本发明专利技术提供了一种薄膜太阳能电池包括依次层叠的基底/背电极/吸收层/缓冲层/透明导电层/上电极，其中，吸收层包括1-CuInS2薄膜/1-CuInSx1Se(2-x1)薄膜/CuInSe2薄膜/2-CuInSx2Se(2-x2)薄膜/2-CuInS2薄膜复合层，1-CuInSx1Se(2-x1)薄膜中S原子的总数与Se和S原子的总数比为0.1-1；2-CuInSx2Se(2-x2)薄膜中S原子的总数与Se和S原子的总数比为0.1-1。本发明专利技术的吸收层为多种带隙能的光吸收层的复合，吸收层中S浓度呈V型分布能提高太阳能电池的开路电压和光电转化效率，同时减少有毒Se的使用，且S成本低，对环境污染较小，易大规模化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光伏领域。具体而言，本专利技术涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种薄膜太阳能电池。
技术介绍
目前，商品化的太阳能电池主要包括硅基晶片电池、薄膜太阳能电池和砷化镓基聚光太阳能电池，其中，CuInSe2基薄膜太阳能电池因其生产成本低、转化效率高、弱光性能好、抗辐射能力强、无光致衰退以及可沉积在柔性基底上等特点，被国际上称为“下一时代最有前途的新型薄膜太阳能电池”。CuInSe2基(简称CIS)薄膜太阳能电池，主要由基底/背电极/吸收层/缓冲层/透明导电层/上电极/减反射层结构组成，吸收层为将光能转化电能的活性部件，为太阳能电池的重要组成部分，也为现有研究的热点和重点。铜铟硒是直接能隙半导体，其光吸收系数较大，高达105CHT1，常温下铜铟硒能隙Eg=L 04eV,但太阳电池的最佳能隙为I. 45eV。现有大量采用的一般是通过掺杂少量的Ga替代In形成CuInGahSe2材料，通过调整Ga的浓度分布，可以使禁带宽度在I. 02eV^l. 68eV之间变化，来实现更多的太阳光谱的吸收。但Ga属于贵金属，且其具有剧毒对环境保护不利，且Ga的浓度分布也较难调整。也有在CuInSe2中掺入少量的S，将S代替CuInSe2材料中部分的Se，形成CuIn (SxSe1^x)2 (简称CISS)四元化合物。CISS薄膜可以看作由宽带隙的(I. 68eV)CuInS2和窄带隙的(I. (MeV)CuInSe2的混溶晶体，可将禁带宽度调整至I. 04eV和I. 68eV之间，由于其制备CISS薄膜的S元素来源广泛、价格低廉，对降低太阳能电池的成本又很大优势，越来越受到业界青睐。现有研究通过复合不同带隙能的光吸收层也可以提高太阳能电池的光电转化效率，层与层之间可以有Ga或S浓度的单一梯度分布，但此种技术制备的太阳能电池的光电转化效率仍没有达到理想要求，且难以实现低成本和大规模的生产。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有的CuInSe2基薄膜太阳能电池的的光电转化效率仍没有达到理想要求的技术问题，提供一种开路电压和光电转化效率较高且易实现的薄膜太阳能电池。薄膜太阳能电池包括依次层叠的基底/背电极/吸收层/缓冲层/透明导电层/上电极，其中，吸收层包括I-CuInS2薄膜/l-CuInSxlSe(2_xl)薄膜/CuInSe2薄膜/2-CuInSx2Se(2_x2)薄膜/2_CuInS2薄膜复合层，I-CuInSxlSe(2_xl)薄膜中S原子的总数与Se和S原子的总数比为O. 1-1 ； 2-CuInSx2Se(2_x2)薄膜中S原子的总数与Se和S原子的总数比为O. 1-1。其中，I-CuInS2薄膜和2_CuInS2薄膜为两个相互独立的CuInS2薄膜层，I-CuInS2薄膜和2-CuInS2薄膜可以是相同的CuInS2薄膜层也可以是不同的CuInS2薄膜层，例如，1-CuInS2薄膜和2-CuInS2薄膜的薄膜厚度相同或不同。其中，I-CuInSxlSe(2_xl)薄膜和2_CuInSx2Se(2_x2)薄膜为两个相互独立的含有Cu、In、S、Se 元素的 CuInSxSe(2_x)薄膜层，I-CuInSxlSe(2_xl)薄膜和 2_CuInSx2Se(2_x2)薄膜可以是相同的CuInSxSe(2_x)薄膜层也可以是不同的CuInSxSe(2_x)薄膜层，本专利技术的相同的CuInSxSe(2_x)薄膜层主要是指薄膜层的厚度和薄膜层中S原子的总数与Se和S原子的总数比相同。