一種柔性襯底銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽(yáng)電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池因?yàn)槠涔に囅冗M(jìn)，成本低廉且易于彎曲而用途廣泛，現(xiàn)有的銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池的典型結(jié)構(gòu)為如下的多層膜結(jié)構(gòu):襯底/底電極/吸收層/緩沖層/窗口層/減反射膜/上電極。如今多采用卷對(duì)卷工藝大規(guī)模制備銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池。
[0003]銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層多采用磁控濺射工藝制備，在緩沖層上依次沉積本征ZnO層和ZnO:A1203 (簡(jiǎn)寫(xiě)為ΖΑ0)層兩層薄膜，共同形成電池窗口層。其中本征ZnO層厚30-80nm，ZAO層厚300_800nm。通過(guò)磁控濺射制備銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層后對(duì)膜層采取后退火工藝可以改善經(jīng)濺射制備薄膜窗口層的各項(xiàng)性能，減少窗口層應(yīng)力。現(xiàn)有的公知的制備銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的方法未采用后退火工藝或僅采用對(duì)襯底加熱方式達(dá)到退火目的。然而通過(guò)對(duì)襯底加熱進(jìn)行退火工藝存在對(duì)吸收層及緩沖層產(chǎn)生非常不利的影響等技術(shù)問(wèn)題。

【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(wèn)題而提供一種柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法。
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種薄膜表面處進(jìn)行退火，減少了退火工藝對(duì)窗口層下的CdS緩沖層和CIGS吸收層的影響；銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層經(jīng)退火后薄膜結(jié)構(gòu)致密，結(jié)晶質(zhì)量好，性能優(yōu)良，具有高電導(dǎo)特性、高光電轉(zhuǎn)換效率等特點(diǎn)的柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法。
[0006]本發(fā)明柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法所采取的技術(shù)方案是:
[0007]—種柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法，其特點(diǎn)是:柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備過(guò)程包括的工藝步驟為，在真空室內(nèi)放入依次鍍有底電極Mo/吸收層CIGS/緩沖層CdS的襯底后，抽真空至I X 10 4Pa,通入氬氣和氧氣混合氣體至0.1 — 1.0Pa，襯底溫度25 — 200°C,以0.5 — 1.0W/cm2的靶功率密度濺射本征氧化鋅革巴，制備30-80nm厚本征氧化鋅薄膜；再通入氬氣至0.1 — 1.0Pa,以1.5 — 5.0W/cm2的革巴功率密度濺射ZAO靶，制備300-800nm厚的ZAO薄膜，最后產(chǎn)品通過(guò)放置于薄膜表面上方的加熱器，以200-300°C溫度對(duì)其表面進(jìn)行退火，形成致密高透過(guò)性高導(dǎo)電性銅銦鎵砸太陽(yáng)電池窗口層。
[0008]本發(fā)明柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法還可以采用如下技術(shù)方案:
[0009]所述的柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法，其特點(diǎn)是:柔性襯底為金屬材料鈦箔、不銹鋼箔或聚酰亞胺薄膜。
[0010]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0011]柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法由于采用了本發(fā)明全新的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備及退火方法采用濺射后對(duì)窗口層表面進(jìn)行后退火的工藝，所制備銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層經(jīng)退火后薄膜結(jié)構(gòu)致密，結(jié)晶質(zhì)量好，薄膜應(yīng)力到部分釋放；同時(shí)在薄膜表面處進(jìn)行退火，減少了退火工藝對(duì)窗口層下的CdS緩沖層和CIGS吸收層的影響；濺射本征ZnO薄膜和濺射ZAO薄膜以及表面退火工藝互不干擾，適用于大規(guī)模卷對(duì)卷的生產(chǎn)過(guò)程。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明柔性銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中，1-上電極，2-窗口層，3-緩沖層，4-吸收層，5-底電極，6_襯底。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0015]參閱附圖1。
[0016]實(shí)施例1
[0017]一種柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法，所述的柔性銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池，為多層膜結(jié)構(gòu)，包括襯底6、底電極5、吸收層4、緩沖層3、窗口層2和上電極1，其襯底6為不銹鋼箔。
