陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒薄膜太陽電池的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于銅銦鎵硒薄膜太陽電池制作技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒薄膜太陽電池的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]21世紀(jì)人類面臨的最大課題是不僅有能源問題，還有環(huán)境問題，利用太陽能來解決全球性的能源和環(huán)境問題越來越受到人們的重視，各種太陽電池應(yīng)運(yùn)而生。在能源日益短缺與過度使用礦石燃料而造成全球暖化的危機(jī)中，太陽能光伏發(fā)電已成為各國優(yōu)先考慮發(fā)展的潔凈能源。銅銦鎵硒(銅銦鎵硒)化合物太陽電池因轉(zhuǎn)換效率高、弱光發(fā)電性能好、穩(wěn)定性好、無衰減等優(yōu)點(diǎn)而成為最有希望的光伏器件之一。然而，由于電子產(chǎn)品需求量的不斷加大，對于各種稀有金屬的需求量也與日俱增，稀有金屬的價格日益上漲。在此大背景下，提高稀有金屬的利用率對于保護(hù)稀有金屬資源和降低電池生產(chǎn)成本來說都有巨大的意義。
[0003]銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽電池中，吸收層是整個電池的核心部分，大部分光生載流子的輸運(yùn)和收集工作是由吸收層(P型銅銦鎵硒層)所完成的。為了保證電池對光的充分吸收，大多將銅銦鎵硒吸收層的厚度制成1.5至2.5 μ m ;由于銅銦鎵硒均屬于貴重的稀有金屬資源，造成銅銦鎵硒薄膜太陽電池的制作成本難以下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種在不損失太陽光的利用率的基礎(chǔ)上，較少銅銦鎵硒材料的使用，大幅降低電池制作成本的陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒薄膜太陽電池的制備方法。
[0005]本發(fā)明包括如下技術(shù)方案:
[0006]陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒薄膜太陽電池的制備方法，其特點(diǎn)是:包括以下制備步驟:
[0007]步驟1.制作一面為粗糙面的襯底
[0008]米用等離子體刻蝕機(jī)，設(shè)置功率為0.5kw_lkw,壓強(qiáng)為3 X 10_2pa_5 X 10_2pa,通過Ar2對鈣鈉玻璃、P1、鈦箔或不銹鋼一面進(jìn)行均方根粗糙度為50-100nm的等離子體刻蝕，作為一面為粗糙面的襯底I ;
[0009]步驟2.在襯底的粗糙面上制作背電極
[0010]通過直流磁控濺射沉積系統(tǒng)在粗糙面襯底上沉積與襯底粗糙面的粗糙度相同、厚度為500-700nm的Mo作為背電極2 ；
[0011]步驟3.在背電極的表面制作陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒吸收層
[0012]采用傳統(tǒng)的共蒸發(fā)三步法在背電極上制作銅銦鎵硒吸收層；背電極上形成粗糙面銅銦鎵硒薄膜，采用腐蝕堿液對銅銦鎵硒吸收層表明進(jìn)行腐蝕處理，直至銅銦鎵硒薄膜表面的均方根粗糙度為20nm以下的，形成陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒吸收層；
[0013]步驟4.制作陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒薄膜太陽電池
[0014]在陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒薄膜上面自下至上依次制作緩沖層4 ;i_ZnO層5 ;透明窗口層6 ;減反射層7和柵線電極8，完成本發(fā)明陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒薄膜太陽電池的制作過程。
[0015]本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施:
[0016]所述腐蝕堿液為濃度為1.5mol/L的NaOH溶液，腐蝕溫度為80°C _85°C。
[0017]所述背電極為雙層Mo結(jié)構(gòu)。
[0018]所述緩沖層為50nm厚的CdS層；所述1-ΖηΟ層的厚度為50nm ;所述透明窗口層為350nm厚的ZnO = Al層；所述減反射層為10nm厚的MgF2層；所述柵線電極為2 μ m厚的N1-Al。
[0019]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0020]本發(fā)明通過在粗糙面背電極上共蒸發(fā)形成的I μ m厚銅銦鎵硒薄膜，經(jīng)腐蝕，形成表面均方根粗糙度為20nm以下的陷光結(jié)構(gòu)的銅銦鎵硒吸收層，增加了光在吸收層中所經(jīng)過的有效光程，在不損失太陽光的利用率的基礎(chǔ)上，大幅較少了稀有金屬資源的利用，既實現(xiàn)了對太陽光的有效利用，又大幅降低電池的生產(chǎn)成本，具有極其廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明制備的陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒薄膜太陽電池示意圖。
[0022]圖中，1-襯底，2-背電極，3-銅銦鎵硒吸收層，4-緩沖層，5-1-ZnO層，6-透明窗口層，7-減反射層，8-柵線電極。
【具體實施方式】
[0023]為能進(jìn)一步公開本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，特例舉以下實例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明如下:
[0024]陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒薄膜太陽電池的制備方法，其特點(diǎn)是:包括以下制備步驟:
[0025]步驟1.制作一面為粗糙面的襯底
[0026]米用等離子體刻蝕機(jī)，設(shè)置功率為0.5kw_lkw,壓強(qiáng)為3 X 10_2pa_5 X 10_2pa,通過Ar2對鈣鈉玻璃、P1、鈦箔或不銹鋼一面進(jìn)行均方根粗糙度為50-100nm的等離子體刻蝕，作為一面為粗糙面的襯底I ;
[0027]步驟2.在襯底的粗糙面上制作背電極
[0028]通過直流磁控濺射沉積系統(tǒng)在粗糙面襯底上沉積與襯底粗糙面的粗糙度相同、厚度為500-700nm的Mo作為背電極2 ；
[0029]步驟3.在背電極的表面制作陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒吸收層
[0030]采用傳統(tǒng)的共蒸發(fā)三步法在背電極上制作銅銦鎵硒吸收層；背電極上形成粗糙面銅銦鎵硒薄膜，采用腐蝕堿液對銅銦鎵硒吸收層表明進(jìn)行腐蝕處理，直至銅銦鎵硒薄膜表面的均方根粗糙度為20nm以下的，形成陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒吸收層；
[0031]步驟4.制作陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒薄膜太陽電池
[0032]在陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒薄膜上面自下至上依次制作緩沖層4 ;i_ZnO層5 ;透明窗口層6 ;減反射層7和柵線電極8，完成本發(fā)明陷光結(jié)構(gòu)銅銦鎵硒薄膜太陽電池的制作過程。
[0033]所述腐蝕堿液為濃度為1.5mol/L的NaOH溶液，腐蝕溫度為80°C _85°C。
[0034]所述背電極為雙層Mo結(jié)構(gòu)。
[0035]所述緩沖層為50nm厚的CdS層；所述1-ΖηΟ層的厚度為50nm ;所述透明窗口層為350nm厚的ΖηΟ:Α1層；所述減反射層為10nm厚的MgF2層；所述柵線電極為2 μ m厚的N1-Al。
[0036]實施例1:
[0037]步