[发明专利]一种适用于superstrate结构薄膜太阳电池硫化或硒化的方法

说明书

一种适用于superstrate结构薄膜太阳电池硫化或硒化的方法，属于太阳能电池制备领域，其具体步骤是：太阳电池的缓冲层采用不容易被硫化或硒化的氧化物材料，制备薄膜太阳电池吸收层之后，对透明导电层进行进一步的处理，采用方法(a)或方法(b)：(a)在透明导电层上镀一层防止硫化和/或硒化的金属薄膜；(b)在透明导电层上用喷雾热解法制备氧化锌膜或用真空法蒸镀可以被硫化和硒化的金属薄膜，硫化或硒化后用无机酸洗掉相应部分，使透明导电层暴露出来。本发明方法巧妙，工艺简单，硫化或硒化，透明导电层方块电阻几乎保持不变，具有与现行薄膜太阳电池制备工艺兼容性好、成本低、安全环保的优点，因而具有非常好的应用价值。

技术领域

本发明属于太阳能电池制备领域，具体地涉及一种适用于superstrate结构薄膜太阳电池硫化或硒化的方法。

背景技术

研发低成本高效率的太阳电池是光伏产业发展的核心内容，而寻找廉价、环保、光伏转换效率高的半导体材料是发展太阳电池技术的关键之一。对于薄膜太阳电池而言，薄膜制备与器件制备是同时完成的，而且薄膜制备过程与太阳电池结构密切相关，当前薄膜太阳电池主要有两种结构：substrate结构及superstrate结构，其中铜铟镓硒电池是substrate结构中的代表，碲化镉电池是superstrate结构中的代表。superstrate结构相对简单，容易封装，这是碲化镉电池能大规模产业化的原因之一，另外，也有利于在叠层电池上使用。而substrate结构相对复杂，涉及到电池的层数及元素种类更多，工艺流程长，因此成本相对较高。当前superstrate结构的新型化合物太阳电池效率比substrate结构的太阳电池效率低，主要原因是吸收层没有经过硫化或硒化，晶粒尺寸太小，缺陷太多，薄膜电阻太大，导致电池的效率较低。

当前superstrate结构的薄膜太阳电池无法采用硫化或硒化方法，主要原因是硫化或硒化温度较高时(400℃以上)，硫化或硒化会破坏透明导电层及缓冲层的界面，从而导致器件失效。目前，对于此类问题，尚未见文献和专利报道相应解决办法。

发明内容

本发明的技术是针对上述现有技术中的不足，提供一种适用于superstrate结构薄膜太阳电池硫化或硒化的方法，该方法设计巧妙、成本低廉并且兼容superstrate结构太阳电池的产业化生产。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：

一种适用于superstrate结构薄膜太阳电池硫化或硒化的方法，其具体步骤是：

(1)制备superstrate结构的太阳电池时，太阳电池的缓冲层采用氧化物材料，所述氧化物材料为TiO₂、ZnO、Zn_1-xMg_xO、Zn₂SnO₄中的一种，其中Zn_1-xMg_xO中x≤0.4；

(2)制备薄膜太阳电池吸收层之后，对透明导电层(TCO)进行进一步的处理，采用方法(a)、方法(b)中的一种：(a)在透明导电层上镀一层防止硫化和/或硒化的金属薄膜；(b)在透明导电层上用喷雾热解法制备氧化锌膜或用真空法蒸镀可以被硫化和硒化的金属薄膜，硫化或硒化后用无机酸洗掉相应部分，使透明导电层暴露出来；

(3)之后对相应的器件进行硫化或硒化。

进一步的，硫化或硒化时，温度为540℃，时间为15min。

进一步的，在步骤(2)中，所述缓冲层的厚度为50nm-200nm。

进一步的，制备superstrate结构的太阳电池时，依次在玻璃基底上制备导电层、缓冲层和吸收层，在硫化或硒化后，在吸收层上制备背电极。

进一步的，步骤(2)方法(a)中，所述金属薄膜为金薄膜，厚度为50nm-300nm。