[发明专利]一种室温硫化的铜基吸收层薄膜和太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种室温硫化的铜基吸收层薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

1)在Mo正电极上采用磁控溅射方法顺序溅射Mo/M2/M1/M3/M1金属预置层，第一层M1金属采用直流电源恒功率溅射，功率为85W，溅射时间为4min，第二层M1金属采用直流电源恒功率溅射，功率为80W，溅射时间为5min；金属M3也采用直流电源恒功率溅射，功率为26W，溅射时间为25.5min；金属M2采用直流电源恒电流溅射，电流为110mA，溅射时间为10.5min；然后将金属预置层在X气氛下550℃退火10min得到铜基吸收层薄膜；所述铜基吸收层薄膜包括具有M1、M2、M3、X及其组合的化合物，其中，M1是铜Cu、银Ag或其组合，M2是铟In、铝Al、锌Zn或其组合，M3是镓Ga、锗Ge、锡Sn或其组合，并且X是硒Se、硫S或其组合；

2)使用氨水和硫化氨蒸气处理步骤1)得到的铜基吸收层薄膜表面，获得具有前表面梯度带隙的铜基吸收层薄膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氨水溶液的浓度为25wt％，用于挥发产生硫化氨蒸气的硫化氨溶液的浓度为20wt％，硫化氨蒸气的处理时间为5min～60min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铜基吸收层薄膜的厚度为0.4～3μm。

4.一种室温硫化的铜基吸收层薄膜，其特征在于，由权利要求1～3任一项所述的制备方法制备得到。

5.一种室温硫化的铜基薄膜太阳电池，其特征在于，所述铜基薄膜太阳电池的吸收层为权利要求4所述的铜基吸收层薄膜。

6.根据权利要求5所述的铜基薄膜太阳电池，其特征在于，包括依次层叠设置的衬底、正电极、吸收层、缓冲层、窗口层和顶电极。

7.根据权利要求6所述的铜基薄膜太阳电池，其特征在于，所述衬底的材料为钠钙玻璃、无钠玻璃或石英玻璃，正电极材料为金属Mo；

优选地，所述缓冲层的材料为CdS、ZnS、(Cd,Zn)S、Zn(O,S)或In₂S₃；

优选地，所述窗口层包括依次层叠设置的本征氧化锌层和掺杂氧化锌层；

优选地，所述顶电极的材料为铝或镍铝合金。

8.根据权利要求7所述的铜基薄膜太阳电池，其特征在于，所述正电极为在衬底上制备的Mo金属电极；正电极的厚度为1～2μm；

优选地，吸收层的厚度为0.4～3μm；

优选地，所述缓冲层的厚度为30～100nm；

优选地，所述窗口层中的本征氧化锌层的厚度为30～150nm；

优选地，所述窗口层中的掺杂氧化锌层的厚度为300～1500nm；

优选地，所述顶电极的厚度为0.5～4μm。

9.一种室温硫化的铜基薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于，包括：

衬底；

在所述衬底上形成正电极；

根据权利要求1～3任一项所述的制备方法制备铜基吸收层薄膜；

在所述吸收层上形成缓冲层；

在所述缓冲层上形成窗口层；

在所述窗口层上形成顶电极。