[发明专利]一种室内应用的弱光型铜铟镓硒太阳能电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种室内应用的弱光型铜铟镓硒太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：（1）在衬底上沉积Mo背电极；（2）在Mo背电极上共蒸法沉积CIGS光吸收层；（3）在CIGS光吸收层上沉积缓冲层；（4）在缓冲层上磁控溅射沉积高阻i‑ZnO层或Zn_xMg_(1‑x)O层，以及ITO层或AZO层；（5）利用气氛炉对铜铟镓硒太阳能电池进行退火；（6）制备CIGS柔光电池的上电极，获得弱光型铜铟镓硒太阳能电池；（7）对弱光型铜铟镓硒太阳能电池进行切割、封装，最终获得成品。本发明制备的弱光型铜铟镓硒太阳能电池在较低的光照度下具有良好的光电性能，属于环境友好型产品，非常适合作为室内弱光太阳能电池进行使用。

技术领域

本发明涉及太阳能电池生产技术领域，特别涉及一种室内应用的弱光型铜铟镓硒太阳能电池的制备方法。

背景技术

随着物联网技术的发展与5G应用的普及，越来越多的无线传感器与接收器被应用于日常生活中，如穿戴式传感器、RFID电子标签、低功耗Lora数据采集与传输、自动驾驶技术等，如何给这些器件提供稳定持久地进行供电成了一个问题。

为了解决更多室内小型器件的供电问题，弱光太阳能电池开始崭露头角。弱光太阳能电池是指在室内光线条件下可以发电的光伏产品，一般用于在室内或光照强度不高的环境下使用的小型电子产品，例如计算器、电子手表、摇摆器、光电焊接面罩、电子体重计、电子速度计、汽车防盗器、传感器等。室内与室外应用时最大的区别在于光源的光照强度不同与光源的波长范围不同。室外光源为太阳光，太阳光的波长氛围为150nm—4000nm，其中可见光波长范围为380nm—780nm，户外使用的太阳能电池主要吸收波长为300nm—1100nm部分利用光生伏特效应进行发电，太阳光的光照度根据天气情况在5000lx-100000lx中变化；室内光源主要为白炽灯光源及LED光源，其中白炽灯的波长范围为400nm—780nm，LED光源根据颜色的不同波长范围为400nm—700nm，室内根据情况的不同光照度在2lx-1000lx中变化。

目前可用的室内弱光太阳能电池主要分为以下几种类型：（1）非晶硅弱光太阳能电池（2）砷化镓弱光太阳能电池（3）碲化镉弱光太阳能电池（4）铜铟镓硒弱光太阳能电池（5）钙钛矿弱光太阳能电池。这些室内弱光太阳能电池或多或少都存在一些应用上的缺陷：碲化镉弱光太阳能电池由于含镉元素危害环境，不适用于室内场所；钙钛矿弱光太阳能电池难以进行大规模生产，实际应用受到限制；砷化镓弱光太阳能电池制造成本太高，难以大范围推广；非晶硅弱光太阳能电池存在发电不稳定的问题，长时间使用后光衰现象明显，在一些器件的使用上会受到限制。

铜铟镓硒弱光太阳能电池具有质量轻、弱光性能好、光电转好效率高的特点，十分适合用作室内弱光太阳能电池，目前铜铟镓硒太阳能电池在室内的应用有以下几个问题需要解决：

1、目前主流的铜铟镓硒太阳能电池的带隙在1.12ev附近，为了更好地吸收400nm—780nm短波长的可见光，需要对铜铟镓硒太阳能电池的带隙进行调节使之增加在短波长下光的吸收，满足于在室内环境下的应用。

2、在室内条件下光照度较弱，目前主流的铜铟镓硒太阳能电池器件结构，在较弱的光强下无法对光子进行有效收集，光生载流子内部复合严重，造成电池在弱光条件下的光电转换效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种室内应用的弱光型铜铟镓硒太阳能电池的制备方法，通过该制备方法制备的弱光型铜铟镓硒太阳能电池在较低的光照度下具有良好的光电性能，属于环境友好型产品，非常适合作为室内弱光太阳能电池进行使用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种室内应用的弱光型铜铟镓硒太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

（1）使用直流磁控溅射法在玻璃衬底或柔性衬底上沉积Mo背电极；

（2）在Mo背电极上共蒸法沉积CIGS光吸收层；