[发明专利]太阳能电池器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏器件领域，特别是涉及太阳能电池器件及其制备方法。

背景技术

在铜基薄膜太阳电池器件结构中，吸收层（p型半导体）和窗口层（n型半导体）之间有一缓冲层（n型半导体），缓冲层用来降低吸收层和窗口层的晶格失配情况，形成理想的pn结。目前，普遍使用的缓冲层是硫化镉(CdS)薄膜，CdS薄膜除了可以降低吸收层和窗口层晶格失配以外，还可以钝化吸收层表面缺陷。

并且，CdS薄膜的带隙为2.4eV，吸光的短波极限为518nm，透光率范围较窄，降低了短波范围内太阳光的利用率，进而减少了光生电荷量，限制了短路电流的提高，从而影响了光电转换效率的进一步改善。

发明内容

基于此，有必要改善缓冲层的性能，提供一种光电转换效率较高的太阳能电池器件。

进一步，提供一种具有更适当缓冲层的太阳能电池器件的制备方法。

一种太阳能电池器件，包括依次层叠的衬底、背电极层、吸收层、窗口层、透明电极层和金属栅极层，还包括设置于所述吸收层和窗口层之间的复合缓冲层，所述复合缓冲层包括依次层叠于所述吸收层上的CdS层和Zn1_-xMg_xO层，其中，0<x≤0.33。

在其中一个实施例中，所述Cds层的厚度小于20纳米，所述Zn_1-xMg_xO层的厚度不大于60纳米。

在其中一个实施例中，0.1≤x≤0.3。

一种太阳能电池器件的制备方法，包括如下步骤：

提供衬底，在所述衬底上形成依次层叠的背电极层和吸收层；

将所述吸收层远离所述背电极层的表面与硫酸镉溶液、氨水和硫脲溶液的混合液接触，硫酸镉溶液、氨水和硫脲溶液的混合液水浴反应5～15分钟后，形成层叠于所述吸收层上的CdS层；

采用磁控溅射在所述CdS层上形成Zn_1-xMg_xO层，得到层叠于所述吸收层上的复合缓冲层，其中，0<x<0.33；及

在所述复合缓冲层上形成依次层叠的窗口层、透明电极层和金属栅极层，得到太阳能电池器件。

在其中一个实施例中，所述硫酸镉溶液、氨水和硫脲溶液的混合液水浴反应5～15分钟的步骤中，水浴环境的温度为50～80℃。

在其中一个实施例中，所述采用磁控溅射在所述CdS层上形成Zn_1-xMg_xO层，得到层叠于所述吸收层上的复合缓冲层的步骤是将氧化镁和氧化锌共同溅射至所述CdS层上，反应后在所述CdS层上形成Zn_1-xMg_xO层。

在其中一个实施例中，所述采用磁控溅射在所述CdS层上形成Zn_1-xMg_xO层，得到层叠于所述吸收层上的复合缓冲层的步骤是将Zn_1-xMg_xO溅射至所述CdS层上，其中，x为0.1、0.15或0.20。

在其中一个实施例中，所述将Zn_1-xMg_xO溅射至所述CdS层上后，还包括将氧化锌或氧化镁溅射至所述CdS层上的步骤。

在其中一个实施例中，所述采用磁控溅射在所述CdS层上形成Zn_1-xMg_xO层，得到层叠于所述吸收层上的复合缓冲层的步骤中，将所述CdS层的温度维持在室温～250℃。

上述太阳能电池器件的复合缓冲层包括依次层叠于吸收层上的CdS层和Zn_1-xMg_xO层，Zn_1-xMg_xO层的透光光谱范围较宽，能够弥补单层CdS层的透光光谱范围较窄、太阳光利用率低的缺陷，复合缓冲层综合了CdS层可以与吸收层形成较好的异质结的优点及Zn_1-xMg_xO层的透光范围较宽的优点，有利于提高太阳能电池器件的光电转换效率。

附图说明

图1为一实施方式的太阳能电池器件的结构示意图；

图2为一实施方式的太阳能电池器件的制备方法的流程图；

图3为图2所示的太阳能电池器件的制备方法的步骤S120的示意图；

图4为图2所示的太阳能电池器件的制备方法的步骤S130的示意图。

具体实施方式