[发明专利]一种柔性薄膜太阳电池用光吸收层材料及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性薄膜太阳电池的光吸收层材料，其特征在于：所述光吸收层材料为CuIn_1-xAl_xM₂(M＝Se，S，Te)系列化合物中的Cu(In_xAl_y)Se_z(0.8＜(x+y)＜1.2，1.8＜z＜2.5)半导体薄膜。

2.根据权利要求1所述的柔性薄膜太阳电池的光吸收层材料，其特征在于：所述Cu(In_xAl_y)Se_z(0.8＜(x+y)＜1.2，1.8＜z＜2.5)半导体薄膜中x的范围在0.32＜x＜0.5。

3.一种权利要求1所述的柔性薄膜太阳电池的光吸收层材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)制备合金预制层，利用磁控溅射法，在柔性基底上沉积Cu-In-Al合金预制层，所述的合金预制层的原子配比Cu∶(In+Al)＝1∶1；

2)硒化处理，将所述Cu-In-Al合金预制层置于硒化处理真空室内，加热至350～450℃，加热硒源至150～300℃，通入惰性气体作为保护气和运输硒蒸气的载气，硒原子与预制层中的金属原子发生化合反应，0.1～3小时后，得到Cu(In_xAl_y)Se_z(0.8＜(x+y)＜1.2，1.8＜z＜2.5)光吸收层薄膜。

4.根据权利要求3所述的光吸收层材料的制备方法，其特征在于：

所述步骤1)中采用Cu靶、In靶和Al靶同时或先后溅射，在柔性基底上沉积Cu-In-Al合金预制层，或采用CuIn合金靶和CuAl合金靶同时或先后溅射，在基底上沉积Cu-In-Al合金预制层；或采用CuInAl合金靶溅射，在基底上沉积Cu-In-Al合金预制层；所述步骤2)中所述惰性气体包括Ar或N₂。

5.根据权利要求4所述的光吸收层材料的制备方法，其特征在于：所述的CuIn合金靶和CuAl合金靶中的Cu与In或Al的原子配比1∶(0～1)；所述的CuInAl合金靶中的原子配比Cu∶(In+Al)＝1∶1。

6.根据权利要求3所述的光吸收层材料的制备方法，其特征在于：所述Cu(In_xAl_y)Se_z(0.8＜(x+y)＜1.2，1.8＜z＜2.5)光吸收层薄膜中x的范围在0.32＜x＜0.5。

7.根据权利要求3-6任一权利要求所述的光吸收层材料的制备方法，其特征在于：

所述的磁控溅射法的溅射工艺参数包括：所述柔性基底至所述靶材的间距为2.5～15cm，溅射气体为Ar，溅射气压0.2～8Pa，各靶的溅射功率为70～175W，溅射时基底温度为室温～450℃；所述的Cu-In-Al合金预制层厚度为0.5～5μm。

8.根据权利要求7所述的光吸收层材料的制备方法，其特征在于：

所述柔性基底包括聚亚酰胺/Mo箔、不锈钢箔、Mo箔、Al箔、Au箔、Cu箔中的任意一种。

9.根据权利要求3所述的光吸收层材料的制备方法，其特征在于：所述的合金预制层和硒源的加热方式为电阻接触式热源加热、光辐照加热、电阻接触式热源和光辐照协同加热的任意一种。

10.根据权利要求3所述的柔性薄膜太阳电池的光吸收层材料的制备方法，其特征在于：所述合金预制层硒化的硒源采用固态源形式，处理环境为惰性气体下的密闭真空腔体。