本发明专利技术涉及一种铜铟镓硒薄膜电池及其制备方法。该铜铟镓硒薄膜电池，包括依次叠合的玻璃衬底、金属背电极层、光吸收层、缓冲层、阻挡层及窗口层，所述玻璃衬底、金属背电极层、光吸收层、缓冲层、阻挡层及窗口层的表面均为粗糙度相同的绒面。上述铜铟镓硒薄膜电池的玻璃衬底表面为绒面，生长得到的薄膜电池表面不平整，从而起到陷光作用。当太阳光入射时，由于绒面结构的存在，其入射光会与电池表面形成一定角度，从而增加光生载流子在P-N结区产生的几率，最终提高光生电流。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
在诸如铜铟镓硒薄膜太阳能电池等光电设备中，在设备的活性区域内常常使用光陷阱来捕获光。设备中捕获的光越多，光产生的光电流越大，从而设备的能量转换效率就越高。因此，当试图提高光电设备的转换效率时，光陷阱是一个重要的问题。传统的做法是采用磨砂玻璃的表面作为陷光面，然而，传统的磨砂玻璃表面的不平整度远大于薄膜太阳能电池的膜厚，这样不利于产生合适的陷光面结构，其透光率也不王困相
技术实现思路
基于此，有必要提供一种陷光效果较好的铜铟镓硒薄膜电池及其制备方法。一种铜铟镓硒薄膜电池，包括依次叠合的玻璃衬底、金属背电极层、光吸收层、缓冲层、阻挡层及窗口层，所述玻璃衬底、金属背电极层、光吸收层、缓冲层、阻挡层及窗口层的表面均为粗糙度相同的绒面。在优选的实施例中，所述玻璃衬底表面的绒面具有多个球形的凹坑，每个凹坑的直径为3 5微米。在优选的实施例中，所述玻璃衬底表面的绒面的厚度为1 2微米。在优选的实施例中，所述光吸收层的厚度为1 1. 5微米。一种铜铟镓硒薄膜电池的制备方法，包括如下步骤在玻璃衬底的表面制作形成绒面；及在所述绒面上依次形成金属背电极层、光吸收层、缓冲层、阻挡层及窗口层，以使所述金属背电极层、光吸收层、缓冲层、阻挡层及窗口层的表面均形成为与所述玻璃衬底的粗糙度相同的绒面。在优选的实施例中，所述玻璃衬底表面的绒面具有多个球形的凹坑，每个凹坑的直径为3 5微米。在优选的实施例中，所述在玻璃衬底的表面制作形成绒面的步骤包括步骤一、在所述玻璃衬底的表面溅镀一层厚度为200 500纳米的铝膜，形成样Pm ；步骤二、将步骤一的样品放到石英管中，用碘钨灯在2 3分钟内将所述覆有铝膜的玻璃衬底加热到阳0 600°C，然后退火30分钟；步骤三、将步骤二的样品放入到温度为110°C，体积浓度为85%的磷酸溶液中，清洗5分钟；步骤四、将步骤三的样品放入体积比为1 1的氢氟酸和硝酸的混合液中，蚀刻 10 20秒；及3步骤五、将步骤四的样品放入到去离子水中，超声清洗5 10分钟。在优选的实施例中，步骤四中，所述氢氟酸和硝酸的混合液中，氢氟酸和硝酸的体积浓度均为3 5%。在优选的实施例中，步骤二中，所述玻璃衬底表面的孔洞的直径为0. 5 3微米。在优选的实施例中，所述玻璃衬底表面的绒面的厚度为1 2微米。在优选的实施例中，所述光吸收层的厚度为1 1. 5微米。上述方法在铜铟镓硒薄膜电池的玻璃衬底表面制作绒面，生长得到的薄膜电池表面不平整，从而起到陷光作用。当太阳光入射时，由于绒面结构的存在，其入射光会与电池表面形成一定角度(而不是垂直入射)，从而增加光生载流子在P-N结区产生的几率，最终提高光生电流。附图说明通过附图中所示的本专利技术的优选实施例的更具体说明，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。图1为一实施例的铜铟镓硒薄膜电池的剖面结构示意图；图2为图1中A处的放大示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。请参阅图1，一实施例的铜铟镓硒薄膜电池100，包括依次叠合的玻璃衬底10、金属背电极层20、光吸收层30、缓冲层40、阻挡层50及窗口层60。玻璃衬底10、金属背电极层20、光吸收层30、缓冲层40、阻挡层50及窗口层60的表面均为粗糙度相同的绒面。请参阅图2，玻璃衬底10表面的绒面11具有多个球形的凹坑12，每个凹坑的直径 D优选为3 5微米。玻璃衬底10表面的绒面11的厚度L优选为1 2微米。优选的，光吸收层的厚度为1 1. 5微米。