[发明专利]调控铜锌锡硫（硒）太阳能电池吸收层背面结晶的方法

说明书

本发明提供了一种调控铜锌锡硫(硒)太阳能电池吸收层背面结晶的方法，包括：利用物理气相沉积方式在阳极电极和吸收层界面之间引入隔离层来抑制所述吸收层背面的结晶。本发明通过在阳极电极/铜锌锡硫(硒)吸收层的背界面通过物理气相沉积方式引入隔离层，有效抑制该界面的晶核形成，进而消除铜锌锡硫(硒)吸收层的背面结晶，提高原料的利用率，获得更大晶粒、缺陷态和次生相更少、更致密的吸收层，进而有效提高器件效率。同时，使用物理气相沉积方式制备的隔离层具有更均匀，更可控，重复性更高的优点。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种调控铜锌锡硫(硒)太阳能电池吸收层背面结晶的方法。

背景技术

吸收层是太阳能电池中最重要的一层，吸收层质量的好坏会严重影响太阳能电池的器件效率。在铜锌锡硫(硒)薄膜太阳能电池中，吸收层的质量一直受到多层结晶问题的困扰。所谓多层结晶是指除了普遍的正面生长的晶粒之外，金属钼电极和吸收层的背界面(Mo/CZTS(Se)界面)也会有一层晶体生长。对于碳残留少的制备方式，这样双向生长的晶体最终相碰，无法互相融合，最终形成上面是大晶粒、下面是大晶粒、中间断开的双层结晶。对于碳残留较多的制备方式，会有小晶粒层存在，最终形成上面是大晶粒、下面是大晶粒、中间间隔一层小晶粒的三层结晶。无论是哪种形貌的多层结晶，都会引入大量缺陷态，阻碍载流子传输。而且由于下层晶粒的生长会与上层晶体竞争有限的原料，使上层晶粒无法充分长大，导致吸收层薄膜的正面覆盖不满。对于该问题，目前还没有一个合适的解决方案。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种避免吸收层出现多层结晶的方法。

本发明一个进一步的目的是对铜锌锡硫(硒)太阳能电池背界面晶体的生长方式进行调控进而消除吸收层的背面结晶，提高原料的利用率。

本发明另一个进一步的目的是要使对吸收层的调控更均匀，更可控，重复性更高。

特别地，本发明提供了一种调控铜锌锡硫(硒)太阳能电池吸收层背面结晶的方法，包括：利用物理气相沉积方式在阳极电极和吸收层界面之间引入隔离层来抑制吸收层背面的结晶。

可选地，阳极电极为钼电极。

可选地，隔离层选自氧化硅、氮化硅、氧化铝、硒化钼、硫化钼、氮化钛、氮化铝或氮化硼。

可选地，隔离层的厚度大于1nm。

可选地，隔离层的厚度为5-20nm。

可选地，该方法包括以下步骤：

首先，在真空条件下，对钼基底进行以下处理中的一种，得到复合钼电极：

通过溅射方式将隔离层的原料溅射沉积到钼基底上；或者

通过热蒸发方式将隔离层的原料蒸发沉积到钼基底上；或者

通过电子束蒸发方式将隔离层的原料蒸发沉积到钼基底上；

其次，在复合钼电极上形成吸收层。

可选地，钼基底是磁控溅射在钠钙玻璃上的金属钼薄膜或金属钼箔。

可选地，在复合钼电极上形成吸收层的步骤包括：

在复合钼电极上形成铜锌锡硫(硒)前驱膜；

对铜锌锡硫(硒)前驱膜进行硫/硒化，实现在复合钼电极上形成吸收层。

可选地，在复合钼电极上形成铜锌锡硫(硒)前驱膜的步骤包括：

将铜、锌、锡、硫、硒引入到溶剂中，得到前驱体溶液；

将前驱体溶液复合到复合钼电极上，形成铜锌锡硫(硒)前驱膜。

可选地，对铜锌锡硫(硒)前驱膜进行硫/硒化的步骤是：