[发明专利]薄膜太阳能电池的制备方法及薄膜太阳能电池

说明书

本申请涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种薄膜太阳能电池的制备方法以及通过该制备方法制得的薄膜太阳能电池。制备方法包括以下步骤：在基板上依次制备背电极、光吸收层；采用化学水浴沉积法在所述光吸收层的表面制备第一缓冲层；在所述第一缓冲层的表面制备第二缓冲层；所述第一缓冲层为ZnOS膜层，所述第二缓冲层包括ZnMgO膜层。采用ZnOS膜层代替现有技术中的CdS膜层缓冲层，可以避免使用重金属镉，免去工业上复杂的重金属处理工艺，通过ZnMgO膜层代替现有技术中的IZO膜层，以达到ZnMgO膜层与ZnOS膜层的能带匹配，提高电池IV曲线填充因子，进一步提高薄膜太阳能电池的效率。

技术领域

本申请涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种薄膜太阳能电池的制备方法以及通过该制备方法制得的薄膜太阳能电池。

背景技术

CIGS薄膜太阳能电池，即铜铟镓硒薄膜太阳能电池，是当前最先进，光电转化效率最高的薄膜发电技术之一，实际范围内已有GW级的量产产能，并在进一步急速扩张中。CIGS组件产品不仅可应用于光伏发电站，同时可应用于光伏建筑一体化(即BIPV)、光伏屋顶发电或光伏附着建筑(即BAPV)等领域。此外，柔性铜铟镓硒光伏组件的轻柔薄的特点，也可使其应用于便携式发电产品，如发电纸，发电背包等。

在产业化的CIGS的组件制造过程中，与CIGS搭配的n结缓冲层最佳材料为硫化镉。但该层所使用的镉元素属于剧毒重金属，使用时需要配备复杂的废液处理系统，以保证不对环境产生污染。同时硫化镉若操作不当，也会对人员造成伤害。通常采用的无镉缓冲层为氧硫化锌ZnOS膜层，之后进行iZO和AZO溅射，制备第二缓冲层和前电极。通常，CIGS/氧硫化锌电池的效率比CIGS/CdS电池效率低很多，主要由于IV曲线的填充因子较低，且Voc较低。电池效率较低的主要原因之一，是ZnOS无镉缓冲层和后续前电极材料的搭配。由于iZO是高阻层，且与ZnOS的能带较不匹配。通常电池IV曲线呈现非常严重的S型曲线，导致非常低的填充因子。因此可以得出结论，ZnOS和铟氧化锌iZO膜层的匹配性较差，需要采用更好能带匹配和导电率的第二缓冲层材料搭配ZnOS无镉缓冲层使用，以提高电池效率。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种薄膜太阳能电池的制备方法及薄膜太阳能电池。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，本申请提供了一种薄膜太阳能电池的制备方法。

根据本申请实施例提供的薄膜太阳能电池的制备方法，其包括以下步骤：

在基板上依次制备背电极、光吸收层；

采用化学水浴沉积法在所述光吸收层的表面制备第一缓冲层；

在所述第一缓冲层的表面制备第二缓冲层；

所述第一缓冲层为ZnOS膜层，所述第二缓冲层包括ZnMgO膜层。

进一步的，所述采用化学水浴沉积法在所述光吸收层的表面制备所述ZnOS膜层包括：

预混合氨水和硫脲水溶液，形成预混合液；

分别将预混合液和硫酸锌水溶液加热至70-85℃，然后混合，得到沉积液；

将表面设置有背电极、光吸收层的所述基板放入所述沉积液中反应第一预设时间，在所述光吸收层表面沉积形成ZnOS膜层。

进一步的，在所述沉积液中，所述硫酸锌的浓度为0.05-0.2mol/L，所述硫脲的浓度为0.2-0.6mol/L，所述氨水的浓度为1-6mol/L。

进一步的，在所述第一预设时间段内继续搅拌所述沉积液；

所述第一预设时间为10-30分钟。

进一步的，采用磁控溅射法制备所述ZnMgO膜层，具体包括：