[發(fā)明專利]一種薄膜太陽電池及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010176003.2
• 申請日: 2010-05-19
• 公開（公告）號: CN101840942A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉萍
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳丹邦投資集團有限公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/0264;H01L31/18
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

1.一種薄膜太陽電池，從下到上依次由玻璃基底、背電極、光吸收層、緩沖層、窗口層和頂電極構(gòu)成，其特征在于：電池的背電極為鉬薄膜，其厚度為0.3～3μm；所述的緩沖層為硫化鋅(ZnS)薄膜，其厚度為20～100nm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽電池，其特征在于：所述的光吸收層為銅鋅錫硫(Cu2ZnSnS4，CZTS)薄膜，其厚度為0.5～5μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜太陽電池，其特征在于：所述的窗口層為氧化鋅鋁(ZAO)薄膜，其厚度為0.2～5μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的薄膜太陽電池，其特征在于：所述的頂電極為鎳鋁合金薄膜，其厚度為0.2～5μm，其中鋁含量為1～100％。

5.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽電池的方法，其特征包括以下步驟：

(1)背電極制造：在基底表面上用鉬靶直流磁控濺射，沉積鉬薄膜；

(2)光吸收層制造：采用濺射硫化法在背電極上沉積一層銅鋅錫硫薄膜；

(3)緩沖層制造：采用射頻反應(yīng)濺射法在光吸收層上沉積一層硫化鋅薄膜；

(4)窗口層制造：采用直流磁控濺射氧化鋁(1～5％)摻雜的氧化鋅靶，沉積制備一層氧化鋅鋁薄膜。

(5)頂電極的制造：在氧化鋅鋁薄膜上通過掩膜用蒸發(fā)的方法沉積一層鎳鋁合金薄膜。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜太陽電池制造方法，其特征在于：步驟(1)背電極的制造采用直流磁控濺射法，其濺射的工作氣體為高純氬氣，工作氣壓為0.05～10Pa，濺射功率為40～250W，熱處理溫度為300～600℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的薄膜太陽電池制造方法，其特征在于：步驟(2)吸收層的制造采用濺射硫化法，即首先采用分步濺射或共濺射的方法形成銅-鋅-錫合金預(yù)制層，通過在元素硫或硫化氫氣氛下進行硫化處理過程，硫化溫度為300～700℃，擴散形成銅鋅錫硫薄膜。

8.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的薄膜太陽電池制造方法，其特征在于：步驟(3)緩沖層的制造采用射頻反應(yīng)磁控濺射法，其濺射的工作氣體為高純硫化氫與高純氬氣的混合氣體，其中硫化氫的含量為1～100％，工作氣壓為0.05～10Pa，靶材為高純鋅靶或硫化鋅靶，濺射功率為40～250W，基底溫度為200～400℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7或8所述的薄膜太陽電池制造方法，其特征在于：步驟(4)窗口層的制造采用直流磁控濺射法，其濺射的工作氣體為高純氬氣，工作氣壓為0.05～10Pa，濺射功率為40～250W，基底溫度為150～400℃。