电池的开路电压，进而提高电池光电转换效率。可选的，所述对所述叠层进行快速热处理是在第一气体和氧气的气氛环境下进行，所述第一气体为惰性气体或氮气。通入氧气能够实现硫化镉层表面的适度氧化，抑制硫化镉层/光吸收层界面的过度互扩散，防止过多的杂质形成复合中心而影响载流子收集，进而提高电池性能。可选的，所述第一气体和所述氧气的流量比为θ，3≦θ≦5。可选的，所述对所述叠层进行快速热处理是在真空度为0.01～0.05MP叠层的环境下进行。可选的，所述对所述叠层进行快速热处理之前，还包括：使用氮气或惰性气体吹扫所述加热器。如此设置，能够防止加热器中的杂质在快速热处理过程中与所述叠层反应、而影响所述叠层的性能，进而确保了所述薄膜太阳能电池的性能。可选的，使用氮气或惰性气体吹扫所述加热器之后，所述对所述叠层进行快速热处理之前，还包括：将所述加热器抽至真空状态。如此设置，能够更加精准的控制所述快速热处理的气氛环境，从而提高所述薄膜太阳能电池的性能。可选的，所述对所述叠层进行快速热处理之后，还包括：在真空条件下冷却所述叠层；冷却完成后取出所述叠层。如此设置，能够防止在冷却过程中加热器中的气体与所述叠层反应，进而确保了所述薄膜太阳能电池的性能。可选的，所述快速热处理具体包括：以设定升温速度使所述加热器内的温度升至目标温度，并维持预设时长。可选的，所述快速热处理具体为：以3℃/s～5℃/s的升温速度升至120～150℃后，维持2～5min。可选的，还包括：分别与所述腔体相连的第一气体气源和氧气气源，所述第一气体气源为惰性气体气源或氮气气源。在对薄膜太阳能电池进行快速热处理的过程中，通入氧气能够实现CdS表面的适度氧化，抑制CdS/光吸收层界面的过度互扩散，防止过多的杂质形成复合中心而影响载流子收集，通入第一气体作保护气，防止氧气浓度过高发生危险。可选的，所述腔体上设置有与所述收容空间连通的进气口和出气口，所述进气口经由气路与所述第一气体气源和氧气气源连通，所述气路包括与所述氧气气源相连的第一气路、与所述第一气体气源相连的第二气路、将第一气路和第二气路连接至所述进气口的第三气路。可选的，所述第一气路上设置有第一气阀，所述第二气路上设置有第二气阀。可选的，所述第一气路上还设置有第一流量调节阀，所述第二气路上还设置有第二流量调节阀。如此设置，能够精确控制通入所述收容空间的第一气体与氧气的流量比，从而控制CdS表面的氧化程度。可选的，第三气路上设置有第三流量调节阀。如此设置，能够精确控制通入所述收容空间的气体流量。可选的，第三气路上设置有第三气阀。可选的，还包括与所述出气口相连的抽真空装置。可选的，所述出气口经由第四气路与所述抽真空装置相连，所述第四气路上设置有第四气阀。如此设置，能够保证所述收容空间的真空度稳定，从而有利于所述薄膜的热处理。可选的，还包括与所述收容空间连通的气压感测装置。附图说明图1是本专利技术第一实施方式提供的一种薄膜太阳能电池的处理方法的流程图；图2是本专利技术第二实施方式提供的一种薄膜太阳能电池的处理方法的流程图；图3是本专利技术第三实施方式提供的一种薄膜太阳能电池的处理方法的流程图；图4是现有技术中的叠层和本专利技术实施方式中经过RTP处理的叠层来制得的电池的I-V曲线；图5是本专利技术第四实施方式提供的薄膜太阳能电池的处理装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本专利技术而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本专利技术所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种薄膜太阳能电池的处理方法，具体流程如图1所示，包括以下步骤：S101:形成包含有衬底、硫化镉层和光吸收层的叠层。具体的说，在步骤S101中，衬底可以为钠钙玻璃衬底、金属衬底或有机聚合物衬底。另外，还可以使用清洗剂浸泡并清洗衬底，其中，清洗剂可以为DZ-1或DZ-2系列半导体清洗剂。所述硫化镉层通过CBD法沉积，光吸收层采用磁控溅射、热蒸发或升华方式进行沉积，沉积厚度为1～2μm，硫化镉层采用CBD法进行沉积，沉积厚度为30～200nm；光吸收层与硫化镉(硫化镉)层分别作为p型区和n本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜太阳能电池的处理方法，包括：/n形成包含有衬底、硫化镉层和光吸收层的叠层；/n将所述叠层放入加热器中，对所述叠层进行快速热处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜太阳能电池的处理方法，包括：
形成包含有衬底、硫化镉层和光吸收层的叠层；
将所述叠层放入加热器中，对所述叠层进行快速热处理。


2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的处理方法，其特征在于，所述对所述叠层进行快速热处理是在第一气体和氧气的气氛环境下进行，所述第一气体为惰性气体。


3.根据权利要求2所述的薄膜太阳能电池的处理方法，其特征在于，所述第一气体和所述氧气的流量比为θ，3≦θ≦5。


4.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的处理方法，其特征在于，所述对所述叠层进行快速热处理是在真空度为0.01～0.05MP叠层的环境下进行。


5.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的处理方法，其特征在于，所述对所述叠层进行快速热处理之前，还包括：
使用氮气或惰性气体吹扫所述加热器。


6.根据权利要求5所述的薄膜太阳能电池的处理方法，其特征在于，使用氮气或惰性气体吹扫所述加热器之后，所述对所述叠层进行快速热处理之前，还包括：
将所述加热器抽至真空状态。


7.根据权利要求6所述的薄膜太阳能电池的处理方法，其特征在于，所述对所述叠层进行快速热处理之后，还包括：
在真空条件下冷却所述叠层；
冷却完成后取出所述叠层。


8.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的处理方法，其特征在于，所述快速热处理具体包括：以设定升温速度使所述加热器内的温度升至目标温度，并维持预设时长。


9.根据权利要求8所述的薄膜太阳能电池的处理方法，其特征在于，所述快速热处理具体为：以3℃/s～5℃/s的升温速度升至120～150℃后，维持2～5min。


10.一种薄膜太阳能电池的处理装置，包括具...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冲，王雪戈，
申请(专利权)人：北京铂阳顶荣光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11