專利名稱：一種cigs納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光伏電池領(lǐng)域，具體涉及ー種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池能將可再生的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成無(wú)污染的電能，是開發(fā)和利用太陽(yáng)能中較為受關(guān)注的課題。當(dāng)前，研究得較多的太陽(yáng)能電池材料有單晶硅、多晶硅、非晶硅、神化鎵、硫化鎘、鎘碲、銅銦硫、銅銦鎵硒、銅銦鎵硒硫等類型。隨著人們對(duì)太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率的高要求以及納米技術(shù)的發(fā)展，更多人開始將上述材料利用納米技術(shù)制成薄膜太陽(yáng)能電池、納米線太陽(yáng)能電池、納米棒太陽(yáng)能電池，其中，銅銦鎵硒(CIGS)光伏電池是目前重要的薄膜光伏電池。CIGS為直接帶隙半導(dǎo)體，具有較高的光吸收系數(shù)，光電轉(zhuǎn)化效率較高，當(dāng)前報(bào)道的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模制備的CIGS薄膜太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過(guò)了 20%，但是距離最大的理論轉(zhuǎn)換效率還有很大差距。中國(guó)專利CN 101459200A公開了柔性銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池及其吸收層的制備方法，其采用柔性金屬材料或聚酰亞胺為襯底，以Mo電極作為背電扱，并制備金屬預(yù)制層，再在180-300°C的高溫中進(jìn)行硒化或硫化處理制備吸收層，這ー過(guò)程可控重復(fù)性好，減少了硒和硫的用量，過(guò)程可控，設(shè)備簡(jiǎn)單。但需要在較高溫度下制備吸收層，且制備的薄膜吸收層比表面積較小，對(duì)光的吸收較ー維納米結(jié)構(gòu)要弱。中國(guó)專利CN 101768729A公開了磁控濺射法制備銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池光吸收層的方法，該方法在底電極上通過(guò)磁控濺射法，采用單靶濺射、富銅靶和貧銅靶同時(shí)或先后濺射，制備出具有高反應(yīng)活性，可快速反應(yīng)燒結(jié)的CIGS前驅(qū)薄膜,然后將CIGS前驅(qū)薄膜進(jìn)行熱處理，快速反應(yīng)生成平整、致密、均勻、光電性能良好的CIGS太陽(yáng)電池光吸收層薄膜。該方法可控性強(qiáng)，薄膜質(zhì)量高，均勻性好，エ藝簡(jiǎn)單，適合エ業(yè)化生產(chǎn)。中國(guó)專利CN 101471394A公開了銅銦鎵硫硒薄膜太陽(yáng)電池光吸收層的制備方法，該方法采用非真空液相化學(xué)法制備銅銦鎵硒硫薄膜，制備エ藝簡(jiǎn)單，成本低廉，設(shè)備投資少，原料利用率高，可控性強(qiáng)，可重復(fù)性好，易于實(shí)現(xiàn)大面積、高質(zhì)量薄膜的制備和大規(guī)模生產(chǎn)，但制備過(guò)程中需要加入多種溶液調(diào)節(jié)劑，容易引入雜質(zhì)，并對(duì)薄膜的結(jié)晶性產(chǎn)生影響。Paul Alivisatos等人通過(guò)在導(dǎo)電玻璃上分別旋涂硫化亞銅納米晶和硫化鎘納米棒的方法制備硫化亞銅納米晶太陽(yáng)電池，制備出的太陽(yáng)電池穩(wěn)定性較好，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了I. 6%，但這種制備方法需要含有吸收層納米晶的溶液，不易于其它種類太陽(yáng)電池的制備。上述幾種方法都能制備出高質(zhì)量的CIGS薄膜，但規(guī)?；a(chǎn)制備的CIGS薄膜太陽(yáng)能光伏電池轉(zhuǎn)換效率一般不超過(guò)15%，低于實(shí)驗(yàn)室制備的CIGS薄膜太陽(yáng)電池20%光電轉(zhuǎn)換效率，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論轉(zhuǎn)換效率。目前納米線陣列結(jié)構(gòu)的CIGS太陽(yáng)能光伏電池是各國(guó)研發(fā)的重點(diǎn)。納米線陣列光伏電池具有薄膜光伏電池不具備的優(yōu)點(diǎn)一是納米線陣列可以有效的減少光反射，増加光伏電池對(duì)光的吸收能力；ニ是能夠充分利用納米線陣列直徑較小，光線的吸收發(fā)生在納米線陣列的軸向，納米線陣列之間的距離小于光波波長(zhǎng)來(lái)增大對(duì)光的吸收，而且納米線的晶體點(diǎn)陣擇優(yōu)取向減小了點(diǎn)陣畸變，減小對(duì)光的反射；三是納米線陣列的比表面積大，増大了載流子產(chǎn)生的幾率，且載流子的輸運(yùn)發(fā)生在徑向，減少了空穴和電子復(fù)合的幾率，能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)能光伏電池光電轉(zhuǎn)換效率的大幅提高。所以，部分人嘗試采用不同方法制備CIGS納米線陣列太陽(yáng)能光伏電池光吸收層。 Carmelo Sunseria等人通過(guò)使用氧化招模板的恒壓沉積的方法制備出的CIS和CIGS納米線陣列，帶隙為I. 55eV,與太陽(yáng)電池的最優(yōu)帶隙I. 45eV較為接近，是ー種可以在太陽(yáng)電池中應(yīng)用并提高轉(zhuǎn)化效率的材料。Yi Cui等人第一次利用Au顆粒催化的VLS生長(zhǎng)方法，制備出CIGS納米線。但這種含有一維納米線陣列的太陽(yáng)電池的制備エ藝較為復(fù)雜，相應(yīng)地其制備成本較高，不易于大面積加工生產(chǎn)，而且對(duì)納米線點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)和取向的控制能力有限，還沒(méi)有制備出可實(shí)用的納米線結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池。