[发明专利]一种多元化合物薄膜太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种多元化合物薄膜太阳能电池，包括衬底和设置于衬底上的背电极、吸收层、缓冲层、窗口层，其特征在于，所述背电极和吸收层之间还设有高掺杂层，所述高掺杂层为p型掺杂的导电层，其与所述吸收层之间形成背面电场；所述高掺杂层由具有宽带隙的半导体材料制成；所述高掺杂层上形成有粗糙度为100nm-200nm的纹理化结构；所述衬底与所述背电极之间设有阻挡层，所述阻挡层为具有导电性和耐温性能的过渡金属或者过渡金属氮化物，厚度为0.1μm-0.5μm。

2.根据权利要求1所述的多元化合物薄膜太阳能电池，其特征在于，所述的高掺杂层为ZnO:N，其掺杂材料为N，掺杂浓度在10¹⁷-10¹⁸cm^-3，电阻率在10^-4-10^-5Ω.cm，厚度为0.1-1μm。

3.根据权利要求1所述的多元化合物薄膜太阳能电池，其特征在于，所述衬底为柔性衬底，其耐高温400℃，厚度为10μm-100μm。

4.根据权利要求3所述的多元化合物薄膜太阳能电池，其特征在于，所述衬底为金属箔或聚酰亚胺，其厚度为30-50μm。

5.根据权利要求1-4任一所述的多元化合物薄膜太阳能电池，其特征在于，所述吸收层为Cu(In,Ga)Se₂或Cu(In,Ga)(S,Se)₂半导体材料吸收层，其厚度为0.5μm-2μm，所述吸收层中Ga的含量从受光面至所述衬底方向呈梯度增加分布。

6.根据权利要求5所述的多元化合物薄膜太阳能电池，其特征在于，所述的吸收层中的Ga/(Ga+In)在20％-80％间变化。

7.根据权利要求1所述的多元化合物薄膜太阳能电池，其特征在于，所述的窗口层包括第一窗口层和第二窗口层，所述第一窗口层设置于所述缓冲层上，其为本征的透明导电氧化物层，所述第二窗口层为n型掺杂的透明导电氧化物层。

8.一种多元化合物薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一，通过磁控溅射方法在衬底上依次形成过渡金属或过渡金属氮化物的阻挡层及背电极，阻挡层的厚度为0.1μm-0.5μm；

步骤二，通过磁控溅射或者化学气相沉积的方法在背电极上形成高掺杂层，其中的高掺杂层为p型掺杂的导电层，采用等离子体刻蚀或者湿法刻蚀方法，在高掺杂层的表面形成粗糙度为100nm-200nm的纹理化结构；

步骤三，在高掺杂层上通过磁控溅射、金属源共蒸发的方法形成多元化合物半导体材料吸收层；

步骤四，在吸收层上通过磁控溅射或者化学水浴的方法形成缓冲层；

步骤五，在缓冲层上通过磁控溅射或者化学气相沉积的方法形成具有宽带隙半导体材料制成的窗口层；

步骤六，在窗口层上通过丝网印刷或者带掩膜电镀的方法形成正面电极，制得所述多元化合物薄膜太阳能电池。

9.根据权利要求8所述的多元化合物薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的衬底为柔性衬底，首先通过磁控溅射方法在柔性衬底上形成阻挡层，再通过磁控溅射方法在衬底上形成背电极。

10.根据权利要求8所述的多元化合物薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤二中还包括退火步骤，其具体方法是：在背电极上形成高掺杂层，并将其置于氮气环境下或真空环境下退火，其退火温度400℃-600℃。