一种银掺杂铜锌锡硫薄膜太阳电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种银掺杂铜锌锡硫薄膜太阳电池及其制备方法，属于薄膜太阳电池领域。所述太阳电池包括依次连接的玻璃衬底、背电极、吸收层、缓冲层、透明导电窗口层和顶电极。所述吸收层通过在背电极上沉积一层25nm厚的Ag薄膜，再在Ag薄膜上采用旋涂法涂覆铜锌锡前驱体溶液，最后经高温硫化制得。本发明专利技术所沉积25nm厚的Ag有两方面的作用：1）Ag作为临时保护层避免了所配置的反应物溶液与背电极直接接触，从而阻止了反应物溶液对背电极的侵蚀；2）Ag掺杂对铜锌锡硫薄膜的结晶性、表面形貌和吸收层/背电极异质结接触等性能都有明显提升，可提高电池的吸收效率。

A silver doped Cu Zn Sn s thin film solar cell and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种银掺杂铜锌锡硫薄膜太阳电池及其制备方法
本专利技术涉及薄膜太阳电池领域，具体涉及一种结构优化的银掺杂铜锌锡硫薄膜太阳电池及其制备方法。
技术介绍
随着现代社会经济的高速发展，人们对能源和环境问题越来越关注。而作为主要能源来源的化石能源日渐枯竭，因此，寻找清洁、无污染、储量大、分布广泛的新能源已成为当务之急。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源。其开发和利用对于缓解能源危机和环境问题具有重要的科学意义和实际价值。要将太阳能转换为电能，需要低成本、高效率的太阳电池，这涉及到太阳电池器件的高质量制备技术。铜锌锡硫（CZTS）属于四元化合物半导体材料，具有锌黄锡矿结构。此电池具有以下特点：1）CZTS是一种直接带隙半导体材料，禁带宽度为1.45eV~1.50eV，光吸收系数超过104cm-1，只需要1.5μm~2.5μm厚的材料，就可以吸收绝大多数可见光；2）元素组成丰富、无毒，相比于同类型的铜铟镓硒，制备成本更低。3）相比于钙钛矿太阳电池，稳定性更好。4）弱光特性好。目前，CZTS太阳电池的最高效率为12.6%，距离其理论值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种银掺杂铜锌锡硫薄膜太阳电池，其特征在于，包括依次连接的玻璃衬底（1）、背电极（2）、吸收层（3）、缓冲层（4）、透明导电窗口层（5）和顶电极（6），所述吸收层（3）为银掺杂铜锌锡硫薄膜，厚度为2000nm~2500nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种银掺杂铜锌锡硫薄膜太阳电池，其特征在于，包括依次连接的玻璃衬底（1）、背电极（2）、吸收层（3）、缓冲层（4）、透明导电窗口层（5）和顶电极（6），所述吸收层（3）为银掺杂铜锌锡硫薄膜，厚度为2000nm~2500nm。


2.如权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述背电极（2）为双层Mo薄膜，包括高阻层Mo薄膜和低阻层Mo薄膜，其总厚度为1μm。


3.如权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述缓冲层（4）为CdS薄膜，厚度为50~60nm。


4.如权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述透明导电窗口层（5）为依次沉积的60~80nm的本征ZnO薄膜和500~600nm的ZnO:Al薄膜。


5.如权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述的吸收层（3）通过在背电极（2）上沉积一层25nm厚的Ag薄膜，再在Ag薄膜上采用旋涂法涂覆铜锌锡前驱体溶液，最后经高温硫化制得。


6.如权利要求1-5任一所述的银掺杂铜锌锡硫薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在洁净的钠钙玻璃衬底上采用直流法溅射双层Mo薄膜作为背电极；
（2）在背电极上，采用射频法溅射沉积一层25nm厚的Ag薄膜；
（3）在Ag薄膜上采用旋涂法制备前驱体薄膜；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝瑞亭，顾康，李晓明，王云鹏，李勇，郭杰，魏国帅，马晓乐，
申请(专利权)人：云南师范大学，
类型：发明
国别省市：云南;53