從現(xiàn)有的文獻(xiàn)來(lái)到，在所有的納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池中，納米線太陽(yáng)電池相對(duì)于薄膜太陽(yáng)電池可以達(dá)到較高的光電轉(zhuǎn)化效率。雖然有通過(guò)Au顆粒催化、使用模板的電化學(xué)方法制備的多種納米線太陽(yáng)電池，但是目前還不存在ー種エ藝簡(jiǎn)單、制作成本較低且能夠用于大面積納米線太陽(yáng)電池制備的方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供ー種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的制備方法，該方法具有エ藝簡(jiǎn)單、成本較低、過(guò)程可控、能夠進(jìn)行大面積加工、對(duì)設(shè)備要求不高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的另一目的在于提供由上述方法制備得到的CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)ー種銅銦鎵硒(CIGS)納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的制備方法，是在由氣固反應(yīng)方法制備的硫化亞銅或硫化銅納米線陣列的基礎(chǔ)上，結(jié)合電化學(xué)沉積方法及熱處理方法鍍上銅銦鎵硒等元素，最終制備得到銅銦鎵硒納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池；上述CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的制備方法，具體包括以下步驟(I)在襯底上，通過(guò)物理氣相沉積法或電化學(xué)沉積法，依次沉積背電極層和銅膜，得到沉積了銅膜的襯底；(2)將沉積了銅膜的襯底與硫化氫/氧氣混合氣體混合，10-200°C下加熱l_500h，銅膜轉(zhuǎn)換為硫化亞銅或硫化銅納米線陣列；將硫化亞銅或硫化銅納米線陣列放入鹽酸水溶液中將表面氧化層溶掉，再通過(guò)電化學(xué)沉積法，在硫化亞銅或硫化銅納米線陣列上沉積銅銦鎵硒元素，再經(jīng)過(guò)硒化或硫化后，生成P型半導(dǎo)體納米線陣列；(3)在p型半導(dǎo)體納米線陣列表面沉積n型半導(dǎo)體薄層，得到具有p_n結(jié)的核/殼型納米線陣列；(4)在p-n結(jié)的核/殼型納米線陣列上，通過(guò)物理氣相沉積法依次沉積窗ロ層和金屬柵格電極，金屬合金化形成金屬歐姆接觸，得到銅銦鎵硒(CIGS)納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池；步驟(I)所述的襯底為陶瓷、云母、高分子塑料、金屬、硅片、玻璃或不銹鋼片中的ー種；步驟(I)所述的背電極為鑰、鋁、金、銅、ITO玻璃、銀、鎢、鎳或鈦中的ー種，背電極層的厚度為50nm-50 V- m ；步驟(I)和(4)所述的物理氣相沉積法為濺射法、熱蒸發(fā)法、電子束蒸發(fā)法、激光束蒸發(fā)法或硒化法；步驟(I)所述的電化學(xué)沉積法為脈沖電化學(xué)沉積、恒壓電化學(xué)沉積或恒流電化學(xué)沉積；步驟⑵所述的p型半導(dǎo)體納米線陣列是由半導(dǎo)體合金(CuxBh)Cy(DzSh)2組成，其中0 < X彡1，0彡y彡1，0彡z < 1，B為銀和/或金，C為鋁、銦或鎵中的ー種以上，D為硒和/或碲；所述的電化學(xué)沉積法是脈沖電化學(xué)沉積法、恒壓電化學(xué)沉積法或恒流電化學(xué) 沉積法；所述沉積可以是采用ー種電化學(xué)沉積方法共沉積也可以是采用其中的ー種以上電化學(xué)沉積方法分步沉積；步驟⑵所述的硫化氫/氧氣混合氣體中，硫化氫的體積百分比為1-100% ；優(yōu)選地，混合氣體中氧氣與硫化氫的體積為I : (2-2.5);所述鹽酸水溶液的濃度為0.001_2mol/L ；步驟⑵所述p型半導(dǎo)體納米線陣列中的納米線直徑為10_500nm，長(zhǎng)度為100nm-500 u m ；步驟⑵所述的硒化是將樣品在Ar氣或者氮?dú)獗Ｗo(hù)下，置于H2Se中，100_1500°C下加熱0. l-50h ;所述的硫化是將樣品在Ar氣或者氮?dú)獗Ｗo(hù)下，置于H2S中，100-1500°C下加熱 0. l-50h ；步驟(3)所述的n型半導(dǎo)體薄層為硫化鎘、硫化鋅、硒化鋅、氧化鎂、氧化鋅、硒化銦、硫化銦、銦鋅硒、氧化錫或硫化錫中的ー種以上，n型半導(dǎo)體薄層的厚度為l_200nm ；步驟(3)所述的沉積為化學(xué)浴、旋涂、浸潤(rùn)、電化學(xué)沉積或物理氣相沉積；步驟(4)所述的窗ロ層為摻鋁氧化鋅、ITO薄膜、石墨烯薄膜或碳納米管薄膜中的ー種，窗ロ層的厚度為lnm-10 V- m ；步驟(4)所述的金屬柵格電極為鑰、鋁、金、銅、鎢鈦合金、ITO玻璃、銀、鎢、鎳或鈦中的ー種。由上述方法制備得到的CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池，襯底之上依次是背電極和p型半導(dǎo)體納米線陣列，P型半導(dǎo)體納米線陣列之上依次是n型半導(dǎo)體薄層和窗ロ層，窗ロ層上是金屬柵格電極。上述的CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池可以用于太陽(yáng)能發(fā)電。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果I、本發(fā)明應(yīng)用電化學(xué)沉積技術(shù)在硫化亞銅或硫化銅納米線陣列的基礎(chǔ)上，制備出太陽(yáng)能光伏電池的吸收層，制備方法簡(jiǎn)單，相比于需要高真空條件或者高溫條件制備吸收層的制備方法，成本較低，對(duì)設(shè)備要求不高，可以方便地進(jìn)行大面積應(yīng)用。制備出的納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電池的光電轉(zhuǎn)化效率較高。2、本發(fā)明采用電化學(xué)沉積技術(shù)在硫化亞銅或硫化銅納米線陣列的基礎(chǔ)上制備太陽(yáng)能光伏電池，制備成本較低，制備的吸收層納米線陣列分布均勻，且由于硫化亞銅或硫化銅納米線陣列可以在不同襯底上同時(shí)進(jìn)行大面積生長(zhǎng)，且電化學(xué)沉積方法對(duì)工作電極的面積沒(méi)有限制，可以在此基礎(chǔ)上利用電化學(xué)方法進(jìn)行大面積納米線陣列太陽(yáng)能光伏電池的制備。3、本發(fā)明的方法通過(guò)先生長(zhǎng)硫化亞銅或硫化銅納米線陣列，再電化學(xué)沉積其它元素，可以通過(guò)改變電解液配方等，很方便地進(jìn)行沉積元素種類和沉積元素比例的調(diào)節(jié)，改變納米線陣列的組成，從而制備出不同組分的納米線太陽(yáng)電池。
