太阳能芯片的制备方法及太阳能芯片技术

本发明专利技术涉及太阳能电池制备技术领域，公开了一种太阳能芯片的制备方法，包括提供一基底，在所述基底上沉积阻挡层；在所述阻挡层上沉积第一钼膜层作为第一背电极层；在所述第一背电极层上沉积钼钠膜层作为第二背电极层；在所述第二背电极层上沉积第二钼膜层作为界面层；其中，在沉积所述第一背电极层和第二背电极层时通入目标流量的氧气以形成背电极层。本发明专利技术还公开了一种太阳能电池，其通过控制目标氧气比氩气比例增加了太阳能电池的电导率，提高了太阳能电池的各项性能。

【技术实现步骤摘要】
太阳能芯片的制备方法及太阳能芯片
本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种太阳能芯片的制备方法及太阳能芯片。
技术介绍
CIGS薄膜太阳能电池是以CuInSe2(CIS)半导体薄膜材料为吸收层的薄膜太阳能电池，用金属镓(Ga)取代部分铟(In)所以称为CIGS薄膜太阳能电池。CIGS薄膜太阳能电池具有相对效率较高、抗辐射、弱光性好、重量轻便可作为移动能源使用等优点。现有CIGS太阳能电池技术中，通常会在CIGS膜层中掺杂适量的Na，Na的掺入，可以钝化CIGS和CdS界面的缺陷，从而增加载流子密度，使得开路电压VOC提高，使得电池性能提高30％-50％。目前Na掺杂CIGS方式一般采用Na的预制层，通常将Na掺杂于钼靶材中作为Na源，通过磁控溅射的方法溅射至柔性基底上，随后在钼钠层上溅射一层纯钼层，Na通过纯钼层扩散至CIGS吸收层，Na扩散至CIGS吸收层的含量通常通过Na源的浓度及钼层的阻挡来控制。专利技术人发现适量的Na可以促进CIGS晶粒的增长，致密性较好，减少CIGS的缺陷，减少了电子空穴对复合，而过量的Na则会造成晶粒减小且缺陷较多，致密性变差，不利于CIGS薄膜的生长，电池效率较低，同时若掺Na太多，会导致Na过多替代In，形成缺陷符合中心，导致薄膜性能降低。故，如何较好的控制Na扩散至吸收层的含量，优化太阳能电池性能，是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种太阳能芯片的制备方法及太阳能电池，有效解决了太阳能电池性能低的问题。本专利技术提供了一种太阳能芯片的制备方法，包括：提供一基底，在所述基底上沉积阻挡层；在所述阻挡层上沉积第一钼膜层作为第一背电极层；在所述第一背电极层上沉积钼钠膜层作为第二背电极层；在所述第二背电极层上沉积第二钼膜层作为界面层；其中，在沉积所述第一背电极层和第二背电极层时通入目标流量的氧气以形成背电极层。本专利技术还提供了一种太阳能芯片，所述太阳能芯片包括基底，设置在所述基底上的阻挡层及设置在所述阻挡层上的背电极层，其中，所述背电极层包括层叠设置在所述阻挡层上的第一钼膜层、钼钠膜层、氧化物层和第二钼膜层。本专利技术的太阳能芯片的制备方法其通过控制目标流量的氧气增加了太阳能电池的电导率，提高了太阳能电池的各项性能。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1为本专利技术提供的太阳能电池的结构示意图；图2为图1所示的太阳能电池的背电极层的结构示意图；图3为制造图1所示的太阳能电池的制备方法步骤图；图4为第一组氧气与氩气的比例与太阳能电池电阻率的关系图；图5为第二组氧气与氩气的比例与太阳能电池电阻率的关系图。附图标记：太阳能电池100；基底10；阻挡层20；背电极层30；吸收层40；缓冲层50；窗口层、正电极层60；第一背电极层31；第二背电极层32；界面层33。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，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参见图1，为太阳能电池100的结构示意图，所述太阳能电池100包括基底10，所述基底10为不锈钢衬底。所述基底10一侧面上设置阻挡层20和背电极层30，所述阻挡层20为由钛(Ti)元素沉积形成。请结合参见图2，所述背电极层30包括由第一钼(Mo)膜层形成的第一背电极层31、由钼钠(MoNa)膜层形成的第二背电极层32及由第二钼(Mo)膜层形成的界面层33。所述太阳能电池100还包括吸收层40，所述吸收层40为在所述背电极层30上沉积铜铟镓硒(CIGS)元素，在所述吸收层40之上设置缓冲层50，所述缓冲层50为在所述吸收层40上沉积硫化镉(CdS)元素。在所述缓冲层50上设置窗口层和正电极层60。