[發明專利]一種應用于玻璃襯底CIGS薄膜太陽電池的低成本制備方法

在審

• 申請號: 202011114209.2
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112259639A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 陳英娟;劉沅東;湯清瓊;卓勝;張寧
• 申請（專利權）人: 北京圣陽科技發展有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0445;H01L31/032
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種應用于玻璃襯底CIGS薄膜太陽電池的低成本制備方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟：

步驟1，對玻璃襯底進行清洗，去除表面的油漬和污漬；

步驟2，采用磁控濺射法沉積背電極Mo層；

步驟3，采用磁控濺射方法沉積銅銦鎵硒(CIGS)薄膜；

步驟4，將CIGS薄膜置于無硒的惰性氣氛中加熱進行退火處理；

步驟5，采用化學水浴法沉積CdS緩沖層薄膜；

步驟6，采用磁控濺射法沉積本征氧化鋅(i-ZnO)窗口層薄膜；

步驟7，采用磁控濺射法沉積前電極摻鋁氧化鋅(AZO)透明導電層，形成CIGS薄膜太陽電池器件。

2.根據權利要求1所述的一種應用于玻璃襯底CIGS薄膜太陽電池的低成本制備方法，其特征在于，磁控濺射沉積CIGS薄膜時所用靶材為CIGS四元化合物靶材。

3.根據權利要求2所述的CIGS四元化合物靶材，其特征在于，所述靶材純度≥99.99％，靶材成分中的Se與(Cu+In+Ga)的原子百分比比例在1.0～1.1之間，為富Se成分。

4.根據權利要求1所述的一種應用于玻璃襯底CIGS薄膜太陽電池的低成本制備方法，其特征在于，磁控濺射沉積CIGS薄膜的厚度為500～2000nm。

5.根據權利要求1所述的一種應用于玻璃襯底CIGS薄膜太陽電池的低成本制備方法，其特征在于，磁控濺射沉積CIGS薄膜時玻璃襯底不加熱，從而有利于獲得厚度、成分、結構和性能均勻一致的CIGS薄膜。

6.根據權利要求1所述的一種應用于玻璃襯底CIGS薄膜太陽電池的低成本制備方法，其特征在于，磁控濺射沉積CIGS薄膜的本底真空≤2×10-3Pa，工藝氣體為Ar氣，濺射氣壓在0.1～3.0Pa之間。

7.根據權利要求1所述的一種應用于玻璃襯底CIGS薄膜太陽電池的低成本制備方法，其特征在于，磁控濺射沉積CIGS薄膜后，將其置于無硒的惰性氣氛中加熱進行退火處理，退火溫度為530～610℃，保溫時間為15～120min。

8.根據權利要求1所述的一種應用于玻璃襯底CIGS薄膜太陽電池的低成本制備方法，其特征在于，在退火處理過程中亦可先后在低溫段和高溫段分別進行保溫；所述低溫段的保溫溫度為300～450℃，保溫時間為15～60min；所述高溫段的保溫溫度為530～610℃，保溫時間為15～120min。

9.根據權利要求1所述的一種應用于玻璃襯底CIGS薄膜太陽電池的低成本制備方法，其特征在于，在CIGS薄膜退火處理的升溫、保溫和冷卻過程中全程采用高純Ar氣保護，一直處于不含硒的保護性氣氛之中，從而使工藝更加簡單、安全、易于控制。

10.根據權利要求1所述的一種應用于玻璃襯底CIGS薄膜太陽電池的低成本退火方法，其特征在于，在CIGS薄膜退火處理的升溫開始前，先將退火腔室的氣壓抽真空至10Pa以下，然后充入高純Ar氣，使保溫階段退火腔室內的工作氣壓保持在5000～90000Pa之間。