4、本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電池運(yùn)用了納米線陣列直徑較小，光線的吸收發(fā)生在納米線陣列的軸向，納米線陣列之間的距離小于光波波長(zhǎng)來(lái)增大對(duì)光的吸收；運(yùn)用納米線陣列的擇優(yōu)取向減小了點(diǎn)陣畸變，減小對(duì)光的反射；運(yùn)用納米線陣列的比表面積大的特點(diǎn)，增大載流子產(chǎn)生的幾率，且載流子的輸運(yùn)發(fā)生在徑向，減少了空穴和電子復(fù)合的幾率，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能光伏電池光電轉(zhuǎn)換效率的大幅提高。


圖I是本發(fā)明CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，I-襯底，2-背電扱，3-p型半導(dǎo)體納米線陣列，4-n型半導(dǎo)體薄層，5-窗ロ層，6-金屬柵格電扱。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例Iー種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池，由以下步驟制備得到(I)將銅片用0-6號(hào)砂紙打磨，并依次用酒精、丙酮、去離子水超聲清洗5min ;然后在銅片上沉積(磁控濺射)ー層Mo，Mo的厚度為800nm ；(2)在沉積了 Mo層的銅片上濺射ー層厚度為Ium的銅膜；(3)將步驟(2)的產(chǎn)物與硫化氫/氧氣混合氣體(兩者的體積比為I : 2)混合，20°C下加熱16h,生成硫化銅納米線；(4)將硫化銅納米線放入lmol/L稀鹽酸中將表面氧化層溶解掉；(5)將步驟⑷的產(chǎn)物作為工作電極，鉬絲做對(duì)電極，參比電極選用SCE，用含有氯化銦的酸性溶液為電解液，運(yùn)用脈沖電流法沉積ー層In ;然后將產(chǎn)物在Ar氣保護(hù)下，置于H2S氣氛中，500°C下加熱2h，生成p型半導(dǎo)體納米線陣列。(6)將步驟(5)的產(chǎn)物先在50mM的硫酸鎘中浸潤(rùn)20s，用去離子水沖洗后，再在50mM的硫化鈉中浸潤(rùn)20s，再用去離子水沖洗；依次浸潤(rùn)多個(gè)循環(huán)后，得到厚度為60nm的硫化鎘層；(7)將浸潤(rùn)后的產(chǎn)物放在磁控濺射儀旋轉(zhuǎn)基片架上依次濺射本征氧化鋅層、摻鋁氧化鋅層，濺射厚度分別為50nm和500nm ;最后濺射Ti叉支式電極；(8)將步驟(7)的產(chǎn)物加熱，金屬合金化后形成歐姆接觸，制成CIS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池。所制得的CIS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池其結(jié)構(gòu)如圖I所示，襯底I是銅片，襯底I之上是厚度為800nm的Mo背電極層2，背電極2上依次是CuInS2半導(dǎo)體納米線陣列3和CdS、本征氧化鋅半導(dǎo)體薄層4，半導(dǎo)體薄層4之上依次是摻鋁氧化鋅層5和Ti柵格電極6。
所制得的CIS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的比表面積相對(duì)于其它類型太陽(yáng)能電池增加較多，使得其對(duì)光線的吸收面積變大，且實(shí)施例I的方法制備的P型層中硫化亞銅為單晶結(jié)構(gòu)，再沉積In，比多晶和非晶太陽(yáng)能電池對(duì)光的反射要小。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)施例I的CIS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的P型層進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)其在整個(gè)可見光區(qū)的吸光度均達(dá)到了 1.5以上，相比于薄膜的P型層結(jié)構(gòu)，其吸光度増加了近70%。且本發(fā)明電化學(xué)沉積過(guò)程中不需要采用高真空或者高溫條件，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，成本較低；通過(guò)對(duì)電解液中各物質(zhì)濃度的調(diào)節(jié)，可以很方便的得到所需元素組成比例的半導(dǎo)體納米線陣列。另外，該太陽(yáng)能電池的核/殼結(jié)構(gòu)使得載流子的運(yùn)動(dòng)沿徑向，能夠減少載流子的符合，從而提高納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電池效率。實(shí)施例2 ー種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池，由以下步驟制備得到(I)將玻璃片依次用lmol/L的NaOH、lmol/L的HCl溶液、無(wú)水こ醇、去離子水超聲清洗，然后在玻璃片上熱蒸發(fā)ー層Mo，Mo的厚度為800nm ；(2)在熱蒸發(fā)了 Mo后的襯底上熱蒸發(fā)ー層厚度為Ium的銅膜；(3)將步驟⑵的產(chǎn)物與硫化氫/氧氣混合氣體(兩者的體積比為I : 2)混合，10°C下加熱18h,生長(zhǎng)硫化亞銅納米線；(4)將硫化亞銅納米線放入lmol/L的稀鹽酸中將表面氧化層溶解掉；(5)將步驟(4)的產(chǎn)物在氯化銨、氯化鎘、氨水和硫脲的混合溶液中進(jìn)行化學(xué)浴，沉積硫化鎘殼層，厚度為60nm ；(6)將化學(xué)浴后的產(chǎn)物放在基片架上熱蒸發(fā)摻鋁氧化鋅層，厚度為500nm ;最后蒸發(fā)Al叉支式電極；(7)將步驟(6)的產(chǎn)物加熱，金屬合金化后形成歐姆接觸，制成Cu2S納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池。