[發明專利]一種倒置結構的銅銦鎵硒太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201710845183.0
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107731942A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 許開華;李軼
• 申請（專利權）人: 荊門市格林美新材料有限公司;格林美股份有限公司
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/18
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司11241
• 代理人: 曾曉芒

1.一種倒置結構的銅銦鎵硒太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟：

在基材表面沉積Al電極；

在所述Al電極表面沉積ZnO窗口層；

在所述ZnO窗口層表面沉積Cu-In-Ga或Cu-In-Ga-Se合金薄層，得到多層薄膜結構；

將所述多層薄膜結構置于含硒氣氛中退火處理，將Cu-In-Ga或Cu-In-Ga-Se合金薄層硒化形成銅銦鎵硒吸收層，同時將ZnO窗口層部分硒化形成ZnSe緩沖層；

在所述銅銦鎵硒吸收層表面沉積背電極。

2.如權利要求1所述倒置結構的銅銦鎵硒太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述多層薄膜結構在含硒氣氛中退火處理的工藝參數為：退火溫度為200～800℃、升溫速度為0.1～200℃/s、保溫時間為1～240分鐘，退火爐內氣壓為0.00001～10atm。

3.如權利要求2所述倒置結構的銅銦鎵硒太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述Al電極的厚度為100～5000納米，所述ZnO窗口層的厚度為10～5000納米，所述Cu-In-Ga或Cu-In-Ga-Se合金薄層厚度為100～5000納米，所述背電極厚度為100～5000納米。

4.如權利要求3所述倒置結構的銅銦鎵硒太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述Cu-In-Ga或Cu-In-Ga-Se合金薄層中銅原子與銦原子的摩爾比為(5～0.1)：1，銅原子與鎵原子的摩爾比為(5～0.1)：1。

5.如權利要求4所述倒置結構的銅銦鎵硒太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述背電極采用真空蒸發法制備得到，所述背電極的材質為鉬、鋁、鎳、銅、金、鉑中的一種或幾種。

6.如權利要求1-5任一項所述倒置結構的銅銦鎵硒太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述含硒氣氛的硒源由硒蒸汽和/或硒化氫提供；所述硒源通過載氣運輸，所述載氣為氦氣、氬氣、氮氣中的至少一種，載氣氣體流量為10～100000sccm。

7.如權利要求6所述倒置結構的銅銦鎵硒太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述沉積Al電極采用直流磁控濺射法、真空反應蒸發法、脈沖激光沉積法、金屬有機化學氣相沉積法中的一種；所述沉積ZnO窗口層采用射頻濺射法；所述沉積Cu-In-Ga或Cu-In-Ga-Se合金薄層采用直流磁控濺射法、真空蒸發法、化學氣相沉積法、化學鍍、涂覆法中的一種。

8.一種倒置結構的銅銦鎵硒太陽能電池，其特征在于，所述太陽能電池采用如權利要求1-7任一項所述方法制得，所述太陽能電池從下至上依次為Al電極、ZnO窗口層、銅銦鎵硒吸收層和背電極，其中ZnO窗口層的上表面一定厚度進行硒化形成ZnSe緩沖層。