[发明专利]一种吸收层具有元素梯度的铜锌锡硫薄膜太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种吸收层具有元素梯度的铜锌锡硫薄膜太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠的衬底、背电极层、CZTS吸收层、缓冲层、透明导电氧化物层及顶电极，其中，CZTS吸收层在厚度方向上具有Cu和Zn元素梯度，其化学式为Cu_aZn_bSnS_c，其中，1.6≤a≤2，1≤b≤1.35，3.8≤c≤4.5；该铜锌锡硫薄膜太阳能电池的制备方法包括以下步骤：

(1)在衬底上形成背电极层；

(2)在所述背电极层上采用磁控溅射技术，以Cu₂S、ZnS和SnS₂为溅射靶材，三靶共溅射制备CZTS前驱体薄膜，通过改变不同深度下Cu、Zn元素的沉积量，在吸收层厚度方向形成Cu和Zn元素的梯度分布；

(3)对所述前驱体薄膜进行硫化热处理，获得晶化的具有Cu和Zn元素梯度的CZTS吸收层；

(4)在所述CZTS吸收层上形成缓冲层；

(5)在所述缓冲层上形成透明导电氧化物层；

(6)在所述透明导电氧化物层上形成顶电极，得到CZTS薄膜太阳能电池。

2.根据权利要求1所述的吸收层具有元素梯度的铜锌锡硫薄膜太阳能电池，其特征在于，所述步骤(2)中，溅射气体为Ar气，溅射过程中Cu₂S和SnS₂靶材的溅射功率保持不变，ZnS靶材的溅射功率逐渐上升，或者溅射过程中保持ZnS和SnS₂靶材的溅射功率不变，Cu₂S靶材的溅射功率逐渐升高。