所制得的Cu2S納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池其結(jié)構(gòu)如圖I所示，襯底I是玻璃，襯底I之上是厚度為800nm的Mo背電極層2，背電極2上依次是Cu2S半導(dǎo)體納米線陣列3和CdS半導(dǎo)體薄層4，半導(dǎo)體薄層4之上依次是摻鋁氧化鋅層5和Al柵格電極6。所制得的Cu2S納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的比表面積相對(duì)于其它類型太陽(yáng)能電池增加較多，使得其對(duì)光線的吸收面積變大，且實(shí)施例2制備的P型層中硫化亞銅為單晶結(jié)構(gòu)，比多晶和非晶太陽(yáng)能電池對(duì)光的反射要小。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)施例2的Cu2S納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的P型層進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)其在整個(gè)可見光區(qū)的吸光度均達(dá)到了 I. 4以上，相比于薄膜的p型層結(jié)構(gòu)，其吸光度増加了近60%。另外，該太陽(yáng)能電池的核/殼結(jié)構(gòu)使得載流子的運(yùn)動(dòng)沿徑向，能夠減少載流子的符合，從而提高納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電池效率。實(shí)施例3ー種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池，由以下步驟制備得到(I)將硅片依次用lmol/L的NaOH、lmol/L的HCl溶液、無(wú)水こ醇、去離子水超聲清洗；然后在硅片上沉積(磁控濺射)ー層Mo，Mo的厚度為800nm ；(2)在沉積了 Mo后的襯底上濺射ー層厚度為Ium的銅膜；(3)將步驟⑵的產(chǎn)物與硫化氫/氧氣混合氣體(兩者的體積比為I : 2)混合，18°C下加熱12h，生長(zhǎng)硫化亞銅納米線；
(4)將硫化亞銅納米線放入lmol/L稀鹽酸中將表面氧化層溶解掉；(5)將步驟⑷的產(chǎn)物作為工作電極，對(duì)電極為鉬絲，工作電極為SCE，用含有氯化銦，氯化鎵和亞硒酸的酸性溶液為電解液，利用脈沖電壓法共沉積In、Ga、Se ;然后將產(chǎn)物在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，置于H2Se氣氛中，300°C下加熱0. Ih,生成p型半導(dǎo)體納米線陣列；(6)將50mM硝酸鎘滴在步驟(5)的產(chǎn)物上旋涂后，再將50mM的硫化鈉滴在步驟
(5)的產(chǎn)物上旋涂；重復(fù)滴入硝酸鎘、硫化鈉多次后，沉積得到硫化鎘殼層，其厚度為60nm ；
(7)將步驟￠)的產(chǎn)物放在磁控濺射儀旋轉(zhuǎn)基片架上濺射沉積摻鋁氧化鋅層，沉積厚度為500nm ;最后派射Ti叉支式電極；(8)將步驟(7)的產(chǎn)物加熱，金屬合金化后形成歐姆接觸，制成銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池。所制得的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池其結(jié)構(gòu)如圖I所示，襯底I是硅片，襯底I之上是厚度為800nm的Mo背電極層2，背電極2上依次是Cu(In0.8Ga0.2) (Sea5Sa5)2半導(dǎo)體納米線陣列3和CdS半導(dǎo)體薄層4，半導(dǎo)體薄層4之上依次是摻鋁氧化鋅層5和Ti柵格電極6。所制得的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的比表面積相對(duì)于其它類型太陽(yáng)能電池增加較多，使得其對(duì)光線的吸收面積變大，同吋，實(shí)施例3制備的P型層中硫化亞銅為單晶結(jié)構(gòu)，再沉積其它元素，比多晶和非晶太陽(yáng)能電池對(duì)光的反射要小。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)施例3的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的p型層進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)其在整個(gè)可見光區(qū)的吸光度均達(dá)到了 I. 2以上，相比于平面的p型層結(jié)構(gòu)，其吸光度増加了近40%。且本發(fā)明電化學(xué)沉積過(guò)程中不需要采用高真空或者高溫條件，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，成本較低；通過(guò)對(duì)電解液中各物質(zhì)濃度的調(diào)節(jié)，可以很方便的得到所需元素組成比例的半導(dǎo)體納米線陣列。另外，該太陽(yáng)能電池的核/殼結(jié)構(gòu)使得載流子的運(yùn)動(dòng)沿徑向，能夠減少載流子的符合，從而提高納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電池效率。實(shí)施例4ー種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池，由以下步驟制備得到(I)在新剖開的云母片上電子束蒸發(fā)ー層Mo, Mo的厚度為800nm ；(2)在電子束蒸發(fā)Mo后的襯底上蒸發(fā)ー層厚度為Ium的銅膜；(3)將步驟⑵的產(chǎn)物與硫化氫/氧氣混合氣體(兩者的體積比為I : 2)混合，24°C下加熱12h，生長(zhǎng)硫化亞銅納米線；(4)將硫化亞銅納米線放入稀鹽酸中將表面氧化層溶解掉；(5)將步驟(4)的產(chǎn)物作為工作電極加上遮擋板，對(duì)電極為鉬絲，工作電極為SCE，分別用含有氯化銦、氯化鎵、亞硒酸的酸性溶液為電解液，利用恒壓法共沉積In、Ga、Se ;然后將產(chǎn)物在Ar氣保護(hù)下置于H2Se氣氛中，600°C下加熱6h，生成p型半導(dǎo)體納米線陣列；(6)將步驟(5)的產(chǎn)物在硫酸鋅，硫脲，氨水和水合肼的混合溶液中進(jìn)行化學(xué)浴，沉積上硫化鋅殼層，厚度為60nm ；(7)將步驟(6)的產(chǎn)物放在基片架上蒸發(fā)摻鋁氧化鋅層，沉積厚度為500nm ;最后沉積Al叉支式電極；(8)將步驟(7)的產(chǎn)物加熱，金屬合金化后形成歐姆接觸，制成銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池。
