[发明专利]一种提高柔性铜铟镓硒薄膜太阳能电池效率的方法

说明书

本发明属于太阳能电池制备领域，具体涉及一种提高柔性铜铟镓硒薄膜太阳能电池效率的方法。具体步骤如下：先在基底上溅射钼电极，然后配制CIGSe前驱体溶液，将前驱体溶液旋涂在基底上制备CIGSe预制膜，加热并硒化退火，得CIGSe薄膜；然后在CIGSe薄膜上制备硫化镉薄膜，然后在硫化镉薄膜上依次溅射氧化锌和铟掺杂氧化锡薄膜，最后进行银电极蒸镀，即得到柔性CIGSe薄膜太阳能电池。通过在CIGSe前驱体溶液中引入铋和钾的化合物，来促进CIGSe晶体的生长，钝化晶界缺陷，进而提高CIGSe太阳能电池的性能。本发明环保安全成本低，有效提高了CIGSe薄膜太阳能电池效率。

技术领域

本发明属于太阳能电池制备领域，具体涉及一种提高柔性铜铟镓硒薄膜太阳能电池效率的方法。

背景技术

太阳能具有取之不尽用之不竭、分布广泛、安全、绿色环保等优点，是最具潜力的可再生能源。太阳能电池是将太阳能直接转换为电能的装置，成为了全球各国在可再生能源领域的主要研究方向。目前硅太阳电池已广泛应用于人们生产、生活中，如大型电站、分布式电站、光伏路灯等，但由于硅太阳能电池片薄脆易碎，需要使用钢化玻璃进行封装保护，这使得硅太阳能电池十分厚重，无法弯曲，不能应用到更广泛的人们生活中。而柔性太阳能电池易于提高太阳电池的质量比功率，而且相比于玻璃封装硅太阳能电池而言，有很多新的优点：可以卷曲；电池厚度很薄、质量轻；性能稳定、转换效率高；使用的半导体材料少，有效地降低了原材料的成本；生产过程中能耗少；易于卷对卷（roll-to-roll）大面积连续生产、便于携带和运输。可弯曲折叠的柔性太阳能电池可以广泛的应用在凹凸不平的场合，成为当前和未来相当长的一段时间内太阳能电池的热点领域。

实用化的柔性太阳能电池对吸光层有着苛刻的要求，需要吸光层稳定、高效、固态和轻薄，就当前的技术进展而言，铜铟镓硒（CIGSe）薄膜太阳能电池是制备柔性太阳太阳能电池的首选。但当前商业化制备柔性CIGSe太阳能电池的都需要高真空的设备和苛刻的制备条件，并且核心技术被国外公司所掌握，使得柔性CIGSe太阳能电池的制备成本居高不下。而柔性CIGSe太阳能电池的技术关键就是聚酰亚胺或者不锈钢基底无法在高温条件下长时间硒化，导致CIGSe吸光层的微结构性能差和不良晶界缺陷多，从而导致柔性CIGSe太阳能电池的效率偏低。

中国专利CN105118877A公开了一种铜铟镓硫硒薄膜材料的制备方法，首先是在基底上制备Cu(In_xCa_1-x)_aS_b预制层，然后进行硒化退火，得到Cu(In_xCa_1-x)_a(S_ySe_1-y)_b薄膜材料，此方法中使用反应溅射制备Cu(In_xCa_1-x)_aS_b预制层，需要使用铜源、铟源、镓源和硫源等4种以上的多源靶材，使得制备成本高昂；另外，在后续硒化退火中使用二乙基硒气体对Cu(In_xCa_1-x)_aS_b预制层进行硒化，需要高真空的设备和苛刻的制备条件，这使得CIGSSe太阳能电池的制备成本居高不下。同时，此方法中硒化温度需要达到650℃，而聚酰亚胺基底、不锈钢基底等柔性基底无法在如此高温条件下长时间硒化，这将导致CIGSSe吸光层的微结构性能差和不良晶界缺陷多，从而导致柔性CIGSSe太阳能电池的效率偏低。

发明内容

为解决现有技术中CIGSe太阳能电池的制备需要高真空的设备和苛刻的制备条件，成本高、光电转化效率偏低的问题，本发明提供一种提高柔性铜铟镓硒薄膜太阳能电池效率的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种提高柔性铜铟镓硒薄膜太阳能电池效率的方法，包括以下步骤：

步骤A.在洁净的聚酰亚胺/不锈钢基底上溅射1μm的钼电极；