一种银掺杂铜铟镓硒太阳能电池的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种银掺杂铜铟镓硒太阳能电池的制备方法包括：在基板上制备背电极层；在所述背电极层表面上制备银膜层；在所述银膜层上制备铜铟镓硒膜层，得到银掺杂铜铟镓硒膜层；在所述银掺杂铜铟镓硒膜层上制备缓冲层；在所述缓冲层上依次制备高阻层和前电极层。与现有技术相比，本技术方案不需要引入新的银膜层制备设备，利用制备背电极的设备制备银预制层，充分利用银在铜铟镓硒沉积生长过程中可以快速扩散的特点，实现银掺杂铜铟镓硒的制备，简化了银掺杂铜铟镓硒薄膜的制备过程。

【技术实现步骤摘要】
一种银掺杂铜铟镓硒太阳能电池的制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种银掺杂铜铟镓硒太阳能电池的制备方法。
技术介绍
铜铟镓硒太阳能电池具有光电转换效率高、温度系数低、弱光性能好以及柔性可弯曲等优点，已成为最具有市场应用前景的太阳能电池之一。作为电池的吸收层，铜铟镓硒膜层是整个铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件的核心膜层，铜铟镓硒膜层的性能直接制约着铜铟镓硒薄太阳能电池的转换效率和产业化应用。最近几年，银掺杂铜铟镓硒(ACIGS)成为铜铟镓硒薄膜的一个新研究热点。一方面，银掺杂铜铟镓硒可以降低铜铟镓硒薄膜制备的工艺温度，从而一定程度上克服浮法玻璃基板对工艺温度的限制，提高铜铟镓硒的结晶性，减少缺陷。另一方面，通过银对铜铟镓硒的掺杂，可以提高铜铟镓硒的带隙，从而有效提高铜铟镓硒薄膜太阳能电池的转换效率。目前银掺杂铜铟镓硒的研究中，共蒸发方法是制备高质量铜铟镓硒薄膜的主流方法之一。在共蒸发方法中，通常是直接利用热蒸发技术(电阻加热使银蒸发)在制备铜铟镓硒薄膜的过程中引入银，使银参与铜铟镓硒薄膜沉积生长。这种方法，往往需要改造共蒸发镀膜设备来实现银的蒸发沉积，不利于工业化生产的推广，也受限于已有共蒸发设备。另外还有一些机构利用非真空镀膜方法，例如利用溶液法在合成铜铟镓硒薄膜过程中加入银的溶液(例如硝酸银)等，制备ACIGS薄膜。非真空方法制备的ACIGS薄膜质量较差，电池转换效率远低于真空方法制备的ACIGS薄膜太阳能电池，并且由于含银的溶液价格很高，不具备工业化生产意义。
技术实现思路
为了解决上述银掺杂铜铟镓硒存在的问题，本专利技术提供了一种银掺杂铜铟镓硒太阳能电池的制备方法。本专利技术提供的银掺杂铜铟镓硒太阳能电池的制备方法包括：在基板上制备背电极层；在所述背电极层表面上制备银膜层；在所述银膜层上制备铜铟镓硒膜层，得到银掺杂铜铟镓硒膜层；在所述银掺杂铜铟镓硒膜层上制备缓冲层；在所述缓冲层上依次制备高阻层和前电极层。本专利技术的银掺杂铜铟镓硒太阳能电池的制备方法在背电极层镀膜完成后，直接镀制一层银薄膜层，作为银掺杂铜铟镓硒薄膜的预制层，然后在沉积铜铟镓硒薄膜过程中，利用银快速扩散的性能，合成银掺杂铜铟镓硒薄膜。与现有技术相比，本技术方案不需要引入新的银膜层制备设备，利用制备背电极的设备制备银预制层，充分利用银在铜铟镓硒沉积生长过程中可以快速扩散的特点，实现银掺杂铜铟镓硒的制备，简化了银掺杂铜铟镓硒薄膜的制备过程。附图说明附图用来提供对本实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为本专利技术一实施例示出的银掺杂铜铟镓硒太阳能电池的制备方法的流程图。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。如图1所示，本专利技术实施例提供的银掺杂铜铟镓硒太阳能电池的制备方法包括：步骤S01：在基板上制备背电极层。基板的材料可以选择不锈钢、玻璃或柔性材料。可以通过磁控溅射法在基板的一侧镀制厚度为300nm-500nm的背电极层，如钼背电极层。其中，溅射气压为0.1Pa～1.0Pa。步骤S02：在所述背电极层表面上制备银膜层。可通过磁控溅射法、电子束沉积法等制备在背电极层的表面制备银膜层。使用磁控溅射法制备银膜层时，磁控溅射法的溅射气压为0.1Pa～1.0Pa，控制反应时间，使银膜层的厚度为100nm～300nm。步骤S03：在所述银膜层上制备铜铟镓硒膜层，得到银掺杂铜铟镓硒膜层。在银膜层上制备铜铟镓硒膜层可采用共蒸发法，其中采用的压力为0.6mPa～2.0mPa，温度为500℃～550℃。控制反应时间，使得银掺杂铜铟镓硒膜层厚度为1.5μm～3μm。