[发明专利]一种用于有机薄膜太阳能电池的元素掺杂方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池器件领域，具体涉及一种用于有机薄膜太阳能电池的元素 掺杂方法。

背景技术

薄膜太阳能电池由多层薄膜材料依次镀在基板表面形成，例如其结构可能为：玻 璃基板、透明导电氧化物(TCO)层、半导体层和背电极层，其中的半导体层一般包括窗口层 和吸光层。各层薄膜材料使用相同或不同的镀膜方法形成，例如透明导电层可以使用APCVD 或PVD镀膜，吸光层可以使用PVD或VTD镀膜，背电极可以采用PVD或印刷镀膜，在不同的薄膜 中可以掺杂不同的元素来提高电池的性能。

传统有机薄膜太阳能电池生产采用PVD法在吸光层上镀一层金属铜膜，或使用铜 盐溶液浸泡方法来进行掺杂(US20100212731，2010-8-26)，即铜的掺杂对电池的性能非常 重要。适量的掺杂可以提高电池的开路电压、短路电流和填充因子，从而提高电池的转换效 率；过量的掺杂可能使过量元素富集在窗口层和吸光层的界面上，影响PN结的性能，导致电 池效率下降，长期稳定性降低，也可能会造成透明导电层和背电极之间的短路。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种用于有机薄膜太阳能电池的 元素掺杂方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种用于有机薄膜太阳能电池的 元素掺杂方法，所述有机薄膜太阳能电池包括由下向上依次层叠设置的玻璃基板、透明导 电氧化物层、窗口层、吸光层和背电极层，在所述吸光层表面放置含掺杂元素的粉末，使所 述吸光层的温度达到150～300℃并保持1～30min，然后移除所述粉末，所述粉末为含Zn或/ 和Sn的无机盐或有机盐粉末。

优化地，所述粉末为含Zn粉末或/和含Sn粉末，所述含Zn粉末为ZnCl₂、ZnSO₄、Zn (NO₃)₂、二氰胺锌和Zn(CH₃COO)₂中的一种或多种组成的混合物；所述含Sn粉末为SnCl₂、 SnSO₄、二氰胺锡、Sn(NO₃)₂和Sn(CH₃COO)₂一种或两种以上粉末的混合物。

进一步地，所述粉末为为二氰胺锌或/和二氰胺锡。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明用于有机 薄膜太阳能电池的元素掺杂方法，通过采用Zn或/和Sn的无机盐或有机盐粉末进行掺杂，使 得吸光层表面和其内部掺杂Zn或/和Sn元素，从而提高电池的开路电压、短路电流和填充因 子，并且提高电池的转换效率。

具体实施方式

下面将对本发明优选实施方案进行详细说明。

实施例1

本实施例提供一种用于有机薄膜太阳能电池的元素掺杂方法，其中有机薄膜太阳 能电池的基板上带有FTO透明氧化物膜层，先在FTO透明氧化物膜层上进行CdS窗口层镀膜， 然后在CdS窗口层上进行CdTe吸光层镀膜，接着在CdTe吸光层表面铺一层ZnCl₂粉末，然后 将整块基板放置在热板上使CdTe吸光层温度达到180℃的并保持5min，用风机吹除吸光层 表面多余的ZnCl₂粉末后，依次进行MoO_x、Al和Cr材料背电极镀膜，制备薄膜太阳能电池。

实施例2

本实施例提供一种用于有机薄膜太阳能电池的元素掺杂方法，其中有机薄膜太阳 能电池的基板上带有FTO透明氧化物膜层，先在FTO透明氧化物膜层上进行CdS窗口层镀膜， 然后在CdS窗口层上进行CdTe吸光层镀膜，接着在CdTe吸光层表面铺一层二氰胺锌粉末，然 后将整块基板放置在热板上使CdTe吸光层温度达到300℃的并保持1min，用风机吹除吸光 层表面多余的二氰胺锌粉末后，依次进行MoO_x、Al和Cr材料背电极镀膜，制备薄膜太阳能电 池。

实施例3