[发明专利]黄铜矿型太阳能电池光吸收层及其电池制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，尤其涉及薄膜型太阳能电池领域，尤指具有黄铜矿型光吸收层的薄膜太阳能电池领域。

背景技术

现代社会，能源日益为人们所看重，随着以石油、煤炭等不可再生资源的逐渐消耗，人们觉得可再生资源才是我们人类将来的主要能源，比如风能、水能、太阳能等。现有利用太阳能的方式，一般是通过半导体材料吸收光能再将其储存在电池中，称为太阳能电池。太阳能电池现有包括硅太阳能电池，薄膜型太阳能电池等等。

晶体硅太阳能电池现在应用较广，薄膜太阳能电池日益被人们所熟悉，常见的，以黄铜矿结构的化合物半导体铜铟硒CuInSe₂(简称CIS)、铜铟镓硒CuIn_0.7Ga_0.3Se₂简称(CIGS)或铜铟镓硫CuIn_0.7Ga_0.3S₂(简称CIGS)或铜铟镓硒硫CuIn_0.7Ga_0.3S_xSe_2-x(简称CIGSS)等材料作为直接带隙材料，以其作为光吸收层的薄膜太阳能电池，被认为是最具发展前景的第三代化合物光伏电池之一，称其为黄铜矿型太阳能电池。

如图1所示，黄铜矿型太阳能电池一般从下至上均包括如下结构：衬底1、金属背电极2、光吸收层3、过渡层4、窗口层5、透明电极层6、电极引线层7等。

如铜铟硒或铜铟镓硒或铜铟镓硫或铜铟镓硒硫太阳能电池，一般是在金属预置层的基础上进行硒化和/或硫化处理得到，硒化或硫化的方法有很多种，比如可以用H₂Se或H₂S或者用固态的Se或S。

然而通过此种在一层金属预置层的基础上进行硒化或硫化的方法制备的光吸收层均匀性还不够好，有待进一步提高。如果均匀性不好，模块内部小电池的开路电压、短路电流密度等不一，串联后电池的整体开路电压不仅不会相应提高可能会引起内部短路导致电池作废。

发明内容

本发明为解决现有技术中制备得到的光吸收层均匀性不够好的技术问题，提供一种均匀性进一步提高的黄铜矿型太阳能电池光吸收层的制备方法。

一种黄铜矿型太阳能电池光吸收层制备方法，包括如下步骤：

S1：制备一金属预置层；

S2：在金属预置层表面形成硒层、或硫层、或硒硫层；

S3：再在上述步骤S2中的硒层、或硫层、或硒硫层上形成一层金属预置层，形成一A/B/A形的中间产物；

S4：将所述中间产物进行硒化和/或硫化处理。

本发明同时提供了一种黄铜矿型太阳能电池的制备方法：包括依次形成衬底、金属背电极、光吸收层、过渡层、窗口层、透明电极层、电极引线层。

采用本发明A/B/A三明治形结构，在两层金属预置层内部夹一层Se或者S或者SeS层可以在硒化和/或硫化过程中内部反应更充分，均匀性进一步提高，结晶更好，晶相单一。

附图说明

图1是黄铜矿型太阳能电池示意图；

图2是本发明具体实施方式中光吸收层制备方法示意图；

图3是本发明具体实施方式中光吸收层制备流程示意图；

图4是本发明实施例1制备铜铟镓硒太阳能电池XRD测试图；

图5是本发明实施例2制备铜铟镓硫太阳能电池XRD测试图；

图6是本发明实施例3制备铜铟镓硒硫太阳能电池XRD测试图；

图7是本发明实施例4制备铜铟硒太阳能电池XRD测试图；

图8是比较例1制备得到铜铟镓硒太阳能电池XRD测试图；

图9是比较例2制备得到铜铟镓硒太阳能电池XRD测试图；

图10是比较例3制备得到铜铟镓硒硫太阳能电池XRD测试图；

图11是比较例4制备得到铜铟镓硫太阳能电池XRD测试图；

图12是比较例5制备得到铜铟硒太阳能电池XRD测试图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

众所周知，如图1，黄铜矿型太阳能电池一般从下至上均包括如下部件：衬底1、金属背电极2、光吸收层3、过渡层4、窗口层5、透明电极层6及电极引线层7等。