【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳电池，尤其涉及一种cigs薄膜太阳能电池掺na同时制备zns缓冲层的方法。
技术介绍
1、能源危机和环境污染是当今全球所面临的两大基本问题。太阳能因其覆盖面积广，取之不尽的优良特性，使之成为解决能源危机的一种重要途径。cigs薄膜太阳能电池因为其材料光学带隙可调、抗辐射能力强、电池性能稳定、弱光性好等优点，使之成为薄膜太阳能电池中最有发展前景的光伏材料之一。
2、铜铟镓硒(cigs)薄膜太阳能电池主要以cds作为缓冲层。cds缓存层存在以下缺点：(1)cds的禁带宽度为2.4ev，不利于电池对短波段光线的吸收；(2)cd为重金属，在制备cds缓冲层时产生的含cd废液对环境有害，因此急需一种对环境友好的缓冲层材料。zns禁带宽度达3.7ev，原料易于获得，无毒，对环境友好，成为cigs薄膜太阳能电池缓冲层的最佳替代材料，已成为cigs薄膜太阳能领域的一个研究热点。
3、cigs薄膜太阳能电池领域中有关吸收层掺na后改善电池效率的文献很多，对其中的机理也有非常多的研究。为了实现对cigs吸收层掺na，从而提高柔性衬底cigs电池效率的目的，可采用掺na钼靶材在镀钼时进行na的掺入，进而通过na的扩散实现对cigs吸收层的掺杂，然而掺na钼靶材极难制备且不易保存。也有人通过对cigs四元靶材中掺na以达到吸收层掺杂的目的，并以此来提高电池效率，但靶材制备成本相对较高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种cigs薄膜太阳能电池掺na同时
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种cigs薄膜太阳能电池掺na同时制备zns缓冲层的方法，包含以下步骤：
4、步骤1)将锌源、硫源、缓冲剂、络合剂和水混合，得到反应溶液；
5、步骤2)将已经沉积有cigs光吸收层薄膜的衬底放入步骤1)的反应溶液中，进行反应，在cigs光吸收层薄膜上制得zns缓冲层薄膜；
6、步骤3)将步骤2)得到的沉积有cigs光吸收层薄膜和zns缓冲层薄膜的衬底在氨水中浸泡，干燥后于空气中进行退火处理，空冷至室温，即可。
7、可选的，所述锌源包含硫酸锌、氯化锌或硝酸锌；锌源在反应溶液中的浓度为0.1～0.5mol/l；
8、所述硫源包含硫脲；硫源在反应溶液中的浓度为0.1～1.5mol/l；
9、所述缓冲剂包含氯化铵、硫酸铵或硝酸铵；缓冲剂在反应溶液中的浓度为0.05～0.1mol/l；
10、所述络合剂为氨水和柠檬酸钠；氨水在反应溶液中的浓度为0.1～3mol/l，柠檬酸钠在反应溶液中的浓度为2～5mol/l。
11、可选的，步骤1)中的各组分按如下顺序添加：先将锌源和缓冲剂混合，随后加入络合剂，然后加入硫源，最后加入水定容后搅拌均匀，放在室温下空气中静置3～5min。
12、可选的，所述衬底为柔性金属材料或刚性玻璃材料。
13、可选的，所述反应是在水浴加热中先静置反应再搅拌反应，水浴的温度为70～90℃，静置反应的时间为15～25min，搅拌反应的时间为30～50min；所述搅拌是通入流量为100～200ml/min的空气或氮气进行气体搅拌，或者采用机械搅拌。
14、可选的，所述氨水的浓度为3～5mol/l；所述浸泡的时间为3～5min。
15、可选的，所述退火的温度为150～250℃，时间为30～50min。
16、可选的，zns缓冲层薄膜厚度为20～60nm。
17、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
18、本专利技术所述方法既可采用柔性金属材料，也可以采用刚性玻璃材料作为电池衬底；本专利技术制备的cigs膜层的晶粒间分布有晶界，采用化学水浴法制备zns缓冲层时，水浴制备的zns膜层中的na沿晶界向cigs层中扩散，从而实现制备zns缓冲层的同时对cigs光吸收层掺na，既有利于提高电池性能，又简化了工艺流程，并且原料廉价易得，降低了电池生产成本，适合大规模工业化生产。
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1.一种CIGS薄膜太阳能电池掺Na同时制备ZnS缓冲层的方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种CIGS薄膜太阳能电池掺Na同时制备ZnS缓冲层的方法，其特征在于，所述锌源包含硫酸锌、氯化锌或硝酸锌；锌源在反应溶液中的浓度为0.1～0.5mol/L；
3.根据权利要求1或2所述的一种CIGS薄膜太阳能电池掺Na同时制备ZnS缓冲层的方法，其特征在于，步骤1)中的各组分按如下顺序添加：先将锌源和缓冲剂混合，随后加入络合剂，然后加入硫源，最后加入水定容后搅拌均匀，放在室温下空气中静置3～5min。
4.根据权利要求1所述的一种CIGS薄膜太阳能电池掺Na同时制备ZnS缓冲层的方法，其特征在于，所述衬底为柔性金属材料或刚性玻璃材料。
5.根据权利要求1所述的一种CIGS薄膜太阳能电池掺Na同时制备ZnS缓冲层的方法，其特征在于，所述反应是在水浴加热中先静置反应再搅拌反应，水浴的温度为70～90℃，静置反应的时间为15～25min，搅拌反应的时间为30～50min；所述搅拌是通入流量为100～200ml/min的空气
6.根据权利要求1所述的一种CIGS薄膜太阳能电池掺Na同时制备ZnS缓冲层的方法，其特征在于，所述氨水的浓度为3～5mol/L；所述浸泡的时间为3～5min。
7.根据权利要求1所述的一种CIGS薄膜太阳能电池掺Na同时制备ZnS缓冲层的方法，其特征在于，所述退火的温度为150～250℃，时间为30～50min。
8.根据权利要求1所述的一种CIGS薄膜太阳能电池掺Na同时制备ZnS缓冲层的方法，其特征在于，ZnS缓冲层薄膜厚度为20～60nm。
...【技术特征摘要】
1.一种cigs薄膜太阳能电池掺na同时制备zns缓冲层的方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种cigs薄膜太阳能电池掺na同时制备zns缓冲层的方法，其特征在于，所述锌源包含硫酸锌、氯化锌或硝酸锌；锌源在反应溶液中的浓度为0.1～0.5mol/l；
3.根据权利要求1或2所述的一种cigs薄膜太阳能电池掺na同时制备zns缓冲层的方法，其特征在于，步骤1)中的各组分按如下顺序添加：先将锌源和缓冲剂混合，随后加入络合剂，然后加入硫源，最后加入水定容后搅拌均匀，放在室温下空气中静置3～5min。
4.根据权利要求1所述的一种cigs薄膜太阳能电池掺na同时制备zns缓冲层的方法，其特征在于，所述衬底为柔性金属材料或刚性玻璃材料。
5.根据权利要求1所述的一种cigs薄膜太阳能电池掺n...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，陈玉峰，
申请(专利权)人：北京圣阳科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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