[發(fā)明專利]一種Cu2ZnSnS4 薄膜太陽(yáng)能電池及其制備方法和其光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310670546.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103715282A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳海霞;丁繼軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L31/032
• 分類號(hào): H01L31/032;H01L31/065;H01L31/0445;H01L31/18;C23C14/35
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

1.一種Cu₂ZnSnS₄薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，包括依次從上到下設(shè)置的抗反射層、緩沖層、吸收層和基底層；所述的抗反射層上設(shè)置有導(dǎo)電電極；所述的吸收層由七排平行并列設(shè)置的Cu₂ZnSnS₄薄膜組成，七排Cu₂ZnSnS₄薄膜的光學(xué)帶隙值依次減小，且分別為對(duì)應(yīng)紫光、藍(lán)光、青光、綠光、黃光、橙光、紅光波段的Cu₂ZnSnS₄薄膜光學(xué)帶隙。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Cu₂ZnSnS₄薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述七排Cu₂ZnSnS₄薄膜的光學(xué)帶隙值的取值范圍依次分別為2.80-3.10eV、2.70-2.80eV、2.50-2.70eV、2.15-2.50eV、2.10-2.15eV、2.00-2.10eV和1.60-2.00eV。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種Cu₂ZnSnS₄薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述每排Cu₂ZnSnS₄薄膜的寬度分別為整個(gè)吸收層寬度的1/8-1/6。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種Cu₂ZnSnS₄薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述七排Cu₂ZnSnS₄薄膜呈等寬度設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種Cu₂ZnSnS₄薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述的基底層采用n-Si制成，緩沖層采用CdS制成，抗反射層上設(shè)置有采用ZnO薄膜材料制成的透明導(dǎo)電電極。

6.一種基于如權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的Cu₂ZnSnS₄薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，包括用于將太陽(yáng)輻射光譜分裂成紫光、藍(lán)光、青光、綠光、黃光、橙光、紅光的七級(jí)單色光譜的第一光學(xué)系統(tǒng)，用于將單色光譜分別進(jìn)行聚焦的第二光學(xué)系統(tǒng)，用于將聚焦的單色光分別耦合到對(duì)應(yīng)Cu₂ZnSnS₄薄膜的第三光學(xué)系統(tǒng)，以及用于收集吸收層內(nèi)光子誘導(dǎo)電流的電極回路。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種Cu₂ZnSnS₄薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述第一光學(xué)系統(tǒng)為光柵系統(tǒng)或棱鏡系統(tǒng)；第二光學(xué)系統(tǒng)為透鏡系統(tǒng)；第三光學(xué)系統(tǒng)為光纖系統(tǒng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種Cu₂ZnSnS₄薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖系統(tǒng)內(nèi)的光纖兩端分別耦合在對(duì)應(yīng)的單色光焦點(diǎn)處和Cu₂ZnSnS₄薄膜上。