[发明专利]薄膜太阳能电池碱金属层的制备方法及镀膜设备

说明书

本发明提供了薄膜太阳能电池碱金属层的制备方法及镀膜设备，方法包括：对已形成有背电极层的衬底进行加热，调节衬底的温度达到预设沉积温度阈值；以及对碱金属源进行加热，调节碱金属源的加热功率达到预设功率阈值或调节沉积速率达到预设沉积速率阈值；根据衬底的温度以及碱金属源的加热功率或沉积速率，在形成吸收层之前于背电极层远离衬底的表面沉积预设厚度的碱金属层。本申请通过控制工艺参数来精确预置碱金属的量，进而在背电极层远离衬底的表面沉积预设厚度的碱金属层，通过控制碱金属Na在薄膜太阳能电池的吸收层中的量，实现精确控制Na含量的目的，控制薄膜太阳能电池的吸收层的形核和生长，提高了薄膜太阳能电池的发电效率。

技术领域

本发明涉及薄膜太阳能电池镀膜技术领域，尤其涉及一种薄膜太阳能电池碱金属层的制备方法及镀膜设备。

背景技术

薄膜太阳能电池的研究近年来发展迅速，已成为太阳能电池领域中最活跃的方向，而其中铜铟镓硒尤为引人注目，是太阳能电池材料体系中能够同时兼顾高效率和低成本的、最好的和最现实的体系。

目前大部分的铜铟镓硒电池都是利用真空蒸镀的方式生产的，一般称为共蒸镀。共蒸镀镀膜是指在真空条件下，采用一定的加热蒸发方式蒸发镀膜材料(或称膜料)并使之气化成粒子，粒子飞至基片表面凝聚成膜的工艺方法。共蒸镀具有成膜方法简单、薄膜纯度和致密性高、膜结构和性能独特等优点；由于上述共蒸镀膜形成的薄膜太阳能电池的光吸收层需要引入适量的Na，来提高薄膜太阳能电池的发电效率。

现有技术为了引入钠而用钠钙玻璃作为基板玻璃，在钠钙玻璃表面设置疏松钼层，在钼层上镀薄膜太阳能电池的光吸收层。由于钠钙玻璃的软化温度偏低，约为580℃，而薄膜太阳能电池的光吸收层的最高沉积温度约为530℃，过高的沉积温度会导致基板玻璃在工艺时快速软化下垂，而导致玻璃的翘曲度增加，玻璃的翘曲度增加会使薄膜太阳能电池层压时容易产生基板玻璃碎片的现象。进一步地，现有技术的结构还存在无法精确控制扩散进入薄膜太阳能电池的吸收层中钠的含量，从而影响薄膜太阳能电池的发电效率的技术问题。

发明内容

本发明提供一种薄膜太阳能电池碱金属层的制备方法及镀膜设备，以解决现有技术中无法精确控制钠钙玻璃中的钠扩散进入薄膜太阳能电池的吸收层中的含量，从而影响薄膜太阳能电池的发电效率的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种薄膜太阳能电池碱金属层的制备方法，所述太阳能电池包括依次层叠设置的衬底、背电极层、碱金属层、吸收层、缓冲层、窗口层和顶电极层，所述碱金属层的制备方法包括：

对已形成有所述背电极层的衬底进行加热，调节衬底的温度达到预设沉积温度阈值；以及

对碱金属源进行加热，调节所述碱金属源的加热功率达到预设功率阈值，或调节所述碱金属源的沉积速率达到预设沉积速率阈值；

根据所述衬底的温度以及所述碱金属源的加热功率或沉积速率，在形成所述吸收层之前于背电极层远离衬底的表面沉积预设厚度的碱金属层。

可选地，上述的薄膜太阳能电池碱金属层的制备方法，所述预设沉积速率阈值为0.05～0.8nm/s。

可选地，上述的薄膜太阳能电池碱金属层的制备方法，所述预设沉积速率阈值为0.1～0.5nm/s。

可选地，上述的薄膜太阳能电池碱金属层的制备方法，所述预设功率阈值为600～2000W。

可选地，上述的薄膜太阳能电池碱金属层的制备方法，所述预设功率阈值为900～1500W。

可选地，上述的薄膜太阳能电池碱金属层的制备方法，所述预设沉积温度阈值为200～500℃，所述预设厚度为2～100nm。

可选地，上述的薄膜太阳能电池碱金属层的制备方法，所述预设沉积温度阈值为300～480℃，所述预设厚度为10～50nm。