[发明专利]具有绒面的铜铟镓硒薄膜电池及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种具有绒面的铜铟镓硒薄膜电池及其制备方法。

【背景技术】

在诸如铜铟镓硒薄膜太阳能电池等光电设备中，在设备的活性区域内常常使用光陷阱来捕获光。设备中捕获的光越多，光产生的光电流越大，从而设备的能量转换效率就越高。因此，当试图提高光电设备的转换效率时，光陷阱是一个重要的问题。

传统的做法是采用磨砂玻璃的表面作为陷光面，然而，传统的磨砂玻璃表面的不平整度远大于薄膜太阳能电池的膜厚，这样不利于产生合适的陷光面结构，其透光率也不理想。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种陷光效果较好的铜铟镓硒薄膜电池及其制备方法。

一种铜铟镓硒薄膜电池，包括依次叠合的玻璃衬底、金属背电极层、光吸收层、缓冲层、阻挡层及窗口层，所述玻璃衬底、金属背电极层、光吸收层、缓冲层、阻挡层及窗口层的表面均为粗糙度相同的绒面。

在优选的实施例中，所述玻璃衬底表面的绒面具有多个球形的凹坑，每个凹坑的直径为3～5微米。

在优选的实施例中，所述玻璃衬底表面的绒面的厚度为1～2微米。

在优选的实施例中，所述光吸收层的厚度为1～1.5微米。

一种铜铟镓硒薄膜电池的制备方法，包括如下步骤：

在玻璃衬底的表面制作形成绒面；及

在所述绒面上依次形成金属背电极层、光吸收层、缓冲层、阻挡层及窗口层，以使所述金属背电极层、光吸收层、缓冲层、阻挡层及窗口层的表面均形成为与所述玻璃衬底的粗糙度相同的绒面。

在优选的实施例中，所述玻璃衬底表面的绒面具有多个球形的凹坑，每个凹坑的直径为3～5微米。

在优选的实施例中，所述在玻璃衬底的表面制作形成绒面的步骤包括：

步骤一、在所述玻璃衬底的表面溅镀一层厚度为200～500纳米的铝膜，形成样品；

步骤二、将步骤一的样品放到石英管中，用碘钨灯在2～3分钟内将所述覆有铝膜的玻璃衬底加热到550～600℃，然后退火30分钟；

步骤三、将步骤二的样品放入到温度为110℃，体积浓度为85％的磷酸溶液中，清洗5分钟；

步骤四、将步骤三的样品放入体积比为1∶1的氢氟酸和硝酸的混合液中，蚀刻10～20秒；及

步骤五、将步骤四的样品放入到去离子水中，超声清洗5～10分钟。

在优选的实施例中，步骤四中，所述氢氟酸和硝酸的混合液中，氢氟酸和硝酸的体积浓度均为3～5％。

在优选的实施例中，步骤二中，所述玻璃衬底表面的孔洞的直径为0.5～3微米。

在优选的实施例中，所述玻璃衬底表面的绒面的厚度为1～2微米。

在优选的实施例中，所述光吸收层的厚度为1～1.5微米。

上述方法在铜铟镓硒薄膜电池的玻璃衬底表面制作绒面，生长得到的薄膜电池表面不平整，从而起到陷光作用。当太阳光入射时，由于绒面结构的存在，其入射光会与电池表面形成一定角度(而不是垂直入射)，从而增加光生载流子在P-N结区产生的几率，最终提高光生电流。

【附图说明】

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。

图1为一实施例的铜铟镓硒薄膜电池的剖面结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图。

【具体实施方式】

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。

请参阅图1，一实施例的铜铟镓硒薄膜电池100，包括依次叠合的玻璃衬底10、金属背电极层20、光吸收层30、缓冲层40、阻挡层50及窗口层60。玻璃衬底10、金属背电极层20、光吸收层30、缓冲层40、阻挡层50及窗口层60的表面均为粗糙度相同的绒面。

请参阅图2，玻璃衬底10表面的绒面11具有多个球形的凹坑12，每个凹坑的直径D优选为3～5微米。玻璃衬底10表面的绒面11的厚度L优选为1～2微米。

优选的，光吸收层的厚度为1～1.5微米。

上述铜铟镓硒薄膜电池100的制备方法包括如下步骤：

步骤S100、在玻璃衬底10的表面制作形成绒面11。