进一步地，所述背电极层30的钼钠膜层与氧气发生反应后形成氧化物层。请结合参见图1、图2和图3，基于图1所述的太阳能芯片100的结构进一步说明制备所述太阳能芯片100的工艺方法200，所述方法200包括：S201：在室温条件下，在所述基底10的一侧面沉积钛层作为阻挡层20，在沉积第一钼膜层作为第一背电极层。S202：在室温条件下，在第一背电极层上沉积钼钠膜层作为第二背电极层；其中，提供一腔室，所述腔室包括三个钼钠靶材，通过三个钼钠靶材溅射钼钠层作为第二背电极层，所述钼钠靶材为掺杂了1％-12％钠元素的钼靶材。适量的钠元素掺杂能够促进吸收层40的生长，同时减少吸收层40的生成缺陷，并且可以有效的改善太阳能电池组件100的性能。其中，根据钼钠靶材的通过电流不同，所述钼钠膜层的厚度被控制在150纳米-300纳米。进一步地，所述S202步骤包括向所述腔室内通入氧气，此时，钼钠膜层中的钼容易与氧气放生反应生成氧化物层，所述氧化物层可降低所述太阳能电池的电导率。随着氧气比氩气比例的升高，生成的氧化钼也会随之增加，导致电导率下降。S203：在所述钼钠膜层上沉积第二钼膜层以形成界面层；其中，所述腔室还包括一个钼靶材，通过所述钼靶材溅射第二钼膜层作为所述界面层33，利用第二钼膜层作为界面层33能够控制所述钼钠膜层中的钠向上扩散。所述第二钼膜层的厚度被控制在10纳米-20纳米。S204：在基底10达到400度-700度温度下，在第二钼膜层上开始进行吸收层的溅射；进一步地，由于第二钼膜层作为界面层33能够控制所述钼钠膜层中的钠向所述吸收层中扩散，从而控制吸收层中的钠含量以进一步控制吸收层的生长。并且，第二钼膜层能和吸收层形成良好的欧姆接触，降低电池的串联电阻，第二钼膜层与吸收层的晶格比较匹配，具有良好的附着性。当氧气的流量为零时，钠会在第二钼膜层和吸收层的界面产生堆积，随着氧气与氩气的比例的增大，在界面堆积的钠减少，开路电压(Voc)增高，短路电流(Jsc)降低，氧气与氩气的比例高时，钼钠膜层的电导率下降。而随着钼钠膜层厚度的增加，晶粒生长减少且缺陷增多，太阳能电池性能会下降。通过控制氧气的流量保证吸收层晶体在钼钠膜层上稳定生长，且提升电导率改善吸收层的光吸收效率。S205：在吸收层上沉积缓冲层，所述缓冲层与吸收层形成PN结。S206：在所述缓冲层上沉积窗口层和正电极层。具体地，在吸收层之上沉积本征氧化锌(ZnO)后再沉积梯度掺杂铝的氧化锌作为窗口层和正电极层。S20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能芯片的制备方法，其特征在于，包括：/n提供一基底，在所述基底上沉积阻挡层；/n在所述阻挡层上沉积第一钼膜层作为第一背电极层；在所述第一背电极层上沉积钼钠膜层作为第二背电极层；/n在所述第二背电极层上沉积第二钼膜层作为界面层；/n其中，在沉积所述第一背电极层和第二背电极层时通入目标流量的氧气与氩气以形成背电极层，所述背电极层包括第一背电极层和第二背电极层。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能芯片的制备方法，其特征在于，包括：
提供一基底，在所述基底上沉积阻挡层；
在所述阻挡层上沉积第一钼膜层作为第一背电极层；在所述第一背电极层上沉积钼钠膜层作为第二背电极层；
在所述第二背电极层上沉积第二钼膜层作为界面层；
其中，在沉积所述第一背电极层和第二背电极层时通入目标流量的氧气与氩气以形成背电极层，所述背电极层包括第一背电极层和第二背电极层。


2.根据权利要求1所述的太阳能芯片的制备方法，其特征在于，在沉积所述第一背电极层和第二背电极层时通入目标流量的氧气与氩气以形成背电极层的步骤进一步包括通入目标流量的氧气与氩气使所述第一钼膜层或者所述钼钠膜层中的钼与氧气发生反应生成氧化物层。


3.根据权利要求1所述的太阳能芯片的制备方法，其特征在于，所述目标流量的氧气与氩气的比例为大于等于0.1且小于等于0.2。


4.根据权利要求1所述的太阳能芯片的制备方法，其特征在于，所述目标流量的氧气与氩气的比例，是根据需要的所述背电极层的电阻率或者电导率来选择，并且氧气与氩气的比例的增加与所述背电极层的电阻率成正比，氧气与氩气的比例的增加与所述背电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯翔，潘世荣，杨发维，
申请(专利权)人：领凡新能源科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11