[發(fā)明專利]一種具有擇優(yōu)取向的Cu2ZnSn(S1?xSex)4薄膜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310660123.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104701394B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王吉寧;王飛;劉曉鵬;蔣利軍;王樹(shù)茂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號(hào): H01L31/032
• 分類號(hào): H01L31/032;H01L31/0392
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11100
• 代理人: 劉秀青,熊國(guó)裕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有擇優(yōu)取向的Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄薄膜，屬于薄膜太陽(yáng)能電池領(lǐng)域。

背景技術(shù)

以薄膜作為太陽(yáng)能電池的吸收層材料是降低電池成本的重要途徑，作為已經(jīng)商業(yè)化制備的薄膜太陽(yáng)能電池，CdTe和Cu(In，Ga)(S，Se)₂得到了迅速發(fā)展。2011年，兩種太陽(yáng)能電池的產(chǎn)能超過(guò)1GW，但是這兩種電池中都含有稀有貴金屬元素，Cd以及In和Ga，這無(wú)形中又增加了薄膜太陽(yáng)能電池的制備成本，不利于可持續(xù)發(fā)展。因此，選擇元素豐度高、無(wú)污染(少污染)的材料作為薄膜太陽(yáng)能電池的吸收層材料就顯得至關(guān)重要。

近年來(lái)，Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄薄膜太陽(yáng)能電池成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)，Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄用地殼中含量豐富的Zn和Sn取代Cu(In，Ga)(S，Se)₂中的稀有貴金屬In和Ga，極大降低了太陽(yáng)能電池的制備成本，因此Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄是一種可持續(xù)發(fā)展的薄膜太陽(yáng)能電池吸收層材料。目前，Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄薄膜太陽(yáng)能電池的效率得到顯著提高，如2009年，Hironori?katagiri[Hironori?Katagiri，et?al.，Thin?Solid?Films，517(2009)，2455-2460]等采用三靶共濺射并后續(xù)硫化技術(shù)，制備了效率達(dá)6.7％的Cu₂ZnSnS₄薄膜太陽(yáng)能電池；2010年，Guo?Q.J.[QijieGuo，et?al.，J.Am.Chem.Soc.，132(2010)，17384-17386]等采用熱注入法制備了Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄納米晶，而后通過(guò)刮刀涂布法制備了效率達(dá)7.2％的Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄薄膜太陽(yáng)能電池；2010年，Teodor?K.[Teodor?K.，et?al.，Adv.Mater.，22(2010)，E156-E159]等采用液體懸浮涂覆法制備出效率達(dá)9.6％的Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄薄膜太陽(yáng)能電池；2012年，Takuya?Kato[Takuya?Kato，et?al.，27^thEuropean?Photovoltaic?Solar?Energy?Conference?and?Exhibition(2012)，2236-2239]等采用真空蒸發(fā)技術(shù)，制備出面積5×5cm²的效率達(dá)9.2％的Cu₂ZnSnS₄薄膜太陽(yáng)能電池；2012年，D.Aaron.R.[D.Aaron?R.et?al.，Prog.Photovolt：Res.Appl.，20(2012)，6-11]等通過(guò)旋涂Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄漿料的方法制備出效率達(dá)10.1％的Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄薄膜太陽(yáng)能電池；2013年，Teodor?K.[Teodor?K.et?al.，Adv.Energy?Mater.，3(2013)，34-38]等采用液體懸浮涂覆法制備出效率超過(guò)11％的Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄薄膜太陽(yáng)能電池。這些成果的取得，昭示出Cu₂ZnSnS₄薄膜太陽(yáng)能電池的應(yīng)用可行性。