[发明专利]非真空法制备梯度带隙CIGS太阳能电池光吸收层的生产工艺

摘要

本发明提供非真空法制备梯度带隙CIGS太阳能电池光吸收层的生产工艺，以镓和有机硒源溶解物为晶核生长剂并溶解于III.VI族三元化合物中得到纯相；C、Si、Ge、Sn主族、V、Cr、Fe阳离子和Ti过度金属和镧系轻稀土元素的掺杂物或铝硫碳参与液-固相配位化学反应形成无铟无镓中间带材料，形成5种不同元素组分呈梯度能带分布的太阳能电池光子吸收层。本发明的生产工艺包括步骤：S1.制备导带底层和价带顶层的前驱溶液F1；S2.制备中间带层的前驱溶液F2；S3.制备带隙调节的前驱溶液F3、带隙调节亚层前驱溶液F4、调节亚层补充前驱溶液F5；S4.对基底进行清洗；S5.涂覆成光吸收层；S6.有机硒源热合成处理。

主权项

一种非真空法制备梯度带隙CIGS太阳能电池光吸收层，其特征在于，所述生产工艺包括如下步骤：S1.制备导带底层和价带顶层的前驱溶液，提供碱式碳酸铜Cu₂(OH)₂CO₃离子溶液和铟离子溶液，加入还原剂，形成Cu、In单质溶液和Cu+In多晶溶液，并将Cu、In单质溶液和Cu+In多晶溶液分别溶解于晶核生长调节剂中的一种溶液中，各自搅拌均匀形成M1、M2、M3混合溶液，再将M1、M2、M3混合溶解，并再次搅拌均匀形成F1溶液；S2.制备中间带隙层的前驱溶液，形成无铟无镓的一条或多条中间带材料的前驱溶液M4，M4形成的溶液用F2表示；S3.以Ga/Cu或者Ga/A1作为调节带隙的前驱溶液F3；以S/Se作为带隙调节层的亚层前驱溶液F4；以Ga/Cu和S/Se混合溶解液作为导带底层和价带顶层的亚层补充的前驱溶液F5；S4.对基底进行清洗；S5.将导带底层、中间带层和价带顶层的前驱溶液涂敷于基底上，并涂覆相应F1、F2、F3、F4、F5溶液，形成吸收层，再进行热处理；S6.室温下将制得的吸收层基片用固态有机硒源蒸汽硒化、液态有机硒源水热与溶剂热合成处理。