所制得的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池其結(jié)構(gòu)如圖I所示，襯底I是云母，襯底I之上是厚度為800nm的Mo背電極層2，背電極2上依次是Cu(Ina7Gaa3) (Se。. 6SQ.4) 2半導(dǎo)體納米線陣列3和ZnS半導(dǎo)體薄層4，半導(dǎo)體薄層4之上依次是摻鋁氧化鋅層5和Al柵格電極6。所制得的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的比表面積相對(duì)于其它類型太陽(yáng)能電池增加較多，使得其對(duì)光線的吸收面積變大，同吋，實(shí)施例4制備的P型層中硫化銅為單晶結(jié)構(gòu)，再沉積其它元素，比多晶和非晶太陽(yáng)能電池對(duì)光的反射要小。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)施例4的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的p型層進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)其在整個(gè)可見光區(qū)的吸光度均達(dá)到了 1.4以上，相比于平面的p型層結(jié)構(gòu)，其吸光度増加了近60%。且本發(fā)明電化學(xué)沉積過(guò)程中不需要采用高真空或者高溫條件，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，成本較低；通過(guò)對(duì)電解液中各物質(zhì)濃度的調(diào)節(jié)，可以很方便的得到所需元素組成比例的半導(dǎo)體納米線陣列。另外，該太陽(yáng)能電池的核/殼結(jié)構(gòu)使得載流子的運(yùn)動(dòng)沿徑向，能夠減少載流子的符合，從而提高納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電池效率。實(shí)施例5 ー種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池，由以下步驟制備得到(I)將聚苯こ烯塑料依次用無(wú)水こ醇、去離子水超聲清洗，然后在聚苯こ烯塑料襯底上蒸發(fā)(電子束蒸發(fā))ー層Ag，Ag的厚度為700nm ；(2)在電子束蒸發(fā)Ag后的襯底上蒸發(fā)ー層厚度約為Ium的銅膜；(3)將步驟(2)的產(chǎn)物與硫化氫/氧氣混合氣體(兩者的體積比為I : 2.5)混合，26°C下加熱12h，生長(zhǎng)硫化銅納米線陣列；(4)將步驟(3)所得生長(zhǎng)了硫化銅納米線陣列的襯底放入0. 7mol/L的鹽酸水溶液中將表面氧化層溶解掉；(5)將步驟⑷的產(chǎn)物作為工作電極，對(duì)電極為鉬絲，工作電極為SCE，分別用含有氯化銦的酸性溶液為電解液，利用恒流法沉積In，用含有氯化鎵的酸性溶液為電解液,利用恒壓法沉積Ga，用含有亞硒酸的酸性溶液為電解液，利用恒壓法沉積Se ;然后將產(chǎn)物在Ar氣保護(hù)下置于H2Se氣氛中，400°C下加熱4h，生成p型半導(dǎo)體納米線陣列；(6)利用氧化鎂為靶材，在步驟(5)的產(chǎn)物上磁控濺射ー層氧化鎂層，厚度為70nm ；(7)將步驟(6)的產(chǎn)物放在基片架上蒸發(fā)摻鋁氧化鋅層，沉積厚度為600nm，最后沉積Cu叉支式電極；(8)將步驟(7)的產(chǎn)物加熱，金屬合金化后形成歐姆接觸，制成銅銦鎵硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池。所制得的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池其結(jié)構(gòu)如圖I所示，襯底I是聚苯こ烯塑料，襯底I之上是厚度為700nm的Ag背電極層2，背電極2上依次是Cu (In0.7Ga0.3)(Sea76Sa3)2半導(dǎo)體納米線陣列3和MgO半導(dǎo)體薄層4，半導(dǎo)體薄層4之上依次是摻鋁氧化鋅層5和Cu柵格電極6。所制得的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的比表面積相對(duì)于其它類型太陽(yáng)能電池增加較多，使得其對(duì)光線的吸收面積變大，同吋，實(shí)施例5制備的P型層中硫化銅為單晶結(jié)構(gòu)，再沉積其它元素，比多晶和非晶太陽(yáng)能電池對(duì)光的反射要小。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)施例5的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的P型層進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)其在整個(gè)可見光區(qū)的吸光度均達(dá)到了 I. 2以上，相比于平面的p型層結(jié)構(gòu)，其吸光度増加了近40%。且本發(fā)明電化學(xué)沉積過(guò)程中不需要采用高真空或者高溫條件，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，成本較低，通過(guò)對(duì)電解液中各物質(zhì)濃度的調(diào)節(jié)，可以很方便的得到所需元素組成比例的半導(dǎo)體納米線陣列。