本专利技术的吸收层为多种带隙能的光吸收层的复合，意外发现当吸收层中S浓度呈V型分布时不仅能使吸收层的带隙能接近太阳电池的最佳能隙，且使吸收层的禁带宽度具有一定的梯度分布，提高太阳能电池的开路电压和光电转化效率，同时减少有毒Se的使用，且S成本低，对环境污染较小，易大规模化生产。附图说明 图I是本专利技术的一种太阳能电池的结构示意图。具体实施例方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供薄膜太阳能电池包括依次层叠的基底/背电极/吸收层/缓冲层/透明导电层/上电极，其中，吸收层包括I-CuInS2薄膜/l-CuInSxlSe(2_xl)薄膜/CuInSe2薄膜/2-CuInSx2Se(2_x2)薄膜/2_CuInS2薄膜复合层，I-CuInSxlSe(2_xl)薄膜中S原子的总数与Se和S原子的总数比为O. 1-1，进一步优选为O. 3-0. 6 ； 2-CuInSx2Se(2_x2)薄膜中S原子的总数与Se和S原子的总数比为O. 1-1，进一步优选为O. 3-0. 6。可以提高太阳能电池的开路电压和光电转化效率，且S成本低,对环境污染较小。I-CuInS2 薄膜、l-CuInSxlSe(2_xl)薄膜、CuInSe2 薄膜、2_CuInSx2Se(2_x2)薄膜、2-CuInS2薄膜可以通过喷射热解法、电化学沉积法、化学沉积法、近空间气相输运法、化学气相沉积、分子束外延、反应溅射、真空蒸发法(单源、双源、三源)、金属-有机化学气相沉积等方法制备。优选，I-CuInSxlSe(2_xl)薄膜为I-CuInS2薄膜与CuInSe2薄膜间的中间层，在I-CuInS2 薄膜 /I-CuInSxlSe(2_xl)薄膜界面，xl=2,在 I-CuInSxlSe(2_xl)薄膜 /CuInSe2 薄膜界面，xl=0，在 I-CuInSxlSe(2_xl)薄膜内部，xl 值从 I-CuInS2 薄膜 /I-CuInSxlSe(2_xl)薄膜界面到I-CuInSxlSe(2_xl)薄膜/CuInSe2薄膜界面递减,实现I-CuInSxlSe(2_xl)薄膜中S元素的层中梯度分布，可以采用多种方法，只要能实现此种结构即可，例如溅射后硒化法、共蒸法、涂覆法等，可以先制备CuInS2薄膜后通过Se原子的扩散来实现，也可以先制备CuIn层后再S化和Se化等，随着扩散的时间差在薄膜层中形成原子浓度差别，从而形成S原子的浓度梯度分布。和/或2-CuInSx2Se(2_x2)薄膜为CuInSe2薄膜与2_CuInS2薄膜间的中间层，在CuInSe2 薄膜 /2_CuInSx2Se(2_x2)薄膜界面，x2=0,在 2_CuInSx2Se(2_x2)薄膜 / 2_CuInS2 薄膜界面，x2=2，在 2-CuInSx2Se(2_x2)薄膜内部，x2 值从 CuInSe2 薄膜 /2_CuInSx2Se(2_x2)薄膜界面到2-CuInSx2Se(2_x2)薄膜/ 2_CuInS2薄膜界面递增,实现2_CuInSx2Se(2_x2)薄膜中S元素的层中梯形分布，可以采用多种方法，只要能实现此种结构即可，例如溅射后硫化法、共蒸法、涂覆法等，可以先制备CuInSe2薄膜后通过S原子的扩散来实现，也可以先制备CuIn层后再Se化和S化等，随着扩散的时间差在薄膜层中形成原子浓度差别，从而形成S原子的浓度梯度分布。通过I-CuInSxlSe(2_xl)薄膜中S元素的层中梯度分布和/或2_CuInSx2Se(2_x2)薄膜中S元素的层中梯度分布，不仅本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种薄膜太阳能电池?，包括依次层叠的基底/背电极/吸收层/缓冲层/透明导电层/上电极，其特征在于，所述吸收层包括1?CuInS2薄膜/1?CuInSx1Se(2?x1)?薄膜/CuInSe2薄膜/2?CuInSx2Se(2?x2)?薄膜/2?CuInS2薄膜复合层，所述1?CuInSx1Se(2?x1)薄膜中S原子的总数与Se和S原子的总数比为0.1?1；所述2?CuInSx2Se(2?x2)薄膜中S原子的总数与Se和S原子的总数比为0.1?1。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：仓芹，钟北军，周勇，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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