[0256] 所述P型吸收層材料為Sb2Se3,厚度為1. 5iim;
[0257] 四、沉積空穴傳導(dǎo)層步驟:采用電阻加熱蒸發(fā)法,在P型吸收層4上沉積空穴傳導(dǎo) 層5;
[0258] 所述空穴傳導(dǎo)層材料為M〇03,厚度為200nm;
[0259] 五、沉積背電極層步驟:采用噴涂法,在P型吸收層4上沉積背電極層6,從而制得 PN結(jié)結(jié)構(gòu)的化合物薄膜太陽(yáng)能電池,所述背電極層6為Au材料,厚度為1ym,所述背電極 層形狀為連續(xù)平面。
[0260] 實(shí)施例19,包括沉積透明電極層步驟、沉積N型緩沖層步驟、沉積P型吸收層步驟、 沉積空穴傳導(dǎo)層步驟、沉積背電極層步驟:
[0261] 一、沉積透明電極層步驟:采用磁控濺射法在襯底1表面沉積透明電極層2 ;
[0262] 所述襯底為玻璃,厚度為2cm ;
[0263] 所述透明電極層為Sn02:F,厚度為800nm ;
[0264] 二、沉積N型緩沖層步驟:采用溶液涂膜法在透明電極層2上沉積N型緩沖層3;
[0265] 所述N型緩沖層為T(mén)i02材料,厚度為500nm ;
[0266] 三、沉積P型吸收層步驟:采用溶液涂膜法,在N型緩沖層3上沉積P型吸收層4;
[0267] 所述P型吸收層材料為Cu3SbS3,厚度為3iim;
[0268] 四、沉積空穴傳導(dǎo)層步驟:采用電阻加熱蒸發(fā)法,在P型吸收層4上沉積空穴傳導(dǎo) 層5;
[0269] 所述空穴傳導(dǎo)層材料為M〇03,厚度為200nm;
[0270] 五、沉積背電極層步驟:采用絲網(wǎng)印刷法,在P型吸收層4上沉積背電極層6,從 而制得PN結(jié)結(jié)構(gòu)的化合物薄膜太陽(yáng)能電池,所述背電極層(6)為A1,厚度為lym,所述背 電極層形狀為連續(xù)平面。
[0271] 實(shí)施例20,包括沉積透明電極層步驟、沉積N型緩沖層步驟、沉積P型吸收層步驟、 沉積空穴傳導(dǎo)層步驟、沉積背電極層步驟:
[0272] -、沉積透明電極層步驟:采用磁控濺射法在襯底1表面沉積透明電極層2;
[0273] 所述襯底為玻璃,厚度為2cm ;
[0274] 所述透明電極層為Sn02:F,厚度為800nm;
[0275] 二、沉積N型緩沖層步驟:采用溶液涂膜法在透明電極層2上沉積N型緩沖層3;
[0276] 所述N型緩沖層為T(mén)i02材料,厚度為500nm ;
[0277] 三、沉積P型吸收層步驟:采用溶液涂膜法,在N型緩沖層3上沉積P型吸收層4;
[0278] 所述P型吸收層材料為Cu3SbS4,厚度為3iim;
[0279] 四、沉積空穴傳導(dǎo)層步驟:采用電阻加熱蒸發(fā)法,在P型吸收層4上沉積空穴傳導(dǎo) 層5;
[0280] 所述空穴傳導(dǎo)層材料為M〇03,厚度為200nm ;
[0281] 五、沉積背電極層步驟:采用絲網(wǎng)印刷法,在P型吸收層4上沉積背電極層6,從而 制得PN結(jié)結(jié)構(gòu)的化合物薄膜太陽(yáng)能電池,所述背電極層6為Ag,厚度為1ym,所述背電極 層形狀為連續(xù)平面。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種化合物薄膜太陽(yáng)能電池,包括襯底(1)及在其上依次沉積的透明電極層(2)、N 型緩沖層(3)、P型吸收層(4)和背電極層化),其特征在于: 所述P型吸收層(4)材料為訊2Se3、化3訊S3或化3訊S4。
2. 如權(quán)利要求1所述的化合物薄膜太陽(yáng)能電池,其特征在于: 所述P型吸收層(4)上沉積有空穴傳導(dǎo)層巧),空穴傳導(dǎo)層(5)上再沉積背電極層化)。
3. 如權(quán)利要求1所述的化合物薄膜太陽(yáng)能電池,其特征在于: 所述襯底(1)為玻璃材料;所述透明電極層似為Sn化:F、1叫〇3 : Sn或化0 : A1 材料;所述 N 型緩沖層(3)為 Ti〇2、CdS、化僅 0)、ZnO、InaSs、1〇2 僅 0, 0H) 3、SbaSa 或 BaTi〇3 材料;所述背電極層做為1〇、(:11、411、化、4肖、(:或41材料或者它們的二元組合,所述二元 組合為在一種材料的背電極層上再沉積另一種材料的背電極層。
