[发明专利]薄膜太阳能电池光吸收层及其制备方法

权利要求书

1.一光吸收层，包括铜元素(Cu)、铟元素(In)、镓元素(Ga)及硒元素(Se)，其特征在于，为Cu_y(In_1-xGa_x)Se₂中原位掺杂Se元素，元素之间的摩尔比Se:(Cu+In+Ga)等于1.5。

2.如权利要求1所述的光吸收层，其特征在于，该光吸收层化学式由Cu_y(In_1-xGa_x)Se_2+z表示。

3.如权利要求2所述的光吸收层，其特征在于，0<x≤0.8，0.5<y<1.2，并且0<z<0.5。

4.如权利要求1所述的光吸收层，其特征在于，该光吸收层的载流子浓度为1×10¹⁵cm^-3～1×10¹⁸cm^-3，载流子迁移率为0.1cm²V^-1s^-1～100cm²V^-1s^-1。

5.如权利要求1所述的光吸收层，其特征在于，该光吸收层的厚度为0.2μm～5.0μm。

6.一光吸收层的制备方法，包括：

使用溅射靶，通过溅射法在基底上溅射形成含有Se、Cu、In及Ga的无定形材料薄膜，该溅射靶的制备方法包括：将Cu_y(In_1-xGa_x)Se₂粉末和单质Se粉末在液态介质中进行球磨混合，再将球磨后的混合物烘干去除该液态介质；以及采用热压烧结、常压烧结或热等静压烧结工艺，对球磨后得到的混合体在400℃～900℃进行烧结，其中，Cu_y(In_1-xGa_x)Se₂粉末和单质Se粉末的粒径小于或等于10微米；以及

对该无定形材料薄膜进行退火处理，该退火处理的气氛为真空、稀有气体及氮气中的至少一种，退火温度为300℃～600℃，升温速率为1℃/min～100℃/min，退火时间为0.1小时～3小时，得到薄膜太阳能电池光吸收层，该薄膜太阳能电池光吸收层为Cu_y(In_1-xGa_x)Se₂中原位掺杂Se元素，元素之间的摩尔比Se:(Cu+In+Ga)等于1.5。

7.如权利要求6所述的光吸收层的制备方法，其特征在于，该退火处理的气氛中Se元素的含量小于10ppm。

8.如权利要求6所述的光吸收层的制备方法，其特征在于，该基底温度为20℃～700℃。

9.如权利要求6所述的光吸收层的制备方法，其特征在于，该溅射法为中频磁控溅射法或射频磁控溅射法。

10.如权利要求6所述的光吸收层的制备方法，其特征在于，该溅射过程中的本底真空为1×10^-4Pa～1×10^-2Pa。

11.如权利要求6所述的光吸收层的制备方法，其特征在于，该退火过程中无定形材料薄膜的Se含量下降。