上述铜铟镓硒薄膜电池100的制备方法包括如下步骤步骤S100、在玻璃衬底10的表面制作形成绒面11。步骤S200、在绒面11上依次形成金属背电极层20、光吸收层30、缓冲层40、阻挡层50及窗口层60，以使金属背电极层20、光吸收层30、缓冲层40、阻挡层50及窗口层60 的表面均形成为与玻璃衬底10的粗糙度相同的绒面。步骤SlOO具体包括步骤S101、在玻璃衬底10的表面溅镀一层厚度为200 500纳米的铝膜，形成样品。优选的，玻璃衬底10为表面平整的、厚度为2mm左右的钠钙玻璃。更为优选的，镀膜结束后将样品存放在真空皿中，以防止铝膜与空气接触而被氧化。步骤S102、将样品放到石英管中，用碘钨灯在2 3分钟内将覆有铝膜的玻璃衬底加热到550 600°C，然后退火30分钟。此温度(550 600°C)接近于铝的软化点，由于铝和玻璃之间的不浸润原则，铝会收缩成小球状颗粒，无规则的分布在玻璃的表面。不浸润原则当熔融状态的铝与固态的玻璃接触的时候，铝的附着层将沿着玻璃表面收缩，在玻璃表面的铝金属层变得不连续。退火之后的铝颗粒分布在玻璃表面，在有铝颗粒覆盖处，生成硅和三氧化二铝。无铝覆盖处的玻璃成分依然是二氧化硅。采用石英管加碘钨灯的加热方式能够缩短加热时间，并且能够取得良好的加热效^ ο在加热过程中，铝的颗粒与玻璃表面的硅接触的地方发生如下化学反应Al+Si02 — Al203+Si。步骤S102，铝和二氧化硅发生反应在玻璃表面生成的孔洞的直径，或者说是铝膜退火后收缩成的小颗粒的直径为0. 5 3微米。步骤S103、将步骤S102的样品放入到温度为110°C，体积浓度为85%的磷酸溶液中，清洗5分钟。此步骤主要是用于清洗除去残留的铝膜，反应方程式为2H3P04+2A1 — 3H2+2A1P04。步骤S104、将步骤S103的样品放入体积比为1 1的氢氟酸和硝酸的混合液中， 蚀刻10 20秒。优选的，氢氟酸和硝酸的混合液中，氢氟酸和硝酸的体积浓度均为3 5%。此步骤发生了如下化学反应1) :ΗΝ02+ΗΝ03 — 2N02+H202) :2N02+Si — Si2++2N02"3) :Si2++20!T — Si02+H24) :Si02+6HF — H2SiF6+2H20通过此步骤可以将步骤S102中的反应产物(硅和三氧化二铝)除去，同时由于腐蚀速度不同，因此可以在玻璃表面形成绒面结构。步骤S105、将步骤S104的样品到去离子水中，使用超声波设备，超声清洗5 10 分钟。此步骤的作用主要是将残留在玻璃表面的杂质(未反应的铝颗粒，残留在玻璃表面的酸以及上述反应的反应产物)去掉。经过上述步骤，最终在玻璃衬底10的表面形成具有多个球形凹坑的绒面11，每个凹坑的直径为3 5微米。绒面11的厚度优选为1 2微米。绒面11的物理形貌可以通过步骤S104的刻蚀时间和步骤SlOl溅镀的铝膜的厚度来加以控制。步骤S200可采用常规的方法制备太阳能电池的多个层，例如可按照如下方法操作在玻璃衬底上溅射钼金属背电极层一激光划线Pl —铜铟镓硒(CIGQ光吸收层一水浴法硫化镉缓冲层一本征氧化锌高阻挡层一机械划线P2 —掺铝氧化锌导电窗口层一丝网印刷浆料至P2沟槽一机械划线P3。在其他实施例里，还可以在窗口层的表面蒸镀或者溅射MgF2减反射层，其折射率 1.4，厚度100纳米。通过上述方法，可以将玻璃衬底的绒面结构转移到最上层的透明导电薄膜。这样的结构可以保证在制作表面减反射层的基础上，也可以将反射率从15%降至7%以下。保证入射光与表面呈一定角度，这本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种铜铟镓硒薄膜电池，包括依次叠合的玻璃衬底、金属背电极层、光吸收层、缓冲层、阻挡层及窗口层，其特征在于：所述玻璃衬底、金属背电极层、光吸收层、缓冲层、阻挡层及窗口层的表面均为粗糙度相同的绒面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李玉飞，肖旭东，宋秋明，杨春雷，卢兰兰，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：94
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