[0018]柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備過(guò)程:真空室內(nèi)放入依次鍍有底電極Mo/吸收層CIGS/緩沖層CdS的襯底后，抽真空至1X10 4Pa,通入氬氣和氧氣混合氣體至
0.1 - 1.0Pa，襯底溫度25 — 200°C,以0.5 — 1.0W/cm2的靶功率密度濺射本征氧化鋅靶，制備30-80nm厚本征氧化鋅薄膜。后通入氬氣至0.1 — 1.0Pa,以1.5 — 5.0W/cm2的靶功率密度濺射ZAO靶，制備300-800nm厚的ZAO薄膜，最后樣品通過(guò)放置于薄膜表面上方的加熱器，以200-300°C溫度對(duì)窗口層表面進(jìn)行退火，形成致密高透過(guò)性高導(dǎo)電性銅銦鎵砸太陽(yáng)電池窗口層。
[0019]實(shí)施例2
[0020]—種柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法，同實(shí)施例1。選用50 μ m的聚酰亞胺薄膜作為襯底，在襯底上依次鍍制底電極Mo、吸收層CIGS和緩沖層CdS后，抽真空至I X 10 4Pa,通入氬氣和氧氣混合氣體至0.1 — 1.0Pa,襯底溫度25 — 200°C，以0.5 —
1.0W/cm2的靶功率密度濺射本征氧化鋅靶，制備30-80nm厚本征氧化鋅薄膜。后通入氬氣至
0.1 - 1.0Pa,以1.5 — 5.0W/cm2的靶功率密度濺射ZAO靶，制備300_800nm厚的ZAO薄膜，最后樣品通過(guò)放置于薄膜表面上方的加熱器，以200-300°C溫度對(duì)窗口層表面進(jìn)行退火，形成致密高透過(guò)性高導(dǎo)電性銅銦鎵砸太陽(yáng)電池窗口層。
[0021]實(shí)施例3
[0022]一種柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法，同實(shí)施例1。選用100 μ m的鈦箔膜作為襯底，在襯底上依次鍍制底電極Mo、吸收層CIGS和緩沖層CdS后，抽真空至I X 10 4Pa,通入氬氣和氧氣混合氣體至0.1 — 1.0Pa,襯底溫度25 — 200°C，以0.5 —
1.0W/cm2的靶功率密度濺射本征氧化鋅靶，制備30-80nm厚本征氧化鋅薄膜。后通入氬氣至
0.1 - 1.0Pa,以1.5 — 5.0W/cm2的靶功率密度濺射ZAO靶，制備300_800nm厚的ZAO薄膜，最后樣品通過(guò)放置于薄膜表面上方的加熱器，以200-300°C溫度對(duì)窗口層表面進(jìn)行退火，形成致密高透過(guò)性高導(dǎo)電性銅銦鎵砸太陽(yáng)電池窗口層。
[0023]本實(shí)施例所述的薄膜表面處進(jìn)行退火，減少了退火工藝對(duì)窗口層下的CdS緩沖層和CIGS吸收層的影響；銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層經(jīng)退火后薄膜結(jié)構(gòu)致密，結(jié)晶質(zhì)量好，性能優(yōu)良，具有高電導(dǎo)特性、高光電轉(zhuǎn)換效率等積極效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法，其特征是:柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備過(guò)程包括的工藝步驟為，在真空室內(nèi)放入依次鍍有底電極Mo/吸收層CIGS/緩沖層CMS的襯底后，抽真空至I X 10 4Pa,通入氬氣和氧氣混合氣體至0.1 - 1.0Pa，襯底溫度25 — 200°C,以0.5 — 1.0W/cm2的靶功率密度濺射本征氧化鋅靶，制備30-80nm厚本征氧化鋅薄膜；再通入氬氣至0.1 — 1.0Pa,以1.5 — 5.0W/cm2的靶功率密度濺射ZAO靶，制備300-800nm厚的ZAO薄膜，最后產(chǎn)品通過(guò)放置于薄膜表面上方的加熱器，以200-300°C溫度對(duì)其表面進(jìn)行退火，形成致密高透過(guò)性高導(dǎo)電性銅銦鎵砸太陽(yáng)電池窗Π層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性襯底銅銦鎵砸薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法，其特征是:柔性襯底為金屬材料鈦箔、不銹鋼箔或聚酰亞胺薄膜。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種柔性襯底銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法。本發(fā)明屬于太陽(yáng)電池技術(shù)領(lǐng)域。一種柔性襯底銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池窗口層的制備方法，工藝步驟：在真空室內(nèi)放入依次鍍有底電極Mo/吸收層CIGS/緩沖層CdS的襯底后，抽真空，通入氬氣和氧氣混合氣體，襯底溫度25－200℃，濺射本征氧化鋅靶制備本征氧化鋅薄膜；通入氬氣至0.1－1.0Pa，濺射ZAO靶，制備300-800nm厚的ZAO薄膜，最后產(chǎn)品通過(guò)放置于薄膜表面上方的加熱器，以200-300℃溫度對(duì)其表面進(jìn)行退火，形成致密高透過(guò)性高導(dǎo)電性銅銦鎵硒太陽(yáng)電池窗口層。本發(fā)明具有薄膜表面處進(jìn)行退火，銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池窗口層經(jīng)退火后薄膜結(jié)構(gòu)致密，結(jié)晶質(zhì)量好，性能優(yōu)良，高電導(dǎo)特性、高光電轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】H01L31/18, H01L31/032
【公開(kāi)號(hào)】CN105655441
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張瀚銘, 喬在祥, 趙彥民, 趙岳
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2014年12月3日