[發明專利]薄膜太陽電池吸收層形成方法、薄膜太陽電池及制備方法

有效

• 申請號: 202011078437.9
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112201702B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 張毅;孫亞利;郭洪玲;孟汝濤;劉越
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/18;H01L31/0445
• 代理公司: 北京得信知識產權代理有限公司 11511
• 代理人: 袁偉東;阿蘇娜

1.一種薄膜太陽電池吸收層形成方法，其特征在于，

包括以下步驟：

在底電極上依次形成第一前驅膜、Al₂O₃層和第二前驅膜，構成前驅膜疊層；

對所述前驅膜疊層進行高溫硒化或硫化處理形成吸收層，所述吸收層表面具有與其體內相反的半導體類型的特性，

其中，所述第一前驅膜和所述第二前驅膜為I-II-IV-VI族化合物半導體，且所述第一前驅膜至少包含Cu元素，所述第二前驅膜至少包含Ag元素。

2.根據權利要求1所述的薄膜太陽電池吸收層形成方法，其特征在于，

所述吸收層的表面滿足50％≤Ag/(Cu+Ag)的特征，所述吸收層的體內滿足50％≤Cu/(Cu+Ag)的特征。

3.根據權利要求1所述的薄膜太陽電池吸收層形成方法，其特征在于，

所述第一前驅膜表示為M1₂M2M3X₄，其中M1是銅或銅與銀的組合，M2是鋅、鎂、鎘、鋇、錳或其組合，M3是鍺、錫或其組合，X是硒、硫或其組合。

4.根據權利要求1所述的薄膜太陽電池吸收層形成方法，其特征在于，

所述第二前驅膜表示為M4₂M2M3X₄，其中M4是銀或銀與銅的組合，M2是鋅、鎂、鎘、鋇、錳或其組合，M3是鍺、錫或其組合，X是硒、硫或其組合。

5.根據權利要求1所述的薄膜太陽電池吸收層形成方法，其特征在于，

所述高溫硒化或硫化處理是指在硒、硫或其組合氣氛下進行200℃～600℃的退火。

6.根據權利要求1所述的薄膜太陽電池吸收層形成方法，其特征在于，

采用濺射法、蒸發法、溶液法或者電沉積法形成所述第一前驅膜和所述第二前驅膜。

7.一種薄膜太陽電池，其特征在于，

包括：

襯底；

底電極，其形成在所述襯底上；

具有表面反型性質的吸收層，其形成在所述底電極上，由前驅膜疊層經高溫硒化或硫化處理得到，其表面具有與其體內相反的半導體類型的特性，所述前驅膜疊層包括第一前驅膜、Al₂O₃層和第二前驅膜，其中，所述第一前驅膜和所述第二前驅膜為I-II-IV-VI族化合物半導體，且所述第一前驅膜至少包含Cu元素，所述第二前驅膜至少包含Ag元素；

緩沖層，其形成在所述具有表面反型性質的吸收層上；

窗口層，其形成在所述緩沖層上；以及

頂電極，其形成在所述窗口層上。

8.根據權利要求7所述的薄膜太陽電池，其特征在于，

所述Al₂O₃層的厚度為0.1～10nm。

9.根據權利要求7所述的薄膜太陽電池，其特征在于，

所述第二前驅膜的厚度為10～300nm。

10.一種薄膜太陽電池的制備方法，其特征在于，

包括以下步驟：

底電極形成步驟，在襯底上制備底電極；

具有表面反型性質的吸收層形成步驟，在所述底電極上依次形成第一前驅膜、Al₂O₃層和第二前驅膜，構成前驅膜疊層，對所述前驅膜疊層進行高溫硒化或硫化處理形成吸收層，所述吸收層表面具有與其體內相反的半導體類型的特性，其中，所述第一前驅膜和所述第二前驅膜為I-II-IV-VI族化合物半導體，且所述第一前驅膜至少包含Cu元素，所述第二前驅膜至少包含Ag元素；

緩沖層形成步驟，在所述具有表面反型性質的吸收層上制備緩沖層；

窗口層形成步驟，在所述緩沖層上形成窗口層；

頂電極形成步驟，在所述窗口層上形成頂電極。