[发明专利]薄膜太阳能电池窗口层的制备方法

说明书

本发明公开了一种薄膜太阳能电池窗口层的制备方法，该制备方法包括以下步骤：在衬底上依次层叠形成背电极层、光吸收层、缓冲层和本征氧化锌层，得到薄膜太阳能电池片；在所述本征氧化锌层的远离衬底的表面形成具有类石墨烯二维纳米晶体结构的类石墨烯二维纳米窗口层。采用本发明的方法形成的类石墨烯二维纳米窗口层方块电阻可以达到小于5Ω/□，且可见光透过率超过85％。相比传统的导电窗口层AZO薄膜具有更低的方块电阻，而且对于相同的方块电阻，本发明的类石墨烯二维纳米窗口层的厚度远小于传统的AZO导电膜的厚度。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种薄膜太阳能电池窗口层的制备方法。

背景技术

传统的铜铟镓硒薄膜太阳能电池采用掺铝氧化锌(简称AZO)透明导电窗口层作为窗口层。为了使窗口层具有较低的方块电阻，通常需要较厚的AZO膜层。但是较厚的AZO膜层会使其可见光透过率低，这就需要在方块电阻和透过率这两个方面进行平衡。

为了获得较低的方块电阻和较高的可见光透过率，在镀AZO膜层前一般先将太阳能电池的基板加热到至少200℃，并且需要在AZO薄膜里控制氧空位缺陷浓度，从而增加了工艺调试的难度。一般铜铟镓硒薄膜太阳能电池的AZO透明导电窗口层的厚度都要大于400nm，有的甚至超过1um，这些将不利于使铜铟镓硒薄膜太阳能电池的成本降低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种能够降低方块电阻，提高可见光透过率的薄膜太阳能电池窗口层的制备方法。

本发明提供一种薄膜太阳能电池窗口层的制备方法，包括以下步骤：

在衬底上依次层叠形成背电极层、光吸收层、缓冲层和本征氧化锌层，得到薄膜太阳能电池片；

在所述本征氧化锌层的远离衬底的表面形成具有类石墨烯二维纳米晶体结构的类石墨烯二维纳米窗口层。

可选地，所述类石墨烯二维纳米窗口层包括二硫化钼纳米膜层、二硫化钨纳米膜层中的一种或两种。

可选地，采用化学气相沉积、分子束外延、氧化-还原方法中的任一种方法形成所述类石墨烯二维纳米窗口层。

可选地，采用三氧化钼作为钼源前驱体，硫粉作为硫源前驱体，通过化学气相沉积方法形成二硫化钼纳米膜层。

可选地，通过化学气相沉积方法形成二硫化钼纳米膜层的工艺参数为：三氧化钼与硫粉的质量比为1：7～15，通入的氩气流量为100sccm～200sccm，沉积温度为650℃～1100℃，沉积时间为15min～40min。

可选地，采用三氧化钨作为钨源前驱体，硫粉作为硫源前驱体，通过化学气相沉积方法形成二硫化钨纳米膜层。

可选地，通过化学气相沉积方法形成二硫化钨纳米膜层的工艺参数为：三氧化钨与硫粉的质量比为1：1.2～6，通入的氩气流量为100sccm～200sccm，沉积温度为900℃～1100℃，沉积时间为15min～40min。

可选地，采用分子束外延方法形成的类石墨烯二维纳米窗口层的层数不超过10层。

可选地，在形成所述类石墨烯二维纳米窗口层之后，所述方法还包括：

在所述类石墨烯二维纳米窗口层的远离衬底的表面形成透明导电窗口层，所述透明导电窗口层包括掺铝氧化锌膜层、掺硼的氧化锌、掺镓的氧化锌中的一种或几种。

可选地，所述类石墨烯二维纳米窗口层和所述透明导电窗口层的膜厚之和小于等于400nm，所述类石墨烯二维纳米窗口层的膜厚为0.1nm～10nm。