[发明专利]一种硒化锑薄膜太阳电池及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种硒化锑薄膜太阳电池，其特征在于，其结构自下而上依次为：透明导电玻璃衬底、高阻层、n型电子传输层、p型吸收层和背电极；

其中，所述p型吸收层为硒化锑薄膜，所述硒化锑薄膜由Sb₂Se₃源在200～300℃的Se蒸气氛围下沉积得到。

2.根据权利要求1所述一种硒化锑薄膜太阳电池，其特征在于，所述硒化锑薄膜的厚度为300～1000nm；所述沉积过程中衬底的温度为200～370℃。

3.根据权利要求1所述一种硒化锑薄膜太阳电池，其特征在于，所述沉积过程中，Se蒸气气体流量为1～20sccm。

4.根据权利要求1所述一种硒化锑薄膜太阳电池，其特征在于，所述硒化锑薄膜在制备过程中所需的Se蒸气由一个与沉积设备连接的独立附件设备实现，该独立附件设备包括源容器管路系统、加热控制系统和流量控制系统，其中源容器中盛放Se颗粒，管路连接源容器至环绕沉积设备的衬底，环绕衬底部分的管道沿内侧密集开孔，以保证在衬底周围形成均匀的富Se气氛环境；加热控制系统包括源容器加热系统和管道加热系统，源容器加热系统用于加热Se源形成Se蒸气，管道加热系统用于维持和调节Se蒸气温度并避免Se在低温管壁的积聚；流量控制系统通过角阀手动控制或气体流量计控制气体流量。

5.根据权利要求1所述一种硒化锑薄膜太阳电池，其特征在于，所述透明导电玻璃衬底为FTO和ITO中的至少一种；所述透明导电玻璃衬底的厚度为200～400nm；

所述高阻层为SnO₂；所述高阻层的厚度为10～50nm；

所述n型电子传输层为CdS、CdS:O、TiO₂、SnO₂、ZnO和ZnS中的至少一种，所述n型电子传输层的厚度为40～100nm；

所述背电极为金和镍中的至少一种；所述背电极的厚度为50～500nm。

6.根据权利要求1所述一种硒化锑薄膜太阳电池，其特征在于，所述硒化锑薄膜的制备方法为热蒸发法、磁控溅射法、化学气相沉积法、近空间升华法、快速热蒸发和载气输运法中的至少一种。

7.根据权利要求4所述一种硒化锑薄膜太阳电池，其特征在于，所述源容器管路的材质为石英或不锈钢；所述源容器加热系统和管道加热系统通过环绕源容器和管道的电阻丝进行加热，并通过控制电流大小实现温度控制。

8.权利要求1～7任一项所述一种硒化锑薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在透明导电玻璃衬底上制备高阻层，得到透明导电玻璃衬底/高阻层；

(2)在高阻层上制备n型电子传输层，得到透明导电玻璃衬底/高阻层/n型电子传输层；

(3)在200～300℃的Se蒸气氛围下，将Sb₂Se₃源沉积到n型电子传输层上制备p型Sb₂Se₃吸收层，得到透明导电玻璃衬底/高阻层/n型电子传输层/p型Sb₂Se₃吸收层；

(4)最后在p型Sb₂Se₃吸收层上制备背电极，得到硒化锑薄膜太阳电池。

9.根据权利要求8所述一种硒化锑薄膜太阳电池，其特征在于，步骤(1)所述透明导电玻璃衬底的温度为100～300℃；步骤(2)所述电子传输层采用化学水浴法和CdCl₂热处理进行制备，其中热处理的温度为370～430℃，时间为10min；化学水浴法的温度为70～90℃；步骤(3)所述p型Sb₂Se₃吸收层的温度为200～370℃。

10.权利要求1～7任一项所述一种硒化锑薄膜太阳电池的应用。