[发明专利]一种铜铟镓硒太阳电池器件及其制备方法

权利要求书

1.一种铜铟镓硒太阳电池器件，其特征在于：为基于聚酰亚胺膜-苏打玻璃复合衬底的铜铟镓硒太阳电池，由玻璃、聚酰亚胺、钼背接触层、铜铟镓硒吸收层、硫化镉缓冲层、透明窗口层高阻本征氧化锌薄膜、透明窗口层低阻氧化锌铝薄膜和铝上电极组成并形成叠层结构，其中衬底由苏打玻璃及生长于其表面的聚酰亚胺膜构成，苏打玻璃的厚度为1.5-2mm，聚酰亚胺膜厚度为25-30μm；钼背接触层包括高阻层薄膜和低阻层薄膜，其中高阻层薄膜的厚度为80-120nm，低阻层薄膜的厚度为600-700nm；铜铟镓硒吸收层的化学分子式为CuIn_1-xGa_xSe₂，式中x为0.25-0.35，导电类型为p型，薄膜厚度为1.5-2μm；硫化镉缓冲层的的导电类型为n型，厚度为45-50nm；透明窗口层包括高阻本征氧化锌薄膜和低阻氧化锌铝薄膜，导电类型为n型，本征氧化锌薄膜的厚度为50-100nm，氧化锌铝薄膜的厚度为0.4-0.6μm；铝上电极薄膜的厚度为0.8-1.5μm。

2.一种如权利要求1所述铜铟镓硒太阳电池器件的制备方法，其特征在于：首先将聚酰亚胺胶涂于苏打玻璃表面，固化成聚酰亚胺膜-苏打玻璃复合衬底，其次在其表面依次制备钼背接触层、铜铟镓硒吸收层、硫化镉缓冲层、透明窗口层和上电极，在完整的铜铟镓硒太阳电池制备完成后，将其与苏打玻璃衬底分离，得到以聚酰亚胺膜为衬底的柔性铜铟镓硒太阳电池。

3.根据权利要求2所述铜铟镓硒太阳电池器件的制备方法，其特征在于：所述聚酰亚胺膜-苏打玻璃复合衬底的制备方法，步骤如下：

1）对苏打玻璃进行表面清洗，清洗方法是：

首先将10cm×10cm的苏打玻璃放入重铬酸钾溶液中浸泡2h，重铬酸钾溶液由300克重铬酸钾、3升浓硫酸和300毫升去离子水配置而成，将苏打玻璃取出用去离子水冲洗后置于浓度为99.5w%的丙酮溶液中，放入超声波清洗机中清洗，超声波频率为20-30kHz，时间为20-25min，然后将苏打玻璃从丙酮溶液中取出，用去离子水冲洗后置于浓度为99.7w%的酒精中，放入超声波清洗机中清洗超声波频率为20-30kHz，时间为20-25min，最后将苏打玻璃从酒精中取出，放入盛有去离子水的烧杯中，放入超声波清洗机中清洗3遍，超声波频率为20-30kHz，时间为20-25min；

2）将聚酰亚胺胶涂覆于苏打玻璃表面，采用匀胶工艺进行匀胶，工艺参数为：转速为1300-1500r/min，时间为35-45s；

3）将匀胶后的样品放入烘箱内进行固化，即可得到聚酰亚胺膜-苏打玻璃复合衬底，所述固化工艺的升温保温程序为：烘箱温度升温至125-135℃，升温时间为10-15min，并在125-135℃下维持25-30min；将烘箱温度升温至150-160℃，升温时间为5-10min，并在150-160℃下维持10-15min；将烘箱温度升温至200-210℃，升温时间为5-10min，并在200-210℃下维持15-20min；将烘箱温度升温至250-260℃，升温时间为5-10min，并在250-260℃下维持15-20min；将烘箱温度升温至340-350℃，升温时间为5-10min，并在340-350℃下维持10-15min，然后缓慢降温至18-25℃，即可得到聚酰亚胺膜-苏打玻璃复合衬底。

4.根据权利要求2所述铜铟镓硒太阳电池器件的制备方法，其特征在于：所述钼背接触层薄膜的制备方法，采用直流磁控溅射系统制备，将待制备样品置于直流磁控溅射沉积系统的沉积室中，以纯度为99.99%的钼为靶材，采用射频磁控溅射工艺在衬底表面依次分别沉积高阻钼薄膜和低阻钼薄膜，其中：

1）沉积高阻钼薄膜工艺参数为：本底真空3.0×10^-4Pa，工作气压1-2Pa，衬底温度25-50℃，射频功率500-700W，Ar气流量30-50sccm，基靶行走速度4-6mm/s，沉积时间以基靶的往复次数计为2-4次；

2）沉积低阻薄膜的工艺参数为：本底真空3.0×10^-4Pa，工作气压为0-0.5Pa，衬底温度为室温25-50℃，射频功率为1500-2000W，Ar气流量为15-20sccm，基靶行走速度为4-6mm/s，沉积时间以基靶的往复次数计为4-6次。