[发明专利]薄膜太阳能电池吸收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吸收层的制备方法及镀膜设备，该方法包括：调节沉积吸收层的沉积腔室内的压力达到预设压力阈值；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；调节金属源的加热功率达到第一预设功率阈值，或沉积速率达到第一预设沉积速率阈值；调节非金属源的加热功率达到第二预设功率阈值或沉积速率达到第二预设沉积速率阈值；根据沉积腔室的压力、衬底的温度、金属源以及非金属源的加热功率或沉积速率，在背电极层表面沉积预设厚度的吸收层。本申请通过控制金属和非金属在衬底上沉积的量，提高薄膜太阳能电池吸收层薄膜的均匀性，提高结晶性能和导电性能，从而提高薄膜太阳能电池的转换效率和功率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池衬底镀膜技术领域，尤其涉及一种薄膜太阳能电池吸收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。现有通过共蒸镀沉积的光吸收层薄膜均匀性差，结晶性能和导电性能差，导致薄膜太阳能电池的转换效率和功率偏低。

发明内容

本发明提供一种薄膜太阳能电池吸收层的制备方法及镀膜设备，以解决现有技术中共蒸镀膜沉积的光吸收层薄膜均匀性差，结晶性能和导电性能差，导致薄膜太阳能电池的转换效率和功率偏低的问题。

第一方面，本发明提供了一种薄膜太阳能电池吸收层的制备方法，所述薄膜太阳能电池包括依次层叠设置的衬底、背电极层和吸收层，所述吸收层包括金属元素和非金属元素，所述吸收层的制备方法包括：

调节沉积所述吸收层的沉积腔室内的压力达到预设压力阈值；

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

对金属源进行加热，调节所述金属源的加热功率达到第一预设功率阈值，或调节所述金属源的沉积速率达到第一预设沉积速率阈值；以及

对非金属源加热，调节所述非金属源的加热功率达到第二预设功率阈值或调节所述非金属源的沉积速率达到第二预设沉积速率阈值；

根据所述沉积腔室的压力、衬底的温度、所述金属源的加热功率或沉积速率，以及所述非金属源的加热功率或沉积速率，在所述背电极层远离所述衬底的表面沉积具有预设含量的金属元素且膜层达到预设厚度的吸收层。

可选地，上述的薄膜太阳能电池吸收层的制备方法，所述吸收层包括铜铟镓硒膜层，所述铜铟镓硒膜层中铜Cu的预设含量为0.52≤Cu/(In+Ga)≤0.98，和/或

所述铜铟镓硒膜层中镓Ga的预设含量为0.1≤Ga/(In+Ga)≤0.7。

可选地，上述的薄膜太阳能电池吸收层的制备方法，所述吸收层包括铜铟镓硒膜层，所述铜铟镓硒膜层中铜Cu的预设含量为0.6≤Cu/(In+Ga)≤0.96，和/或所述铜铟镓硒膜层中镓Ga的预设含量为0.2≤Ga/(In+Ga)≤0.62。

可选地，上述的薄膜太阳能电池吸收层的制备方法，所述第一预设沉积速率阈值为5～100mg/s，和/或所述第二预设沉积速率阈值为5～100mg/s。

可选地，上述的薄膜太阳能电池吸收层的制备方法，所述第一预设沉积速率阈值为10～50mg/s，和/或所述第二预设沉积速率阈值为10～50mg/s。

可选地，上述的薄膜太阳能电池吸收层的制备方法，所述第一预设功率阈值为100～3000W，和/或所述第二预设功率阈值为200～2000W。