4. 如權(quán)利要求3所述的化合物薄膜太陽(yáng)能電池,其特征在于: 所述襯底(1)厚度為0. 01cm~3. 2cm ;所述透明電極層似厚度為10皿~1000皿;所 述N型緩沖層做厚度為10皿~500皿;所述P型吸收層(4)厚度為0. 2 y m~3 y m ;所述 背電極層(6)厚度為0.2um~lOum;所述背電極層形狀為連續(xù)平面。
5. 如權(quán)利要求2所述的化合物薄膜太陽(yáng)能電池,其特征在于: 所述襯底(1)為玻璃材料;所述透明電極層似為Sn〇2 : F、1叫〇3 : Sn或化0 : A1 材料;所述N型緩沖層(3)為T(mén)i〇2、CdS、化僅0)、化0、InaSs、1〇2僅0, 0H) 3、訊2S3或BaTi〇3 材料;所述空穴傳導(dǎo)層(5)為齡〇3、化0、胖〇3、¥2〇5、化41〇2或化1材料;所述背電極層(6)為 1〇、化、411、化、4肖、(:或41材料或者它們的二元組合,所述二元組合為在一種材料的背電極 層上再沉積另一種材料的背電極層。
6. 如權(quán)利要求5所述的化合物薄膜太陽(yáng)能電池,其特征在于: 所述襯底(1)厚度為0. 01cm~3. 2cm ;所述透明電極層似厚度為10皿~1000皿;所 述N型緩沖層做厚度為10皿~500皿;所述P型吸收層(4)厚度為0. 2 y m~3 y m ;所述 空穴傳導(dǎo)層妨厚度為2皿~200皿;所述背電極層做厚度為0.2 ym~10 ym;所述背電 極層形狀為連續(xù)平面。
7. 權(quán)利要求1、3或4所述的化合物薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法,包括沉積透明電極層 步驟、沉積N型緩沖層步驟、沉積P型吸收層步驟、沉積背電極層步驟,其特征在于: 一、 沉積透明電極層步驟;采用磁控姍射、電阻加熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、激光脈沖沉積法 在襯底(1)表面沉積透明電極層(2); 二、 沉積N型緩沖層步驟;采用磁控姍射、電阻加熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、激光脈沖沉積、 電化學(xué)沉積、化學(xué)水浴沉積、溶液涂膜、噴霧熱解、金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積和原子層 沉積法在透明電極層(2)上沉積N型緩沖層(3); H、沉積P型吸收層步驟;采用磁控姍射、電阻加熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、激光脈沖沉積、 電化學(xué)沉積或溶液涂膜法,在N型緩沖層(3)上沉積P型吸收層(4); 四、沉積背電極層步驟;采用磁控姍射、電阻加熱蒸發(fā)、噴涂或絲網(wǎng)印刷法,在P型吸收 層(4)上沉積背電極層化),從而制得PN結(jié)結(jié)構(gòu)的化合物薄膜太陽(yáng)能電池。
8. 如權(quán)利要求7所述的化合物薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法,其特征在于: 所述襯底(1)厚度為0. 01cm~3. 2cm ;所述透明電極層似厚度為10皿~1000皿;所 述N型緩沖層做厚度為10皿~500皿;所述P型吸收層(4)厚度為0. 2 y m~3 y m ;所述 背電極層(6)厚度為0.2um~lOum;所述背電極層形狀為連續(xù)平面。
