[发明专利]一种光伏电池及其制造方法

权利要求书

1.一种光伏电池，其特征在于,包括:

铜基光吸收材料；所述铜基光吸收材料为铜锌锡硫材料；

第一材料，其电学性质适合用于光吸收材料并且和光吸收材料形成p-n结；所述第一材料为硫化镉；

中间材料层，位于第一材料和光吸收材料之间，中间材料层用于减少少子载流子位于第一材料和光吸收材料界面的复合速率；所述中间材料层为硫化铟；

所述中间材料层形成连续分布的团簇结构或所述中间材料层为大量的颗粒分布在光吸收材料的部分第一表面，在光吸收材料的第二表面形成p-n结；颗粒侧向延伸范围小于光吸收材料少数载流子的扩散长度，且小于第一材料少数载流子的扩散长度；

所述中间材料层的晶体结构和光吸收材料的晶体结构匹配，所述中间材料层的晶格常数与光吸收层晶格常数一致；

还包含第二材料，即位于背电极和铜基光吸收材料之间的材料,所述第二材料含有金属材料，用于减少背电极与光吸收材料之间硫化物或硒化物的形成；所述背电极为钼层；

所述光伏电池的外量子效率在波长范围350纳米至450纳米之间高于70％；

所述光吸收材料和第一材料导带能带间距小于等于0.24eV；所述光吸收材料的导带底高于第一材料；

所述光伏电池还包括钠钙玻璃衬底，溅射沉积在玻璃上的钼层；铜锌锡硫光吸收材料层沉积在钼层之上；硫化铟层通过化学浴方法沉积在光吸收材料层上；N型硫化镉缓冲层通过化学浴法沉积在硫化铟层之上；所述光伏电池的顶接触层包括本征氧化锌层(IZO)和三氧化二铝掺杂的氧化锌层(AZO)；铝电极或铝/镍电极沉积在光伏电池表面。

2.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于,所述中间材料层在制造电池过程中会扩散进入第一材料。

3.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于,中间材料层厚度在5到100纳米之间。

4.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于,所述中间材料层在光吸收材料和第一材料界面处形成大量团簇结构，将部分光吸收材料和第一材料分隔。

5.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于,所述电池的中间材料层具有光电导特性。

6.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于,所述电池的中间材料层吸收至少部分入射光子并转换成电池的部分电流。

7.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于,所述中间材料层用于减少载流子在第一材料的部分第二表面和光吸收层部分第二表面之间的移动。

8.根据权利要求7所述的光伏电池，其特征在于,所述中间材料层用于减少位于第一材料和光吸收材料界面间载流子复合中心的数量。

9.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于,所述中间材料层的备选材料包括硫化锌(ZnS)、氧化锌(ZnO)、硒化锌(ZnSe)或硒化铟(InSe)。

10.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于,所述颗粒具有半球形形状。

11.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于,所述金属材料包括银，金及金银合金。

12.一种制备权利要求1-11任一项所述的光伏电池的方法，其特征在于,包含以下步骤：

提供衬底；

沉积导电材料，作为背电极；在背电极上沉积另一种含金属的导电材料，所述另一种含金属的导电材料为第二材料；

在所述另一种含金属的导电材料上沉积铜基光吸收材料；

在光吸收材料上沉积中间材料层；中间材料层用于减少少子载流子位于第一材料和光吸收材料界面的复合速率；

沉积与光吸收材料电学匹配的第一材料并形成p-n结。