[發明專利]CuPbSbS3

有效

• 申請號: 201811517637.2
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109671848B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 唐江;劉雨昊;楊波;張慕懿
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01L51/46
• 分類號: H01L51/46;H01L51/42;H01L51/48;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

本發明公開了一種CuPbSbS₃新型薄膜太陽能電池及其制備方法，其中CuPbSbS₃新型薄膜太陽能電池具體是以CuPbSbS₃薄膜作為吸光層；制備方法則是采用BDCA溶液法制備CuPbSbS₃前驅溶液，再將所述CuPbSbS₃前驅溶液旋涂于待沉積襯底的表面，然后將該襯底依次經過退火溫度高低不同的低溫退火過程和高溫退火過程，由此得到CuPbSbS₃薄膜。本發明以CuPbSbS₃薄膜為薄膜太陽能電池中的吸光層材料，可推動低成本、高效率新型薄膜太陽能電池的發展；該CuPbSbS₃材料具有本征P型、禁帶寬度適中、介電常數與光吸收系數較大的特點，非常適合用于薄膜太陽能電池吸光層材料。

技術領域

本發明屬于薄膜太陽能電池領域，更具體地，涉及一種CuPbSbS₃新型薄膜太陽能電池及其制備方法。

背景技術

光隨著經濟和工業的快速發展，能源不斷消耗，煤炭、石油等不可再生能源正逐漸短缺，人類將面臨嚴重的能源問題。因此，提高可再生能源的使用比例已經成為我國戰略性的發展方向。依據科學統計，到本世紀中期，煤炭、石油的使用比例將減少到現在一半，而可再生能源將占據主導地位。到21世紀末期，可再生能源將占據人類所使用能源的30％以上。

太陽能是取之不盡用之不竭的可再生能源，具有巨大的發展潛力。目前，由于其高昂的成本，太陽能發電僅占總發電比例的1％左右，其中硅基太陽能電池發電占絕大多數。太陽能發電的大規模使用需依賴新技術、低成本的光伏材料的合成的方法。因此，太陽能電池發展的核心目標便是開發高質量、低成本的光伏材料，實現高效、穩定的光電轉換效率。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明的目的在于提供一種 CuPbSbS₃新型薄膜太陽能電池及其制備方法，以CuPbSbS₃薄膜為薄膜太陽能電池中的吸光層材料，可推動低成本、高效率新型薄膜太陽能電池的發展；該CuPbSbS₃材料具有本征P型、禁帶寬度適中、介電常數與光吸收系數較大的特點，非常適合用于薄膜太陽能電池吸光層材料。并且，本發明還采用BDCA溶液法制備CuPbSbS₃薄膜，并通過對CuPbSbS₃薄膜制備方法的整體工藝流程設計、關鍵的制備工藝參數及條件(如CuPbSbS₃前驅溶液的組成及配比，退火工藝所采用的具體退火溫度等)進行控制，可確保得到高質量CuPbSbS₃薄膜，從而可進一步確保CuPbSbS₃新型薄膜太陽能電池的光電轉換效率。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種CuPbSbS₃新型薄膜太陽能電池，其特征在于，該太陽能電池是以CuPbSbS₃薄膜作為吸光層。

作為本發明的進一步優選，所述CuPbSbS₃新型薄膜太陽能電池自下而上依次包括透明導電玻璃、緩沖層、CuPbSbS₃薄膜、空穴傳輸層和背電極；

其中，所述透明導電玻璃優選為FTO透明導電玻璃或ITO透明導電玻璃；所述緩沖層優選為氧化鈦(TiO₂)、氧化鋅(ZnO)、硫化鎘(CdS)、氧化錫(SnO₂)或鋅鎂氧(ZnMgO)，優選的，所述緩沖層的厚度為50～100 nm。

作為本發明的進一步優選，所述CuPbSbS₃薄膜的厚度為100nm，所述空穴傳輸層的厚度為80nm，所述背電極的厚度為120nm。