[发明专利]一种具有P掺杂的Mo电极的太阳电池制备方法

说明书

本发明公开一种具有P掺杂的Mo电极的太阳电池制备方法，包括以下步骤：在衬底上制备Mo金属电极；将所述Mo金属电极在浓度级别为mmol/L的磷酸根溶液中进行浸泡，然后以550℃退火30min，获得P掺杂的Mo电极；在所述P掺杂的Mo电极上形成金属预制层；对所述金属预制层进行后硒化处理或后硫化处理形成吸收层；在所述吸收层上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成本征氧化锌层和掺杂氧化锌层；以及形成顶电极。

技术领域

本发明涉及太阳电池制备技术，具体涉及一种具有P掺杂的Mo电极的太阳电池制备方法。

背景技术

太阳能是绿色清洁的能源之一，在解决化石能源危机方面具有重要的作用。提高太阳电池器件效率和降低制造成本是大规模商业化应用太阳电池的主要研究方向。化合物薄膜太阳电池具有较高理论效率，吸光率高，材料消耗低等优势，是最有前景的太阳电池之一。目前商业化应用的太阳电池为CIGS和CdTe等，通常利用金属Mo作为器件的正电极。Mo化学性能稳定，功函数为4.6eV。高功函数的背电极有利于太阳电池中空穴的传输。提高背电极的功函数，可以显著优化太阳电池吸收层与背电极之间的势垒高度，提高器件效率。

Mo的功函数与铜锌锡硫硒(CZTSSe)等光伏材料的功函数不匹配，限制了器件效率的提升。而其他高功函数的电极如Au等，价格昂贵，不利于薄膜太阳电池的商业化应用。在CZTSSe太阳电池高温硒化制备时，硫或者硒会与Mo生成二硫(硒)化钼(MoS(e)₂)，恶化器件的串联电阻，从而降低器件效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开一种P掺杂的Mo电极的制备方法，包括以下步骤：在衬底上制备Mo金属电极；将所述Mo金属电极在浓度级别为mmol/L的磷酸根溶液中进行浸泡，然后以550℃退火30min，获得P掺杂的Mo电极；在所述P掺杂的Mo电极上形成金属预制层；对所述金属预制层进行后硒化处理或后硫化处理形成吸收层；在所述吸收层上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成本征氧化锌层和掺杂氧化锌层；以及形成顶电极。

本发明的具有P掺杂的Mo电极的太阳电池制备方法中，优选为，所述磷酸根溶液是磷酸钠溶液、磷酸锂溶液、磷酸钾溶液、磷酸铷溶液或磷酸铯溶液。

本发明的具有P掺杂的Mo电极的太阳电池制备方法中，优选为，所述磷酸根溶液的浓度为3mmol/L～9mmol/L。

本发明的具有P掺杂的Mo电极的太阳电池制备方法中，优选为，所述Mo金属电极浸泡在磷酸根溶液中的时间为20min。

本发明的具有P掺杂的Mo电极的太阳电池制备方法中，优选为，所述吸收层材料为铜锌锡硒薄膜、铜锌锡硫硒薄膜或铜铟镓硒薄膜。

本发明的具有P掺杂的Mo电极的太阳电池制备方法中，优选为，所述缓冲层材料为CdS、ZnS、(Cd,Zn)S、Zn(O,S)或In₂S₃，厚度为30nm～100nm。

本发明的具有P掺杂的Mo电极的太阳电池制备方法中，优选为，所述缓冲层采用化学水浴法、原子层沉积法或蒸发法制备。

本发明的具有P掺杂的Mo电极的太阳电池制备方法中，优选为，所述顶电极为铝或者镍铝合金，厚度为0.5μm～4μm。

本发明的具有P掺杂的Mo电极的太阳电池制备方法中，优选为，所述本征氧化锌层的厚度为30nm～150nm，所述掺杂氧化锌的厚度为300nm～1500nm。

通过磷酸钠溶液(Na₃PO₄)处理，制备P掺杂的Mo电极，使Mo的功函数从4.6eV提高到5.6eV。P掺杂的Mo电极不仅提高了背电极的功函数，还抑制了MoS(e)₂。磷酸钠溶液处理Mo电极制备P掺杂的Mo工艺简单，降低了太阳电池的制造成本。

附图说明