铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池及其制备方法，其中，铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池，包括依次沉积在电极基底上的吸光层、缓冲层、窗口层和金属栅电极，其特征在于缓冲层包括CdS膜层和沉积在CdS膜层上的ZnS膜层。本发明专利技术将ZnS沉积在CdS表面，形成中间(Cd，Zn)S层，以获得“spike”结构，能优化CdS膜层与窗口层之间的界面接触，从而有利于提高铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜太阳能电池的开路电压及电池性能。

【技术实现步骤摘要】
铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池及其制备方法
本专利技术涉及薄膜太阳能电池
，特别是涉及铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜太阳能电池是以铜锌锡硫硒化合物半导体为吸光材料而形成的光伏器件，具有组成元素储量丰富、环境友好、带隙可调且光谱响应宽、适于大规模生产等优点，是一种具有良好发展前景的新型光伏器件。现有技术中，铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池被视为铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池的替代品，二者具有相似的电池结构。铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池包括衬底、以及依次沉积在衬底上的Mo膜层、铜锌锡硫硒(CZTSSe)膜层、CdS缓冲层、i-ZnO/ITO窗口层和金属(Ag或Ni/Al)栅电极。作为吸光层的铜锌锡硫硒(CZTSSe)膜层，其性能优劣是衡量整个太阳能电池器件效率高低的决定性因素。作为缓冲层的CdS，其主要作用是促进光生载流子的分离，缓冲层的选择及界面调控对电池性能提升同样起到至关重要的作用。目前，缓冲层与铜锌锡硫硒膜层之间的界面存在两种能带结构，即“cliff”结构和“spike”结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池，包括依次沉积在电极基底上的吸光层、缓冲层、窗口层和金属栅电极，其特征在于/n所述缓冲层包括CdS膜层和沉积在所述CdS膜层上的ZnS膜层。/n

【技术特征摘要】
1.一种铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池，包括依次沉积在电极基底上的吸光层、缓冲层、窗口层和金属栅电极，其特征在于
所述缓冲层包括CdS膜层和沉积在所述CdS膜层上的ZnS膜层。


2.根据权利要求1所述的铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池，其特征在于
所述ZnS膜层的厚度为1～30nm，优选为2～6nm。


3.根据权利要求1所述的铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池，其特征在于
所述ZnS膜层由ZnS颗粒构成；且
所述ZnS颗粒的粒径为1～10nm，优选为1～2nm。


4.根据权利要求1所述的铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池，其特征在于
所述电极基底包括衬底和在所述衬底上沉积的Mo膜层；
所述吸光层为铜锌锡硫硒膜层；
所述窗口层为i-ZnO/ITO膜层；且
所述金属栅电极为Ag电极或Ni/Al电极。


5.一种权利要求1-4中任一项所述的铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
在所述电极基底上依次沉积所述吸光层和所述CdS膜层，得到CdS膜层/吸光层/电极基底；
在所述CdS膜层上沉积所述ZnS膜层，所述CdS膜层和所述ZnS膜层形成所述缓冲层；
在所述缓冲层上依次沉积所述窗口层和所述金属栅电极。


6.根据权利要求5所述的铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于
在所述CdS膜层上沉积所述ZnS膜层的步骤中，采用SILAR法在所述CdS膜层上沉积所述ZnS膜层，其包括：
分别配制含Zn2+溶液和含S2-溶液；
按照设定的循环次数，将所述CdS膜层/吸光层/电极基底循环交替浸泡于所述含Zn2+溶液和所述含S2-溶液中。


7.根据权利要求6所述的铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于
所述含Zn2+溶液采用含锌化合物配制成，所述含锌化合物包括硫酸锌、醋酸锌、氯化锌、硝酸锌中的至少一种；且
所述含S2-溶液采用含硫化合物配制成，所述含硫化合物包括硫化钠、硫化钾、硫化锂、硫脲、硫代乙酰胺中的至少一种。


8.根据权利要求6所述的铜锌锡硫硒薄膜太阳能电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟繁琦，李冬梅，谷林，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11