一种低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池制造技术

本发明专利技术提供了一种低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池，运用于太阳能电池技术领域，在钠钙玻璃基板、或带有钠的柔性基板上、镀约0.35至1.0微米厚钼薄膜、在钼薄膜镀有约0.7至1.5微米厚，或1.0微米标准厚度的光伏

【技术实现步骤摘要】
一种低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，特别涉及为一种低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池。

技术介绍

[0002]现有常见的薄膜太阳能电池，采用
‘
碲化镉
’
、
‘
非晶硅
’
或
‘
铜铟镓硒
’
等薄膜材料，转换太阳能光伏电，采用钠钙玻璃、金属或其它柔性基板，使用高温蒸发，或先使用溅射工艺，镀上金属材料后，再采用
‘
硒化
’
或
‘
碲化
’
工艺，建立
‘
P
‑
N结
’
，然后在吸收层的上层和下层铺上前后电极；除
‘
非晶硅
’
，这些薄膜材料都是些十分昂贵的稀少材料，而
‘
非晶硅
’
的转换效率太低，
‘
碲化镉
’
有污染问题，
‘
铜铟镓硒
’
制造工艺十分复杂，很难商品化，尤其对
‘
铜铟镓硒
’
薄膜技术，常见使用的电镀沉淀工艺，或使用
‘
金属
’
预制膜或
‘
金属氧化物
’
经过纳米印刷工艺制造。这些工艺皆不利于批量生产，单
‘
硒化
’
工艺，就可长达 8 小时，并需用大量有毒气体，比如使用
‘
硒化氢
’
来逐步使
‘
铜铟镓
’
薄膜层
‘
硒
’
化成
‘
铜铟镓硒
’
薄膜层。为解决低成本批量生产，使太阳能芯片能与传统的煤油发电厂竞争无污染的能源供应，促使太阳能的商业化，我们必须使用有高转换率性能和低成本的原材料。此专利技术使用一个原子厚的石墨烯透明导电膜为前电极，
‘
铜锌锡硒
’
薄膜为吸收层（absorber layer）。要在低温下做好
‘
铜锌锡硒
’
薄膜，并能保证它持有最优化的化学成分比例，成为标准的批量生产工艺，我们使用已匹配好化学成分的
‘
铜锌锡硒
’
四元素固态靶材，用射频或负离子直流脉冲磁控溅射工艺，一次性镀膜；同时，为避免高温下
‘
硒
’
的流失，一般行业采用的工艺是利用
‘
硒化氢
’
气体来补充
‘
硒
’
的流失；但这种气体有毒，不适应批量生产。为了避免这个缺陷，我们使用低温溅射后，再使用高温真空退火炉，分别退火，使用固态
‘
硒
’
来控制
‘
硒
’
的流失，既避免有毒的
‘
硒化氢
’
气体，同时，我们将低成本的退火炉单独出来，减轻高真空溅射炉的设备成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在解决原有工艺不适应批量生产的问题，提供一种低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池。
[0004]本专利技术为解决技术问题采用如下技术手段：我们采用低温溅射，能避免溅射时
‘
硒
ꢀ’
的流失；跟着，我们将已具备良好
‘
化学成分
’
的
‘
铜锌锡硒
’
薄膜基板，调离真空溅射生产线（为避免占用
‘
铜锌锡硒
’
真空线，它是生产线上最复杂的瓶颈工艺环节），并采用单独的廉价退火炉进行高温退火；此退火炉用坩埚放置固态硒元素，在真空环境下进行高温退火，滋长大体积的
‘
铜锌锡硒
’
晶体；由于前面采用四元素固态靶材，已保证了
‘
铜锌锡硒
’ꢀ
的化学成分，无需添加硒元素；退火炉内放置的固态
‘
硒
’
，它并不是为了在
‘
铜锌锡硒
’
薄膜中添加
‘
硒
’
，而是为了保证退火炉内有富裕的
‘
硒
’
气体气氛，扼制
‘
铜锌锡硒
’
薄膜中
‘
硒
’
的流失。这工艺保证了大体积的
‘
铜锌锡硒
’
晶体，保证了
‘
铜锌锡硒
’
化学成分的优化及重复性，保证了退火期间
‘
铜锌锡硒
’
薄膜不会有
‘
硒
’
的流失，保证了硒在整个
‘
铜锌锡硒
’
薄膜层间
的均匀性，保证了高转换率的
‘
铜锌锡硒
’
批量生产工艺。
[0005]本专利技术提供一种低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池，在钠钙玻璃基板（1）上镀上钼薄膜，在所述钼薄膜镀上光伏
‘
铜锌锡硒
’
薄膜层（3），在
‘
铜锌锡硒
’
薄膜层（3）上表面镀上“p
‑
n结”薄膜（11）；所述钠钙玻璃基板（1）还可以用带有钠的柔性基板替换。
[0006]进一步的，所述的低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池，所述“铜锌锡硒”薄膜及晶体 （3）上，镀有0.05微米厚的
‘
硫化镉
’
或
‘
硫化锌（4）
’
。
[0007]进一步的，所述的低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池，所述
‘
硫化镉
’
或
‘
硫化锌（4）
’
上，镀约0.1微米厚的绝缘层氧化锌（5）。
[0008]进一步的，所述的低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池，所述
‘
氧化锌（5）
’
上，镀约0.35至1.9微米厚的
‘
石墨烯透明导电膜
’
为前电极（6）。
[0009]进一步的，所述的低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池，所述
‘
石墨烯透明导电膜
’
前电极（6）上，镀上约0.05微米厚的镍 （7），该镍（7）上镀有约3.0微米厚铝膜（8）。
[0010]进一步的，所述的低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池，所述铝膜（8）上，镀上约0.05微米厚的一层保护镍（9）。
[0011]进一步的，所述的低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池，所述保护镍（9）上，放置约1.0至4.0毫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池，其特征在于，在钠钙玻璃基板（1）上镀上钼薄膜，在所述钼薄膜镀上光伏
‘
铜锌锡硒
’
薄膜层（3），在
‘
铜锌锡硒
’
薄膜层（3）上表面镀上“p
‑
n结”薄膜（11）；所述钠钙玻璃基板（1）还可以用带有钠的柔性基板替换。2.根据权利要求1所述的低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池，其特征在于，所述“铜锌锡硒”薄膜及晶体 （3）上，镀有0.05微米厚的
‘
硫化镉
’
或
‘
硫化锌（4）
’
。3.根据权利要求1所述的低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池，其特征在于，所述
‘
硫化镉
’
或
‘
硫化锌（4）
’
上，镀约0.1微米厚的绝缘层氧化锌（5）。4.根据权利要求1所述的低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池，其特征在于，所述
‘
氧化锌（5）
’
上，镀约0.35至1.9微米厚的
‘
石墨烯透明导电膜
’
为前电极（6）。5.根据权利要求1所述的低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池，其特征在于，所述
‘
石墨烯透明导电膜
’
前电极（6）上，镀上约0.05微米厚的镍 （7），该镍（7）上镀有约3.0微米厚铝膜（8）。6.根据权利要求1所述的低温溅射的石墨烯透明电极薄膜太阳能电池，其特征在于，所述铝膜（8）上，镀上约0.05微米厚的一层保护镍（9）。7.根据权利要求1所述的低...

【专利技术属性】
技术研发人员：马给美，
申请(专利权)人：项芳利，
类型：发明
国别省市：