在铜铟镓硒层的沉积过程中，银快速扩散，从而实现铜铟镓硒膜层银的掺杂。步骤S04：在所述银掺杂铜铟镓硒膜层上制备缓冲层。通过化学水浴法制备缓冲层，具体的，缓冲层为硫化镉或硫化锌，缓冲层的厚度为20nm-60nm。步骤S05：在所述缓冲层上依次制备高阻层和前电极层.通过磁控溅射法在所述缓冲层上制备高阻层，具体的，高阻层为本征氧化锌或氧化锌镁，高阻层的厚度为20nm-60nm。通过磁控溅射法在高阻层上制备前电极层，具体的，前电极层为铝掺杂氧化锌、硼掺杂氧化锌、或铟掺杂氧化锡。前电极层的厚度为500nm-1000nm。实施例1(1)利用真空磁控溅射法，在玻璃基板表面上制备钼背电极层。其中，磁控溅射法的溅射气压为0.1Pa。控制反应时间，使得钼背电极层的厚度为300nm。(2)在钼背电极层表面继续使用磁控溅射方法制备银膜层，溅射气压为0.1Pa。控制反应时间，使得银膜层的厚度为100nm。(3)将镀有钼背电极层和银膜层的玻璃基板传输至共蒸发设备，利用共蒸发法沉积铜铟镓硒膜层。其中，共蒸发采用的压力为2.0mPa，温度为500℃。控制反应时间，使得银掺杂铜铟镓硒膜层的厚度为2.0μm。(4)通过化学水浴法在银掺杂铜铟镓硒膜层上制备硫化镉缓冲层，其中，硫化镉缓冲层的厚度为20nm。(5)在硫化镉缓冲层上依次制备本征氧化锌高阻层和铝掺杂前电极层。其中，本征氧化锌高阻层的厚度为20nm，铝掺杂前电极层的厚度为500nm。经检测，制备的得到的银掺杂铜铟镓硒膜层的带隙1.22eV。实施例2(1)利用真空磁控溅射法，在不锈钢基板表面上制备钼背电极层。其中，磁控溅射法的溅射气压为0.5Pa。控制反应时间，使得钼背电极层的厚度为500nm。(2)在钼背电极层表面继续使用磁控溅射方法制备银膜层，溅射气压为0.2Pa。控制反应时间，使得银膜层的厚度为250nm。(3)将镀有钼背电极层和银膜层的不锈钢基板传输至共蒸发设备，利用共蒸发法沉积铜铟镓硒膜层。其中，共蒸发采用的压力为1.0mPa，温度为510℃。控制反应时间，使得银掺杂铜铟镓硒膜层的厚度为1.5μm。(4)通过化学水浴法在银掺杂铜铟镓硒膜层上制备硫化锌缓冲层，其中，硫化锌缓冲层的厚度为30nm。(5)在硫化锌缓冲层上依次制备本征氧化锌镁高阻层和铝掺杂前电极层。其中，本征氧化锌高阻层的厚度为40nm，铝掺杂前电极层的厚度为600nm。经检测，制备的得到的银掺杂铜铟镓硒膜层的带隙1.41eV。实施例3(1)利用真空磁控溅射法，在玻璃基板表面上制备钼背电极层。其中，磁控溅射法的溅射气压为0.5Pa。控制反应时间，使得钼背电极层的厚度为350nm。(2)在钼背电极层表面继续使用磁控溅射方法制备银膜层，溅射气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种银掺杂铜铟镓硒太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括：/n在基板上制备背电极层；/n在所述背电极层表面上制备银膜层；/n在所述银膜层上制备铜铟镓硒膜层，得到银掺杂铜铟镓硒膜层；/n在所述银掺杂铜铟镓硒膜层上制备缓冲层；/n在所述缓冲层上依次制备高阻层和前电极层。/n

【技术特征摘要】
1.一种银掺杂铜铟镓硒太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在基板上制备背电极层；
在所述背电极层表面上制备银膜层；
在所述银膜层上制备铜铟镓硒膜层，得到银掺杂铜铟镓硒膜层；
在所述银掺杂铜铟镓硒膜层上制备缓冲层；
在所述缓冲层上依次制备高阻层和前电极层。


2.根据权利要求1所述的银掺杂铜铟镓硒太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用磁控溅射法在所述背电极层表面上制备银膜层。


3.根据权利要求2所述的银掺杂铜铟镓硒太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射法的溅射气压为0.1Pa～1.0Pa。


4.根据权利要求2所述的银掺杂铜铟镓硒太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述银膜层的厚度为100nm～300nm。


5.根据权利要求1所述的银掺杂铜铟镓...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵树利，
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