[发明专利]I‑III‑VI族材料双结薄膜太阳电池的制备方法

摘要

本发明涉及一种I‑III‑VI族材料双结薄膜太阳电池的制备方法，步骤包括衬底上依次制备背电极Mo、底电池p型吸收层、底电池n型缓冲层、底电池本征窗口层、连接层、顶电池p型吸收层、顶电池n型缓冲层、顶电池本征窗口层、顶电池导电窗口层和电极层。本发明采用连接层将底电池和顶电池直接内部连接，实现了底电池和顶电池的内部串联连接，简化了电池结构和电池制作工艺，降低了电池的制作成本；采用超薄纳米金属Mo在透明金属氧化物与顶电池吸收层之间进行过渡，即解决了两者直接接触引起的反结现象，又发挥了Mo薄膜利于生长I‑III‑VI族材料的优势。

主权项

I‑III‑VI族材料双结薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：步骤1：在玻璃衬底、柔性金属箔衬底或柔性聚酰亚胺衬底上，采用直流磁控溅射法室温下制备厚度600nm‑800nm的背电极Mo薄膜；步骤2：在背电极Mo上，采用共蒸发的方法制备1.5‑2.0μm厚的窄带隙CIGS薄膜作为底电池p型吸收层；步骤3：在底电池p型吸收层上，采用化学浴的方法生长30‑50nm厚的n型CdS薄膜作为底电池n型缓冲层；步骤4：底电池n型缓冲层上，采用射频磁控溅射法制备50‑60nm厚的本征ZnO薄膜作为底电池本征窗口层；步骤5：在底电池本征窗口层上，采用射频磁控溅射法在底电池先制备一层厚度为300‑600nm的透明金属氧化物导电层，再制备一层厚度为30‑50nm的Mo纳米金属导电层，两个导电层构成连接层；步骤6：在连接层的纳米金属导电层上，采用共蒸发的方法制备1‑1.5μm的宽带隙CGS薄膜作为顶电池p型吸收层；步骤7：在顶电池p型吸收层上，采用化学浴的方法生长30‑50nm的n型CdS薄膜作为顶电池n型缓冲层；步骤8：在顶电池n型缓冲层上，采用射频磁控溅射法制备50‑60nm厚的本征ZnO薄膜作为顶电池本征窗口层；步骤9：在顶电池本征窗口层上，采用射频磁控溅射法法制备厚度为400‑600nm的Al掺杂ZnO形成的ZAO薄膜或ITO薄膜作为顶电池导电窗口层；步骤10：在顶电池导电窗口层上，采用直流磁控溅射法制备厚度为2‑4μm的Al作为电极层，形成由连接层将步骤1‑步骤4制成的CIGS/CdS异质结底电池和步骤6‑步骤7制成的CGS/CdS异质结顶电池串联成一体的I‑III‑VI族材料双结薄膜太阳电池。