[发明专利]一种太阳能电池用缓冲层的制备方法

说明书

本发明涉及太阳能电池制作领域，具体涉及一种太阳能电池用缓冲层的制备方法，包括以下步骤：将基底浸渍于前驱体溶液中进行溶剂热反应，得到镀覆于基底上的金属―有机骨架层，所述前驱体溶液为金属盐与有机配体的混合溶液，所述混合溶液中金属盐与有机配体的摩尔比为(1～3)：(1～10)；将镀覆有金属―有机骨架层的基底浸渍于硫化剂溶液中进行硫化处理，制得镀覆于基底上的缓冲层。本发明解决了现有技术中缓冲层的厚度不可控且缓冲层与基底的结合力较差的问题。

技术领域

本发明涉及太阳能电池制作领域，具体涉及一种太阳能电池用缓冲层的制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种通过光电效应或光化学效应直接把光能转化为电能的装置，目前太阳能电池主要有晶体硅型和薄膜型两大类型。铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池即为薄膜型太阳能电池的其中一种。

CIGS薄膜太阳能电池具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等特点，光电转换效率居各种薄膜太阳能电池之首，接近晶体硅太阳电池，而成本则是晶体硅电池的三分之一，被国际上称为“下一时代非常有前途的新型薄膜太阳电池”。

CIGS薄膜太阳能电池的基本结构由衬底、背电极层、吸收层、缓冲层、窗口层、减反层、电极层组成，典型的CIGS薄膜太阳能电池的结构为：衬底/Mo/CIGS/缓冲层/ZnO/AZO/MgF₂。其中，缓冲层在低带隙CIGS吸收层与高带隙ZnO窗口层之间形成过渡，以减少两者之间的带隙台阶和晶格失配，有助于提高CIGS薄膜太阳能电池p-n结质量。目前最常用的缓冲层材料为CdS，然而，Cd对环境的污染较为严重，限制了电池的大面积使用，因此研究开发高效的无Cd缓冲层材料尤为重要。

近年来，研究者在开发替代CdS的无Cd缓冲层材料上取得了一些成果，主要的替代缓冲层材料有Zn的硫化物、硒化物或氧化物及In得硫化物或硒化物，例如：In₂S₃、ZnS、Zn_1-xMg_xO、ZnSe、ZnO、In(OH)₃、In₂Se₃等，其中以In₂S₃、ZnS研究最多。制备缓冲层的方法有化学水浴法、原子层沉积法和溅射法等，但是这些方法存在缓冲层的厚度不可控且缓冲层与基底的结合力较差的缺点。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缓冲层的厚度不可控且缓冲层与基底的结合力较差的缺点，从而提供一种太阳能电池用缓冲层的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种太阳能电池用缓冲层的制备方法，包括以下步骤：

将基底浸渍于前驱体溶液中进行溶剂热反应，得到镀覆于基底上的金属―有机骨架层，所述前驱体溶液为金属盐与有机配体的混合溶液，所述混合溶液中金属盐与有机配体的摩尔比为(1～3)：(1～10)；

将镀覆有金属―有机骨架层的基底浸渍于硫化剂溶液中进行硫化处理，制得镀覆于基底上的缓冲层。

进一步的，所述金属盐为可溶性锌盐和/或可溶性铟盐。

进一步的，所述前驱体溶液中的金属盐的摩尔浓度为0.01～0.5mol/L。

进一步的，所述有机配体为2-甲基咪唑、4,5-二(1H-四唑-5-基)-1H-咪唑或4,4＇,4″,4″＇-(4,4＇-(1,4-亚苯基)双(吡啶6,4,2三基))三苯甲酸中的至少一种。

进一步的，所述前驱体溶液中的溶剂为水、甲醇或N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。

进一步的，所述溶剂热反应的反应温度为60～150℃，反应时间为1～48h。