本发明专利技术是新型低成本铜铟镓硒太阳电池吸收层的制备新工艺。使用不同组成的CIGS靶材进行连续溅射制备出CIGS太阳电池吸收层，通过溅射(In,Ga)Se或(In,Ga)2Se3靶材和多元共蒸发In、Se金属，调整CIGS太阳电池吸收层的组成，得到p+-CuGaSe2和p-Cu(In,Ga)Se2薄膜。该工艺能明显地降低CIGS太阳电池制造成本，还能提高CIGS太阳电池光电转换效率和CIGS太阳电池的良品率。本工艺具有低成本、高稳定性，能够制造出较高光电转换效率CIGS太阳电池，具有比较好的开发价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是涉及铜铟镓硒(Cu (InJa) 简称CIGS)太阳电池制备工艺，通过使用不同组成的CIGS靶材进行连续溅射制备出CIGS太阳电池吸收层。涉及晶体生长技术、器件物理和新型太阳能电池，属于新材料技术以及新能源
技术介绍
众所周知，利用太阳能有许多优点，光伏发电将为人类提供主要的能源，但目前来讲，要使太阳能发电具有较大的市场，被广大的消费者接受，提高太阳电池的光电转换效率，降低生产成本应该是我们追求的最大目标。随着对器件物理、光学特性、共蒸发技术认识的加深，铜铟镓硒太阳电池的制作工艺不断向前发展，电池的结构更趋合理，电池的效率不断提高，导致实验室水平和工业化大生产的距离不断缩小。铜铟镓硒太阳电池在薄膜太阳电池中最具代表性，具备光电转换效率高、成本低、性能稳定、抗辐射能力强等特点，铜铟镓硒太阳电池被学术界和产业界普遍认为是最有发展前景的太阳电池之一。本方法结合不同组成的铜铟镓硒靶材特点，连续溅射制备成本低、工艺简单、高性能的新型CIGS太阳电池吸收层，提高太阳电池光电转换效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有低成本和高性能的CIGS太阳电池吸收层的制备新工艺，使用了不同组成的铜铟镓硒靶材，降低CIGS太阳电池的生产成本，提高CIGS太阳电池的光电转换效率。本专利技术的技术方案是这样的在刚性镀Mo玻璃或者柔性基体上，使用连续磁控溅射方法，先后得到富( 相Cu (In, Ga) Se2薄膜和富h相Cu (In, Ga) Se2薄膜，通过磁控溅射an，Ga)k或an，Ga^Sh靶材，粗调CIGS太阳电池吸收层的组成，最后使用使用多元共蒸发技术，同时蒸发In、Se金属，微调Cu (In，Ga) Se2吸收层的组成，得到P+-Cufe^e2和 P-Cu (In, Ga) Se2薄膜。通过上述方法，降低CIGS太阳电池制造成本，提高CIGS太阳电池光电转换效率和CIGS太阳电池的良品率。所制备的CIGS太阳电池吸收层的新工艺，通过如下步骤实现一、在镀Mo玻璃或者柔性基体上，使用磁控溅射技术溅射富( 的CIGS靶材，制备出富 Ga 相 Cu (In, Ga) Se2 薄膜。二、在富( 相Cu (In, Ga) Se2薄膜上，继续使用磁控溅射技术溅射富h的CIGS靶材，制备出富化相01(111，^OSii2薄膜。三、在富In 相 Cu (InJa)Si52 薄膜上，通过使用溅射(In, Ga) Se ^ (In, Ga)2Se3 IE 材制备出an.GahSh或an，薄膜，粗调CIGS太阳电池吸收层的组成。四、使用多元共蒸发技术，同时蒸发In、Se金属，微调Cu (In，Ga) Se2吸收层的组成，得到 P+-CuGaSe2 和 p_Cu (In, Ga) Se2 薄膜。附图说明图1为铜铟镓硒太阳电池吸收层的结构及制备工艺。 具体实施例方式铜铟镓硒靶材连续溅射制备CIGS太阳电池吸收层的新工艺使用了连续磁控溅射技术及多元共蒸发技术，具体工艺如下第一步待溅射室抽真空至IXlO-3I^a时，开始加热镀Mo的玻璃或不锈钢基体，通入氩气调节溅射室真空度，使工作气压为1. 