[發(fā)明專利]一種柔性銅銦鎵硒薄膜太陽電池制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201611238225.6 | 申請日： | 2016-12-28 |
| 公開（公告）號： | CN106784151B | 公開（公告）日： | 2018-08-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王赫;姚立勇;楊亦桐;張超;楊立;鄧超文 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國電子科技集團公司第十八研究所 |
| 主分類號： | H01L31/18 | 分類號： | H01L31/18;H01L31/032 |
| 代理公司： | 天津市鼎和專利商標(biāo)代理有限公司 12101 | 代理人： | 李鳳 |
| 地址： | 300384 天津市濱海*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 柔性 銅銦鎵硒 薄膜 太陽電池 制備 方法 | ||
1.一種柔性銅銦鎵硒薄膜太陽電池制備方法；其特征在于：至少包括如下步驟：
步驟101、在蘇打玻璃襯底上，采用高溫共蒸發(fā)工藝制備CIGS光吸收層；
步驟102、黏貼臨時支撐層；具體為：將石蠟覆蓋在CIGS光吸收層表面、邊緣及側(cè)面，并加熱到70～120℃，待石蠟融化后粘附臨時支撐層；所述臨時支撐層的材料為PI或PET或PEN中的一種；
步驟103、去除蘇打玻璃襯底；具體為：待石蠟固化后，將上述黏貼有臨時支撐層的蘇打玻璃襯底浸沒于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％的氫氟酸中，并加熱至80℃～100℃，將蘇打玻璃襯底腐蝕掉；
步驟104、鍵合柔性襯底；所述步驟104中的柔性襯底為柔性塑料襯底，步驟104具體為：將步驟103得到的樣品用去離子水清洗，并用氮氣吹干后，采用直流磁控濺射工藝在Mo襯底表面先后沉積厚度為0.5-1μm的Cr薄膜和0.5-1μm的In薄膜；在柔性塑料襯底上沉積0.5-3μm的Sn薄膜，在真空條件下，將In與Sn薄膜緊密貼合，加熱至100℃～150℃后，保持5min～20min，實現(xiàn)In-Sn金屬鍵合，形成鍵合金屬合金層；
步驟105、去除臨時支撐層；具體為：首先采用檸檬烯溶解CIGS光吸收層表面的石蠟，將臨時支撐襯底與石蠟去除，并用去離子水清洗，氮氣吹干；然后采用化學(xué)水浴法制備工藝沉積厚度為50～80nm的CdS緩沖層；采用磁控濺射工藝在緩沖層上，分為沉積厚度為50nm的本征氧化鋅薄膜和300～800nm的ITO薄膜，采用電子束蒸發(fā)工藝在ITO薄膜上制備3μm的鋁電極，完成電池器件的制備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述柔性銅銦鎵硒薄膜太陽電池制備方法，其特征在于：所述蘇打玻璃襯底的厚度范圍是1.5mm～2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述柔性銅銦鎵硒薄膜太陽電池制備方法，其特征在于：所述步驟101具體為：
步驟1011、利用丙酮浸泡蘇打玻璃襯底，然后進行超聲清洗40min；隨后經(jīng)過離子水沖洗后浸泡在乙醇中超聲清洗20min，最后利用去離子水反復(fù)沖洗；
步驟1012、制備電池正極；具體為：在蘇打玻璃襯底上采用直流磁控濺射工藝沉積0.5μm～1μm厚的Mo薄膜作為電池正極；濺射工藝采用本底真空為1×10-3Pa，通過調(diào)節(jié)Ar氣通入流量分別在氣壓1～5Pa和氣壓為0.01～0.5Pa條件下，先后沉積兩層Mo薄膜，兩層薄膜厚度之比約為1:9；
步驟1013、高溫沉積CIGS吸收層；具體為：采用共蒸發(fā)三步法在Mo電極層上制備CIGS光吸收層，沉積溫度范圍為530℃～570℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述柔性銅銦鎵硒薄膜太陽電池制備方法，其特征在于：所述柔性塑料襯底為聚酰亞胺襯底或聚對苯二甲酸乙二醇酯襯底。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述柔性銅銦鎵硒薄膜太陽電池制備方法，其特征在于：所述步驟104中的柔性襯底為柔性金屬襯底，步驟104具體為：將步驟103得到的樣品用去離子水清洗，并用氮氣吹干后，采用直流磁控濺射工藝在Mo襯底表面先后沉積厚度為0.5-1μm的Cu-Ga合金薄膜；將柔性金屬襯底進行拋光，然后在柔性金屬襯底上沉積0.5-3μm的In-Sn合金薄膜，在真空條件下，將In-Sn合金薄膜與Cu-Ga合金薄膜緊密貼合，加熱至100℃～150℃后，保持15min～30min，形成鍵合金屬合金層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述柔性銅銦鎵硒薄膜太陽電池制備方法，其特征在于：所述柔性金屬襯底為不銹鋼、鈦箔、銅箔、鉬箔中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述柔性銅銦鎵硒薄膜太陽電池制備方法，其特征在于：還包括步驟106，采用化學(xué)水浴法在CIGS光吸收層表面沉積厚度為50～80nm的CdS緩沖層；采用磁控濺射工藝在CdS緩沖層上，分別沉積厚度為50nm的本征氧化鋅薄膜和300～800nm的透明導(dǎo)電薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述柔性銅銦鎵硒薄膜太陽電池制備方法，其特征在于：所述ITO薄膜為摻雜10mol％錫的氧化銦。
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H01L 半導(dǎo)體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L31-00 對紅外輻射、光、較短波長的電磁輻射，或微粒輻射敏感的，并且專門適用于把這樣的輻射能轉(zhuǎn)換為電能的，或者專門適用于通過這樣的輻射進行電能控制的半導(dǎo)體器件；專門適用于制造或處理這些半導(dǎo)體器件或其部件的方法或
H01L31-02 .零部件
H01L31-0248 .以其半導(dǎo)體本體為特征的
H01L31-04 .用作轉(zhuǎn)換器件的
H01L31-08 .其中的輻射控制通過該器件的電流的，例如光敏電阻器
H01L31-12 .與如在一個共用襯底內(nèi)或其上形成的，一個或多個電光源，如場致發(fā)光光源在結(jié)構(gòu)上相連的，并與其電光源在電氣上或光學(xué)上相耦合的