另外，該太陽(yáng)能電池的核/殼結(jié)構(gòu)使得載流子的運(yùn)動(dòng)沿徑向，能夠減少載流子的符合，從而提高納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電池效率。實(shí)施例6ー種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池，由以下步驟制備得到(I)將鎳片依次用無(wú)水こ醇、去離子水超聲清洗，然后在鎳片上蒸發(fā)ー層Ag，Ag的厚度為700nm ；(2)在電子束蒸發(fā)Ag后的襯底上蒸發(fā)ー層厚度約為Ium的銅膜；(3)將步驟(2)的產(chǎn)物與硫化氫/氧氣混合氣體(兩者的體積比為I : 2.5)混合，28°C下加熱12h，生長(zhǎng)硫化亞銅納米線陣列；(4)將步驟(3)所得生長(zhǎng)了硫化亞銅納米線陣列的襯底放入0. 7mol/L的鹽酸水溶液中將表面氧化層溶解掉；(5)將步驟⑷的產(chǎn)物作為工作電極加上遮擋板，對(duì)電極為鉬絲，工作電極為SCE，分別用含有氯化銦的酸性溶液為電解液，利用脈沖電流法沉積In ;用含有氯化鎵的酸性溶液為電解液，利用脈沖電壓法沉積Ga ;用含有亞硒酸的酸性溶液為電解液，利用脈沖電壓法沉積Se ;然后將產(chǎn)物在Ar氣保護(hù)下置于H2S氣氛中，600°C下加熱6h，生成p型半導(dǎo)體納米線陣列；(6)利用硒化銦為靶材，在步驟(5)的產(chǎn)物上磁控濺射ー層硒化銦層，厚度為70nm ；(7)將步驟(6)的產(chǎn)物放在基片架上蒸發(fā)摻鋁氧化鋅層，沉積厚度為600nm，最后沉積Cu叉支式電極；(8)將步驟(7)的產(chǎn)物加熱，金屬合金化后形成歐姆接觸，制成銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電池。所制得的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池其結(jié)構(gòu)如圖I所示，襯底I是鎳片，襯底I之上是厚度為700nm的Ag背電極層2，背電極2上依次是Cu(Ina8Gaa2) (Se。. 4SQ.6) 2半導(dǎo)體納米線陣列3和InSe半導(dǎo)體薄層4，半導(dǎo)體薄層4之上依次是摻鋁氧化鋅層5和Cu柵格電極6。所制得的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的比表面積相對(duì)于其它類型太陽(yáng)能電池增加較多，使得其對(duì)光線的吸收面積變大，同吋，實(shí)施例6制備的P型層中硫化亞銅為單晶結(jié)構(gòu)，再沉積其它元素，比多晶和非晶太陽(yáng)能電池對(duì)光的反射要小。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)施例6的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的p型層進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)其在整個(gè)可見光區(qū)的吸光度均達(dá)到了 1.4以上，相比于平面的p型層結(jié)構(gòu)，其吸光度増加了近60%。且本發(fā)明電化學(xué)沉積過(guò)程中不需要采用高真空或者高溫條件，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，成本較低，通過(guò)對(duì)電解液中各物質(zhì)濃度的調(diào)節(jié)，可以很方便的得到所需元素組成比例的半導(dǎo)體納米線陣列。另外，該太陽(yáng)能電池的核/殼結(jié)構(gòu)使得載流子的運(yùn)動(dòng)沿徑向，能夠減少載流子的符合，從而提高納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電池效率。
實(shí)施例7
ー種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池，其結(jié)構(gòu)、成分、制備原料和制備方法同實(shí)施例6，所不同的是背電極2為Au,厚度為50nm ;n型半導(dǎo)體薄層4為In2S,厚度為Inm ;步驟(3)的加熱時(shí)間為lh，所用稀鹽酸濃度為0. OOlmol/L，所用硫化處理溫度為100°C，時(shí)間為50h。所制得的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的比表面積相對(duì)于其它類型太陽(yáng)能電池增加較多，使得其對(duì)光線的吸收面積變大，同吋，實(shí)施例7制備的P型層中硫化亞銅為單晶結(jié)構(gòu)，再沉積其它元素，比多晶和非晶太陽(yáng)能電池對(duì)光的反射要小。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)施例7的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的p型層進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)其在整個(gè)可見光區(qū)的吸光度均達(dá)到了 I. 3以上，相比于平面的p型層結(jié)構(gòu)，其吸光度増加了近50%。且本發(fā)明電化學(xué)沉積過(guò)程中不需要采用高真空或者高溫條件，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，成本較低，通過(guò)對(duì)電解液中各物質(zhì)濃度的調(diào)節(jié)，可以很方便的得到所需元素組成比例的半導(dǎo)體納米線陣列。另外，該太陽(yáng)能電池的核/殼結(jié)構(gòu)使得載流子的運(yùn)動(dòng)沿徑向，能夠減少載流子的符合，從而提高納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電池效率。實(shí)施例8ー種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池，其結(jié)構(gòu)、成分、制備原料和制備方法同實(shí)施例6，所不同的是金屬柵格電極6為Au ;n型半導(dǎo)體薄層4為InZnSe,厚度為200nm ;窗ロ層5為碳納米管薄膜，背電極層2厚度為50um，步驟(3)的加熱時(shí)間為500h，所用鹽酸水溶液濃度為5mol/L，所用硫化處理溫度為1000°C，時(shí)間為0. lh。