0-4. OPa,两极电压为Vd=200-300V,使用Cu(Ina4，Ga0.6) Se2靶材，溅射时间为10-30min,衬底温度为 150-250°C,得到富( 相 Cu (In, Ga) Se2 薄膜；第二步使用 Cu (In0.7，Ga0.3) Se2 靶材，在富( 相 Cu (In，( ) 薄膜上继续溅射，溅射时间为10-20min，衬底温度为150_250°C，得到富h相 Cu (InJa)Sh 薄膜；第三步使用( , Ga) k 或(In，( ) 2Sii3 靶材，在富 h 相 Cu (In，( ) 薄膜继续溅射(In，Ga) Se薄膜，溅射时间为5-lOmin，衬底温度为150_250°C，粗调Cu (In, Ga) Se2薄膜的组成；第四步使用多元共蒸发技术，待真空至IX KT5Pa时，同时蒸发In、Se金属，蒸发时间为l-5min，衬底温度为550-600 ，微调Cu(In，( ) 吸收层的组成，得到 P+-CuGaSe2 禾口 p_Cu (In, Ga) Se2 薄膜。权利要求1.铜铟镓硒靶材连续溅射制备CIGS太阳电池吸收层的新工艺，其特征在于使用不同组成的CIGS靶材来控制并调整CIGS太阳电池吸收层的组成，提高CIGS太阳电池光电转换效率。2.如专利权利要求书1所述的铜铟镓硒靶材连续溅射制备CIGS太阳电池吸收层的新工艺，其工艺特征在于1)使用不同组成的CIGS靶材进行连续溅射制备的CIGS吸收层；2) 使用共蒸发技术，调整CIGS太阳电池吸收层的组成，得到P+-Cufe^e2和P-Cu (In, Ga) Se2薄膜。3.如专利权利要求书1，2所述的铜铟镓硒靶材连续溅射制备CIGS太阳电池吸收层的新工艺，该吸收层可以通过改变CIGS靶材的组成进行连续溅射，进行控制CIGS吸收层的组成和性能，得到一系列具有不同性能的CIGS太阳电池吸收层。4.如专利权利要求书1，2所述的铜铟镓硒靶材连续溅射制备CIGS太阳电池吸收层的新工艺，该吸收层的组成和制备特征在于1)首先在镀Mo的玻璃或不锈钢基体上，使用磁控溅射方法溅射富( 的CIGS靶材，得到富( 相Cu (In, Ga) Se2薄膜；然后使用磁控溅射方法溅射富In的CIGS靶材，得到富In相的Cu (In, Ga) Se2薄膜；2)在富In相的Cu (In, Ga) Se2薄膜上，继续使用磁控溅射方法溅射(In，Ga) Se或(In，Ga) 2Se3靶材，粗调Cu (In, Ga) Se2 吸收层的组成；3)最后使用共蒸发技术，同时蒸发In、Se金属，微调Cu (In，Ga) Se2吸收层的组成，得到 P+-Cufe^e2 和 p-Cu (In, Ga) Se2 薄膜。5.如专利权利要求书3，4所述的铜铟镓硒靶材连续溅射制备CIGS太阳电池吸收层的新工艺的制备技术的具体工艺特征在于在柔性基体(钛薄片、不锈钢薄片、聚酰亚胺等)或者刚性导电玻璃基体上，使用了连续磁控溅射和多元共蒸发技术制备CIGS太阳电池吸收层；具体工艺如下第一步待溅射室抽真空至IXKT3Pa时，开始加热镀Mo的玻璃或不锈钢基体，通入氩气调节溅射室真空度，使工作气压为1. 0-4. OPa，两极电压为Vd=200-300V， 使用Cu(In0.4, Ga0.6) Se2靶材，溅射时间为10-30min，衬底温度为150_250。C，得到富( 相 Cu (In, Ga) Se2 薄膜；第二步使用 Cu (In0.7，Ga0.3) Se2 靶材，在富( 相 Cu (In, Ga) Se2 薄膜上继续溅射，溅射时间为10-20min，衬底温度为150_250°C，得到富化相Cu (In，Ga) Se2薄膜；第三步使用(In, Ga) Se或(In, Ga)2Se3靶材，在富In相Cu (In, Ga) Se2薄膜继续溅射(In, Ga) Se薄膜，溅射时间为5-lOmin，衬底温度为150_250°C，粗调Cu (In, Ga) Se2薄膜的组成；第四步使用多元共蒸发技术，待真空至IX 时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．铜铟镓硒靶材连续溅射制备ＣＩＧＳ太阳电池吸收层的新工艺，其特征在于：使用不同组成的ＣＩＧＳ靶材来控制并调整ＣＩＧＳ太阳电池吸收层的组成，提高ＣＩＧＳ太阳电池光电转换效率。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王应民，李清华，徐章程，李禾，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：36
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