[发明专利]CIGS薄膜太阳能电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种CIGS薄膜太阳能电池的制备方法，包括：将形成阻挡层的衬底放入溅射腔，在所述阻挡层上溅射形成掺杂层，所述掺杂层为钠掺杂钼层；在溅射形成所述掺杂层时，检测钠离子含量，并根据所述钠离子含量向所述溅射腔通入水蒸气。本发明的CIGS薄膜太阳能电池的制备方法，根据钠离子的含量向溅射腔内通入水蒸气，水蒸气能够保证钠离子溅射后的稳定，并且水蒸气的含量是根据钠离子含量进行调节的，保证了溅射的效率，使掺杂层中钠的含量保持在合理的水平，进而使生产的CIGS薄膜太阳能电池效率高，可靠性稳定。

技术领域

本发明涉及太阳能领域，尤其涉及一种CIGS薄膜太阳能电池的制备方法。

背景技术

近年来，薄膜太阳能电池成为光伏行业的发展趋势，它具有节省材料、提高生产速率、降低运输成本等优势。在薄膜太阳能电池中，CIGS作为吸收层的薄膜太阳能电池是最有发展前途的一种。

研究表明，少量的Na掺入CIGS薄膜中能起到性能优化的作用，在制备高效CIGS薄膜太阳能电池中具有不可替代的作用。传统方法是通过使用钠钙玻璃作为电池衬底来达到掺杂Na的目的。而对于采用不含Na的一些材料作为衬底，如各种柔性衬底材料时，则需要采用适当的方法向CIGS薄膜中掺入Na，常采用在CIGS层之前先真空沉积一层NaF、NaMoO₃等含Na化合物来实现。而沉积时水汽含量的多少对CIGS薄膜中Na扩散及分布影响很大，进而影响电池效率及电池组件的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种CIGS薄膜太阳能电池的制备方法，能够保证掺入钠的含量保持在合理的水平，所生产的CIGS薄膜太阳能电池效率高，可靠性稳定。

本发明的CIGS薄膜太阳能电池的制备方法，包括：将形成阻挡层的衬底放入溅射腔，在所述阻挡层上溅射形成掺杂层，所述掺杂层为钠掺杂钼层；在溅射形成所述掺杂层时，检测钠离子含量，并根据所述钠离子含量向所述溅射腔通入水蒸气。

如上所述的制备方法，其中，在步骤所述检测钠离子含量，并根据所述钠离子含量向所述溅射腔通入水蒸气中包括：

预置钠离子含量的最低阀值A，在溅射时间大于等于缓冲时间T，且检测所述钠离子的含量小于所述最低阀值A时，向所述溅射腔通入水蒸气。

如上所述的制备方法，其中，在步骤所述检测钠离子含量，并根据所述钠离子含量向所述溅射腔通入水蒸气中包括：

预置钠离子含量的最低阀值A，实时检测所述钠离子含量，且检测所述钠离子的含量小于所述最低阀值A时，向所述溅射腔通入水蒸气。

如上所述的制备方法，其中，所述水蒸气通入所述溅射腔的量与所述钠离子含量呈非线性反比。

如上所述的制备方法，其中，所述溅射腔内填充有惰性气体；所述制备方法还包括:检测所述溅射腔内水蒸气中氢离子的离子量和所述惰性气体的离子量；当检测到的所述水蒸气中氢离子的离子量与检测到的所述惰性气体的离子量的比值超过预设标准比值阈时,停止通入所述水蒸气。

如上所述的制备方法，其中，所述预设标准比值阈为0.1-0.4。

如上所述的制备方法，其中，所述最低阀值A为7*10¹⁹/cm³-7.5*10¹⁹/cm³；所述缓冲时间T为5min-15min。

如上所述的制备方法，其中，所述惰性气体为氩气。

如上所述的制备方法，其中，还包括：溅射形成掺杂层后，在所述掺杂层上形成后续层；所述后续层包括依次形成钼层、吸收层、第一缓冲层、第二缓冲层和窗口层。

如上所述的制备方法，其中，所述吸收层为铜、铟、镓、硒的混合层；所述第一缓冲层为硫化镉层；所述第二缓冲层异氧化锌层；所述窗口层为掺铝氧化锌层。