所制得的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的比表面積相對(duì)于其它類型太陽(yáng)能電池增加較多，使得其對(duì)光線的吸收面積變大，同吋，實(shí)施例8制備的P型層中硫化亞銅為單晶結(jié)構(gòu)，再沉積其它元素，比多晶和非晶太陽(yáng)能電池對(duì)光的反射要小。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)施例8的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的p型層進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)其在整個(gè)可見光區(qū)的吸光度均達(dá)到了 1.4以上，相比于平面的p型層結(jié)構(gòu)，其吸光度増加了近60%。且電化學(xué)沉積過(guò)程中不需要采用高真空或者高溫條件，制備過(guò)程簡(jiǎn)單成本較低，通過(guò)對(duì)電解液中各物質(zhì)濃度的調(diào)節(jié)，可以很方便的得到所需元素組成比例的半導(dǎo)體納米線陣列。且本發(fā)明電化學(xué)沉積過(guò)程中不需要采用高真空或者高溫條件，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，成本較低，通過(guò)對(duì)電解液中各物質(zhì)濃度的調(diào)節(jié)，可以很方便的得到所需元素組成比例的半導(dǎo)體納米線陣列。另外，該太陽(yáng)能電池的核/殼結(jié)構(gòu)使得載流子的運(yùn)動(dòng)沿徑向，能夠減少載流子的符合，從而提高納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電池效率。實(shí)施例9ー種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池，其結(jié)構(gòu)、成分、制備原料和制備方法同實(shí)施例6，所不同的是所述n型殼層為SnO2，窗ロ層為石墨烯薄膜、n型殼層厚度為lOOnm，背電極層厚度為25um，步驟(3)的加熱時(shí)間為30h，所用鹽酸水溶液濃度為3mol/L。所制得的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的比表面積相對(duì)于其它類型太陽(yáng)能電池增加較多，使得其對(duì)光線的吸收面積變大，同吋，實(shí)施例9制備的P型層中硫化亞銅為單晶結(jié)構(gòu)，再沉積其它元素，比多晶和非晶太陽(yáng)能電池對(duì)光的反射要小。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)施例9的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的p型層進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)其在整個(gè)可見光區(qū)的吸光度均達(dá)到了 I. 3以上，相比于平面的p型層結(jié)構(gòu)，其吸光度増加了近50%。且本發(fā)明電化學(xué)沉積過(guò)程中不需要采用高真空或者高溫條件，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，成本較低，通過(guò)對(duì)電解液中各物質(zhì)濃度的調(diào)節(jié)，可以很方便的得到所需元素組成比例的半導(dǎo)體納米線陣列。另外，該太陽(yáng)能電池的核/殼結(jié)構(gòu)使得載流子的運(yùn)動(dòng)沿徑向，能夠減少載流子的符合，從而提高納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電池效率。實(shí)施例10ー種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池，其結(jié)構(gòu)、成分、制備原料和制備方法同實(shí)施例6，所不同的是所述金屬柵格 電極為鎢鈦合金、所述n型殼層為SnS2,窗ロ層為ITO薄膜，n型殼層厚度為80nm，背電極層厚度為20um，步驟(3)的加熱時(shí)間為25h，所用鹽酸水溶液濃度為 2mol/L。所制得的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的比表面積相對(duì)于其它類型太陽(yáng)能電池增加較多，使得其對(duì)光線的吸收面積變大，同時(shí)，實(shí)施例10制備的P型層中硫化亞銅為單晶結(jié)構(gòu)，再沉積其它元素，比多晶和非晶太陽(yáng)能電池對(duì)光的反射要小。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)施例10的銅銦鎵硒硫納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的P型層進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)其在整個(gè)可見光區(qū)的吸光度均達(dá)到了 I. 2以上，相比于平面的P型層結(jié)構(gòu)，其吸光度増加了近40%。且本發(fā)明電化學(xué)沉積過(guò)程中不需要采用高真空或者高溫條件，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，成本較低，通過(guò)對(duì)電解液中各物質(zhì)濃度的調(diào)節(jié)，可以很方便的得到所需元素組成比例的半導(dǎo)體納米線陣列。另外，該太陽(yáng)能電池的核/殼結(jié)構(gòu)使得載流子的運(yùn)動(dòng)沿徑向，能夠減少載流子的符合，從而提高納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電池效率。