【技术实现步骤摘要】
本申请涉及薄膜太阳能电池，特别涉及一种缓冲层、铜铟镓硒薄膜太阳能电池及制备方法。
技术介绍
1、铜铟镓硒薄膜太阳能电池以其转换效率高、带隙可调、性能稳定等优点被认为是较为理想的光电转换器件，近年来，由于人们对新型清洁能源的重视，铜铟镓硒薄膜太阳能电池成为人们关注的焦点，目前已有产业化商品入市，但铜铟镓硒的电池效率仍有待提高，其关键结构材料仍需要大量基础研究进行开发研究。
2、典型cigs器件异质结由n-zno/n-cds/p-cigs构成，其中n-cds缓冲层通常由化学水浴沉积工艺(cbd)制备，所制备薄膜致密，包覆性强，可减少异质结漏电，同时促进吸收层表面形成弱n型浅埋结，减少异质结缺陷复合；但cds薄膜禁带宽度为2.4ev，影响电池短波段光吸收，同时含有重金属元素cd，易对环境造成污染。因此无cd宽带隙缓冲层是cigs电池更为环保的重要举措。zn(o,s)材料以其无毒宽带隙连续可调(2.6-3.6ev)的特点受到越来越多的关注。
3、到目前为止，通过化学浴沉积(cbd)方法生长的zn(o,s)层似乎成为cds最成功的竞争对手。但应注意到cbd为湿法制备，而薄膜太阳能电池的其它各层通常在真空中用干法制备，因此，若采用干法和湿法混合工艺的生产线，则提高了工艺的复杂性；其次需要大量的反应器空间来放置溶液；再次，其防腐效果不佳，尤其是电介质溶剂易腐蚀热壁炉管，增加额外的检修频率等问题还存在安全隐患。
4、若采用真空工艺干法制备，则可大大提高cigs电池组件产率，是降低制造成本的重要途径，特别是不需
5、专利申请202211156879.x提供了一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池及其制备方法，以中频磁控溅射法沉积znxin1-xs(0<x<1)缓冲层，不仅克服了重金属镉危害人和环境健康安全的弊端，铟掺杂还提高了zns的施主浓度，促进载流子输运。但是由于铟作为贵价元素大大不利于铜铟镓硒太阳能电池的商业化生产，而且znxin1-xs(0<x<1)缓冲层溅射沉积过程要使用h2s气氛，对生产环境和人体造成不利影响的隐患仍然存在，加之使用掺in的单靶材进行溅射，in元素的掺杂含量也不易调控,使得电池对太阳光谱的响应范围较窄。
技术实现思路
1、鉴于此，有必要针对当前的铜铟镓硒薄膜太阳能电池存在的环境污染隐患且电池对太阳光谱的响应范围较窄的技术问题，提供一种环境友好并可拓宽电池对太阳光谱的响应范围的缓冲层、铜铟镓硒薄膜太阳能电池及制备方法。
2、为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：
3、本申请目的之一，提供了一种缓冲层的制备方法，包括下述步骤：
4、在cigs吸收层上以射频磁控溅射法沉积zn(o,s)缓冲层。
5、在其中一些实施例中，在cigs吸收层上以射频磁控溅射法沉积zn(o,s)缓冲层的步骤中，具体包括下述步骤：
6、将cigs吸收层的样品放入射频磁控溅射腔室内，采用zns靶材进行单靶磁控溅射镀膜，所述射频磁控溅射腔室的本底真空度为1.5×10-4-5.0×10-4pa，所述射频磁控溅射腔室的溅射气压为0.8-1.2pa，所述射频磁控溅射腔室内的工作气体为氩气和氧气，所述氩气的流量为30-60sccm，所述氧气的流量为2-3sccm，射频溅射功率为200-300w，射频溅射5-10min，沉积约50nm厚的zn(o,s)缓冲层。
7、在其中一些实施例中，所述射频溅射过程中先采用低频120w溅射2-3分钟，去除靶材表面氧化膜和杂质，再用高频300w溅射3-8min，沉积约50nm厚的zn(o,s)缓冲层。
8、在其中一些实施例中，所述zn(o,s)缓冲层的厚度为40-60nm。
9、本申请目的之二，还提供了一种缓冲层，由所述的制备方法制备得到。
10、本申请目的之三，还提供了一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
11、提供一衬底；
12、在所述衬底上沉积mo背电极；
13、在所述mo背电极上沉积cigs吸收层；
14、在cigs吸收层上以射频磁控溅射法沉积zn(o,s)缓冲层；
15、在所述zn(o,s)缓冲层表面制备窗口层和透明导电层；
16、在所述透明导电层表面制备栅极。
17、在其中一些实施例中，所述衬底包括钠钙玻璃或不锈钢箔或钛箔。
18、在其中一些实施例中，在所述衬底上沉积mo背电极的步骤中，具体包括下述步骤：
19、利用中频磁控溅射在所述衬底上制备双层mo背电极，其中：第一层mo薄膜厚度为200-300nm，第二层mo薄膜厚度为800-1000nm。
20、在其中一些实施例中，在所述mo背电极上沉积cigs吸收层的步骤中，具体包括下述步骤：
21、所述mo背电极放入mbe腔室内，使用三步共蒸工艺在所述mo背电极上沉积cigs吸收层。
22、在其中一些实施例中，在cigs吸收层上以射频磁控溅射法沉积zn(o,s)缓冲层的步骤中，具体包括下述步骤：
