一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了属于太阳能电池技术领域的一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池及其制备方法，该电池由基底、金属正极、光吸收层、缓冲层、窗口层、透明电极层和栅状金属负极顺次连接构成，光吸收层由至少两层不同能隙的铜铟镓硒薄膜组成。光吸收层的每个铜铟镓硒单层通过调整磁控溅射气体压力、温度范围以及功率密度直接成膜，或通过磁控溅射制备预制层，然后将预制层在氩气或氮气保护下400~500?oC硒化处理成铜铟镓硒薄膜；本发明专利技术的各单层CIGS薄膜具有不同的能隙，可以通过组合的方式调整光吸收层的能带的形状，兼顾载流子的收集和光谱响应曲线，光吸收层的吸收效率提高30%~50%。本发明专利技术电池光电转化效率高，工艺简便，所需设备简单，容易实现量产。?

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能电池
，涉及铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备和薄膜器件的结构设计，特别涉及。
技术介绍
铜铟硒系薄膜太阳能电池因其效率高、成本低、寿命长以及可用于柔性基底等突出特点，是最有市场前景的新型薄膜太阳能电池。铜铟硒(CIS)具有黄铜矿结构，能隙为1.04 eV，若以Ga代替CIS中的部分In，形成CuIrvxGaxSe2结构时，能隙可以在1.θΓ .68eV之间连续可调，这为制备能隙可以调控的铜铟镓硒薄膜太阳能电池提供了重要的理论依据。目前铜铟硒系列的太阳能电池的结构通常为:减反层/金属栅状电极/透明电极层/窗口层/缓冲层/光吸收层/金属正极/基底(例如:钠钙玻璃)，其中对光吸收层的优化是决定电池性能的关键因素。关于光吸收层的优化研究，主要集中在以下几方面:1、增大光吸收层的光学带隙，提高转化效率，如以Ga替代CIS中的部分铟原子；2、在光吸收层内制造带隙渐变结构来提高载流子的收集效率，如光吸收层中Ga的含量从CIS/Mo界面到CIS/CdS界面逐渐下降将引起光吸收层的带隙渐变。虽然光吸收层带隙渐 变结构提高了载流子的收集效率，从而增加了电池的短路电流，但是却抑制了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池，其特征在于：该电池由基底、金属正极、光吸收层、缓冲层、窗口层、透明电极层和栅状金属负极顺次连接构成；所述光吸收层由至少两层不同能隙的铜铟镓硒薄膜相互连接组成，不同铜铟镓硒单层中Ga/(In+Ga)的值不同，且与所述缓冲层相邻的铜铟镓硒单层中Ga/(In+Ga)的值大于其余铜铟镓硒单层中的Ga/(In+Ga)的值；所述的光吸收层中，与所述缓冲层相邻的铜铟镓硒单层中Ga/(In+Ga)的值大于0且小于等于1，其余铜铟镓硒单层中Ga/(In+Ga)?的原子比值范围为大于等于0且小于等于0.8；通过对铜铟镓硒单层中Ga/(In+Ga)的值的控制，使所述光吸收层的能带图中，不...

【技术特征摘要】
1.一种 铜铟镓硒薄膜太阳能电池，其特征在于:该电池由基底、金属正极、光吸收层、缓冲层、窗口层、透明电极层和栅状金属负极顺次连接构成； 所述光吸收层由至少两层不同能隙的铜铟镓硒薄膜相互连接组成，不同铜铟镓硒单层中Ga/(In+Ga)的值不同，且与所述缓冲层相邻的铜铟镓硒单层中Ga/(In+Ga)的值大于其余铜铟镓硒单层中的Ga/ (In+Ga)的值； 所述的光吸收层中，与所述缓冲层相邻的铜铟镓硒单层中Ga/(In+Ga)的值大于O且小于等于1，其余铜铟镓硒单层中Ga/(In+Ga)的原子比值范围为大于等于O且小于等于0.8 ； 通过对铜铟镓硒单层中Ga/(In+Ga)的值的控制，使所述光吸收层的能带图中，不同能隙的铜铟镓硒薄膜的导带底为两边高，中间低的“凹型”结构。2.根据权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池，其特征在于:所述光吸收层含有2飞层铜铟镓硒单层。3.根据权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池，其特征在于:所述的光吸收层中，与所述金属正极相邻的铜铟镓硒单层的厚度为10(T300 nm，与所述缓冲层相邻的铜铟镓硒单层的厚度为100 300 nm，其余铜铟镓硒单层的厚度均为100 500 nm。4.根据权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池，其特征在于:所述的金属正极为Mo电极或Ti电极，其厚度为300 2000 nm。5.根据权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池，其特征在于:所述的缓冲层为CdS，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学进，王胜利，王文忠，王志，段东平，
申请(专利权)人：中国农业大学，中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：