9. 權(quán)利要求2、5或6所述的化合物薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法,包括沉積透明電極層 步驟、沉積N型緩沖層步驟、沉積P型吸收層步驟、沉積空穴傳導(dǎo)層步驟、沉積背電極層步 驟,其特征在于: 一、 沉積透明電極層步驟;采用磁控姍射、電阻加熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、激光脈沖沉積法 在襯底(1)表面沉積透明電極層(2); 二、 沉積N型緩沖層步驟;采用磁控姍射、電阻加熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、激光脈沖沉積、 電化學(xué)沉積、化學(xué)水浴沉積、溶液涂膜、噴霧熱解、金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積和原子層 沉積法在透明電極層(2)上沉積N型緩沖層(3); H、沉積P型吸收層步驟;采用磁控姍射、電阻加熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、激光脈沖沉積、 電化學(xué)沉積或溶液涂膜法,在N型緩沖層(3)上沉積P型吸收層(4); 四、 沉積空穴傳導(dǎo)層步驟;采用磁控姍射、電阻加熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、原子層沉積、化 學(xué)水浴沉積、激光脈沖沉積、金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積法在P型吸收層(4)上沉積空穴 傳導(dǎo)層巧); 五、 沉積背電極層步驟;采用磁控姍射、電阻加熱蒸發(fā)、噴涂或絲網(wǎng)印刷法,在P型吸收 層(4)上沉積背電極層化),從而制得PN結(jié)結(jié)構(gòu)的化合物薄膜太陽(yáng)能電池。
10. 如權(quán)利要求9所述的化合物薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法,其特征在于: 所述襯底(1)厚度為0. 01cm~3. 2cm ;所述透明電極層似厚度為10皿~1000皿;所 述N型緩沖層(3)厚度為10皿~500皿;所述P型吸收層(4)厚度為0. 2]im~3]im ;所述 空穴傳導(dǎo)層(5)厚度為2nm~200nm ;所述背電極層(6)厚度為0. 2 y m~10 y m ;所述背電 極層形狀為連續(xù)平面。
【專(zhuān)利摘要】化合物薄膜太陽(yáng)能電池及其制備方法,屬于半導(dǎo)體光電材料與薄膜太陽(yáng)能電池制備領(lǐng)域,解決現(xiàn)有化合物薄膜太陽(yáng)能電池中所需材料在地殼中含量較少、價(jià)格昂貴、對(duì)人體有毒的問(wèn)題。本發(fā)明的化合物薄膜太陽(yáng)能電池,包括襯底及透明電極層、N型緩沖層、P型吸收層和背電極層,P型吸收層材料為Sb2Se3、Cu3SbS3或Cu3SbS4;本發(fā)明的制備方法包括沉積透明電極層步驟、沉積N型緩沖層步驟、沉積P型吸收層步驟、沉積電極層步驟;還可以加入沉積空穴傳導(dǎo)層步驟。本發(fā)明中構(gòu)成P型吸收層的各種材料均選自地殼中資源豐富且不含有毒成分的元素,在制造和使用過(guò)程中不會(huì)造成環(huán)境污染,由它們構(gòu)成的P型吸收層材料的禁帶寬度范圍約為0.5ev~2.5ev,光譜響應(yīng)范圍較廣,吸光系數(shù)高達(dá)105cm-1。
【IPC分類(lèi)】H01L31-18, H01L31-032, H01L31-072
【公開(kāi)號(hào)】CN104659123
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310601907
【發(fā)明人】唐江, 周英, 冷美英, 劉新勝, 韓珺, 羅苗
【申請(qǐng)人】華中科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2013年11月25日