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的制備方法，其特征在于是在由氣固反應(yīng)方法制備的硫化亞銅或硫化銅納米線陣列的基礎(chǔ)上，結(jié)合電化學(xué)沉積方法及熱處理方法制備CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的制備方法，其特征在包括以下步驟 (1)在襯底上，通過(guò)物理氣相沉積法或電化學(xué)沉積法，依次沉積背電極層和銅膜，得到沉積了銅膜的襯底； (2)將沉積了銅膜的襯底與硫化氫/氧氣混合氣體混合，10-200°C下加熱l_500h，銅膜轉(zhuǎn)換為硫化亞銅或硫化銅納米線陣列；將硫化亞銅或硫化銅納米線陣列放入鹽酸水溶液中將表面氧化層溶掉，再通過(guò)電化學(xué)沉積法，在硫化亞銅或硫化銅納米線陣列上沉積銅銦鎵硒元素，再經(jīng)過(guò)硒化或硫化后，生成P型半導(dǎo)體納米線陣列； (3)在P型半導(dǎo)體納米線陣列表面沉積η型半導(dǎo)體薄層，得到具有ρ-η結(jié)的核/殼型納米線陣列； (4)在ρ-η結(jié)的核/殼型納米線陣列上，通過(guò)物理氣相沉積法依次沉積窗口層和金屬柵格電極，得到CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池； 步驟(2)所述的電化學(xué)沉積法是脈沖電化學(xué)沉積法、恒壓電化學(xué)沉積法或恒流電化學(xué)沉積法；所述的電化學(xué)沉積法為采用一種電化學(xué)沉積方法共沉積或采用其中的一種以上電化學(xué)沉積方法分步沉積； 步驟⑵所述的P型半導(dǎo)體納米線陣列是由半導(dǎo)體合金(CuxB1JCy(DzSh)2組成，其中O < X ^ 1,0 ^ y ^ 1,0 ^ ζ < 1，Β為銀和/或金，C為鋁、銦或鎵中的一種以上，D為硒和/或締。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的制備方法，其特征在 步驟(I)所述的襯底為陶瓷、云母、高分子塑料、金屬、硅片、玻璃或不銹鋼中的一種； 步驟(I)所述的背電極為鑰、鋁、金、銅、ITO玻璃、銀、鎢、鎳或鈦中的一種，背電極層的厚度為 50nm_50 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的制備方法，其特征在 步驟(I)所述的電化學(xué)沉積法是脈沖電化學(xué)沉積法、恒壓電化學(xué)沉積法或恒流電化學(xué)沉積法； 步驟(I)和(4)所述的物理氣相沉積法為濺射法、熱蒸發(fā)法、電子束蒸發(fā)法、激光束蒸發(fā)法或硒化法。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的制備方法，其特征在 步驟(2)所述的硫化氫/氧氣混合氣體中，硫化氫的體積百分比為1-100% ； 步驟(2)所述的硒化是將樣品在Ar氣或者氮?dú)獗Ｗo(hù)下，置于H2Se中，100-1500°C下加熱O. l-50h ;所述的硫化是將樣品在Ar氣或者氮?dú)獗Ｗo(hù)下，置于H2S中，100-1500°C下加熱.O.l-50h。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的制備方法，其特征在步驟(3)所述的η型半導(dǎo)體薄層為硫化鎘、硫化鋅、硒化鋅、氧化鎂、氧化鋅、硒化銦、硫化銦、銦鋅硒、氧化錫或硫化錫中的一種以上，η型半導(dǎo)體薄層的厚度為l_200nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的制備方法，其特征在步驟(3)所述的沉積為化學(xué)浴、旋涂、浸潤(rùn)、電化學(xué)沉積或物理氣相沉積。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池的制備方法，其特征在 步驟(4)所述的窗口層為摻鋁氧化鋅、ITO薄膜、石墨烯薄膜或碳納米管薄膜中的一種，窗口層的厚度為Inm-IOym ; 步驟(4)所述的金屬柵格電極為鑰、鋁、金、銅、鎢鈦合金、ITO玻璃、銀、鎢、鎳或鈦中的一種。
9.一種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池，其特征在于是由權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法制備得到。
10.權(quán)利要求9所述的CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池在太陽(yáng)能發(fā)電中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池及其制備方法，該方法是在由氣固反應(yīng)方法制備的硫化亞銅或硫化銅納米線陣列的基礎(chǔ)上，結(jié)合電化學(xué)沉積方法及熱處理方法，制備得到CIGS納米結(jié)構(gòu)薄膜光伏電池。半導(dǎo)體納米線陣列的成分、相結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)可以通過(guò)在電化學(xué)沉積時(shí)改變沉積方法、電解液中的離子種類，離子沉積順序及后期處理進(jìn)行改變，從而制備出不同組分的納米線陣列太陽(yáng)能光伏電池。該電池能減小對(duì)光的反射，增大對(duì)光的吸收，同時(shí)還可增大載流子產(chǎn)生的幾率，減少空穴和電子復(fù)合的幾率，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換效率的大幅提高。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，成本較低，對(duì)設(shè)備要求不高，可以方便地進(jìn)行大面積應(yīng)用，制備出的納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電池的光電轉(zhuǎn)化效率較高。
文檔編號(hào)H01L31/032GK102629632SQ20121012978
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者任山, 劉珠鳳, 李明, 李立強(qiáng), 洪瀾 申請(qǐng)人:中山大學(xué)