23、将cigs吸收层的样品放入射频磁控溅射腔室内，采用zns靶材进行单靶磁控溅射镀膜，为能改善制备膜层质量，提高材料的电学性能，所述射频磁控溅射腔室的本底真空度为1.5×10-4-5.0×10-4pa，所述射频磁控溅射腔室的溅射气压为0.8-1.2pa；所述射频磁控溅射腔室内的工作气体为氩气和氧气所述氧气的流量0.2-0.3sccm；射频溅射功率为120w/300w，射频溅射5-10min。
24、在其中一些实施例中，在所述zn(o,s)缓冲层表面制备窗口层和透明导电层的步骤中，具体包括下述步骤：
25、将所述zn(o,s)缓冲层放入射频磁控溅射腔室内，为了提高薄膜结晶质量和器件整体性能，充入流量比为10:1的氩气和氧气，在zn(o,s)缓冲层表面依次溅射50-60nm的i-zno以及200-300nm的azo。
26、在其中一些实施例中，在所述透明导电层表面制备栅极的步骤中，具体包括下述步骤：
27、通过热蒸镀方法在所述透明导电层表面蒸镀100-200nm的ni以及3000-5000nm的al。
28、本申请目的之四，还提供了一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池，由所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法制备得到。
29、本申请采用上述技术方案，其有益效果如下：
30、本申请提供的缓冲层、铜铟镓硒薄膜太阳能电池及制备方法，在cigs吸收层上以射频磁控溅射法沉积zn(o,s)缓冲层，一方面消除了含镉缓冲层存在的环境污染隐患；另一方面，可以通过控制氧氩气氛的流量比来调整带隙宽度，薄膜的光学带隙宽度在3.0-3.本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种缓冲层的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
2.如权利要求1所述的缓冲层的制备方法，其特征在于，在CIGS吸收层上以射频磁控溅射法沉积Zn(O,S)缓冲层的步骤中，具体包括下述步骤：
3.如权利要求2所述的缓冲层的制备方法，其特征在于，所述射频溅射过程中先采用低频120w溅射2-3分钟，再用高频300w溅射3-8min。
4.如权利要求1所述的缓冲层的制备方法，其特征在于，所述Zn(O,S)缓冲层的厚度为40-60nm。
5.一种缓冲层，其特征在于，所述由权利要求1至4任一项所述的制备方法制备得到。
6.一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述衬底包括钠钙玻璃或不锈钢箔或钛箔。
8.如权利要求6所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述衬底上沉积Mo背电极的步骤中，具体包括下述步骤：
9.如权利要求6所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述Mo背
10.如权利要求6所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，在CIGS吸收层上以射频磁控溅射法沉积Zn(O,S)缓冲层的步骤中，具体包括下述步骤：
11.如权利要求6所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述Zn(O,S)缓冲层表面制备窗口层和透明导电层的步骤中，具体包括下述步骤：
12.如权利要求6所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述透明导电层表面制备栅极的步骤中，具体包括下述步骤：
13.一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池，其特征在于，由权利要求6至12任一项所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种缓冲层的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
2.如权利要求1所述的缓冲层的制备方法，其特征在于，在cigs吸收层上以射频磁控溅射法沉积zn(o,s)缓冲层的步骤中，具体包括下述步骤：
3.如权利要求2所述的缓冲层的制备方法，其特征在于，所述射频溅射过程中先采用低频120w溅射2-3分钟，再用高频300w溅射3-8min。
4.如权利要求1所述的缓冲层的制备方法，其特征在于，所述zn(o,s)缓冲层的厚度为40-60nm。
5.一种缓冲层，其特征在于，所述由权利要求1至4任一项所述的制备方法制备得到。
6.一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述衬底包括钠钙玻璃或不锈钢箔或钛箔。
8.如权利要求6所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨春雷，陈璐璐，李伟民，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。