[發明專利]一種拓寬光響應波段的太陽能電池薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 202110792194.3
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113540289B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 張潤青;高一帆;董華鋒;吳福根
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0445
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明提出一種拓寬光響應波段的太陽能電池薄膜的制備方法，解決了如何拓寬太陽能響應波段，提高太陽能電池效率的問題，從制造光吸收層的太陽能電池薄膜出發，考慮基礎的第一材料薄膜層及第二材料薄膜層，確定能夠使太陽能電池的材料薄膜層光吸收譜產生紅移或藍移的應力方向，對第一材料薄膜層及第二材料薄膜層施加應力后進行堆疊，得到初始目標太陽能電池薄膜，以實現紅移現象和藍移現象重疊，提高光吸收譜與太陽光譜的重疊范圍，沿第一應力方向或第二應力方向對初始目標太陽能電池薄膜施加應力，以彎曲所述初始目標太陽能電池薄膜，制成太陽能效率最優化的功能梯度材料，以提高所述太陽能電池的光吸收能力，從而提高太陽能電池的工作效率。

技術領域

本發明涉及太陽能電池的技術領域，更具體地，涉及一種拓寬光響應波段的太陽能電池薄膜的制備方法。

背景技術

近年來，隨著化石能源的消耗，人類環境問題日益加劇，太陽能作為一種清潔能源，在未來的發展中擁有廣闊的空間，作為能將光能轉換成電能的器件，太陽能電池自然成為其中最受關注的焦點。隨著太陽能電池的應用越來越廣泛，人們對太陽能電池的光電轉化效率要求越來越高，如何拓寬太陽能響應波段是目前提高太陽能電池效率最重要的研究之一。

在一般情況下，太陽能電池的光電轉化效率由其表面的光吸收層(可由太陽能電池薄膜制造)的材料決定。在實驗方面，人們對太陽能電池的光吸收層材料進行了大量研究，如2012年1月4日，中國發明專利(公布號：CN102306666A)中公開了一種具有梯度能帶的銅銦鎵硒太陽能電池及其制備方法，該專利中提出使用CIGS四元靶材制備光吸收層，并采用間歇式濺射的方式在光吸收層中形成梯度能帶，采用磁控濺射法制備ZnS過渡層取代傳統的水浴沉積法制備CdS過渡層；實現了一步法制備CIGS光吸收層，通過使用CuGa靶或Ga靶的共濺射實現了光吸收層總能帶的梯度分布，提高吸收層對入射光的吸收效率，從而提高了太陽能電池的光電轉換效率，而且避免了有害元素的使用，規避了當前日益嚴格的環保要求，這種利用不同的材料制備太陽能電池的光吸收層或改變材料中分子結構來提升太陽能電池的效率的方法是有效的，但是對于工藝要求也嚴苛，一般情況下也不能滿足工藝制備要求。

發明內容

為解決如何拓寬太陽能響應波段，提高太陽能電池效率的問題，本發明提出一種拓寬光響應波段的太陽能電池薄膜的制備方法，制備的太陽能電池薄膜可拓寬太陽能電池的光響應波段及提高太陽能電池的光吸收效率，對進一步制造柔性太陽能電池的光吸收層具指導意義。

為了達到上述技術效果，本發明的技術方案如下：

一種拓寬光響應波段的太陽能電池薄膜的制備方法，所述方法制備的太陽能電池薄膜用于拓寬太陽能電池的光響應波段及提高太陽能電池的光吸收效率，包括第一材料薄膜層及第二材料薄膜層，所述制備方法至少包括:

S1.測定第一材料薄膜層的光吸收譜，確定使第一材料薄膜層的光吸收譜出現紅移的第一應力方向，沿第一應力方向對第一材料薄膜層施加第一應力；

S2.測定第二材料薄膜層的光吸收譜，確定使第二材料薄膜層的光吸收譜出現藍移的第二應力方向，沿第二應力方向對第二材料薄膜層施加第二應力；

S3.判斷第一應力方向與第二應力方向是否平行，若是，執行步驟S4；否則，調整第一材料薄膜層的指向或第二材料薄膜層材料的指向，使第一應力方向與第二應力方向平行，執行步驟S4；

S4.沿第一應力方向或第二應力方向，將第一材料薄膜層與第二材料薄膜層進行堆疊，得到初始目標太陽能電池薄膜；

S5.沿第一應力方向或第二應力方向對初始目標太陽能電池薄膜施加應力，使初始目標太陽能電池薄膜彎曲，得到最終的太陽能電池薄膜。