一种室温硫化的铜基吸收层薄膜和太阳电池及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种室温硫化的铜基吸收层薄膜的制备方法，其特征在于，包括：1)在mo正电极上采用磁控溅射方法顺序溅射mo/m2/m1/m3/m1金属预置层，第一层m1金属采用直流电源恒功率溅射，功率为85w，溅射时间为4min，第二层m1金属采用直流电源恒功率溅射，功率为80w，溅射时间为5min；金属m3也采用直流电源恒功率溅射，功率为26w，溅射时间为25.5min；金属m2采用直流电源恒电流溅射，电流为110ma，溅射时间为10.5min；然后将金属预置层在x气氛下550℃退火10min得到铜基吸收层薄膜；所述铜基吸收层薄膜包括具有m1、m2、m3、x及其组合的化合物，其中，m1是铜(cu)、银(ag)或其组合，m2是铟(in)、铝(al)、锌(zn)或其组合，m3是镓(ga)、锗(ge)、锡(sn)或其组合，并且x是硒(se)、硫(s)或其组合；2)使用氨水和硫化氨蒸气处理步骤1)得到的铜基吸收层薄膜表面，获得具有前表面梯度带隙的铜基吸收层薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氨水溶液的浓度为25wt％，用于挥发产生硫化氨蒸气的硫化氨溶液的浓度为20wt％，硫化氨蒸气的处理时间为5min～60min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铜基吸收层薄膜的厚度为0.4～3μm。4.一种室温硫化的铜基吸收层薄膜，其特征在于，由权利要求1～3任一项所述的制备方法制备得到。5.一种室温硫化的铜基薄膜太阳电池，其特征在于，所述铜基薄膜太阳电池的吸收层为权利要求4所述的铜基吸收层薄膜。6.根据权利要求5所述的铜基薄膜太阳电池，其特征在于，包括依次层叠设置的衬底、正电极、吸收层、缓冲层、窗口层和顶电极。7.根据权利要求6所述的铜基薄膜太阳电池，其特征在于，所述衬底的材料为钠钙玻璃、无钠玻璃或石英玻璃，正电极材料为金属mo；优选地，所述缓冲层的材料为cds、zns、(cd,zn)s、zn(o,s)或in2s3；优选地，所述窗口层包括依次层叠设置的本征氧化锌层和掺杂氧化锌层；优选地，所述顶电极的材料为铝或镍铝合金。8.根据权利要求7所述的铜基薄膜太阳电池，其特征在于，所述正电极为在衬底上制备的mo金属电极；正电极的厚度为1～2μm；优选地，吸收层的厚度为0.4～3μm；优选地，所述缓冲层的厚度为30～100nm；优选地，所述窗口层中的本征氧化锌层的厚度为30～150nm；优选地，所述窗口层中的掺杂氧化锌层的厚度为300～1500nm；优选地，所述顶电极的厚度为0.5～4μm。9.一种室温硫化的铜基薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于，包括：衬底；在所述衬底上形成正电极；根据权利要求1～3任一项所述的制备方法制备铜基吸收层薄膜；在所述吸收层上形成缓冲层；
在所述缓冲层上形成窗口层；在所述窗口层上形成顶电极。

技术总结
本发明提供了一种室温硫化的铜基吸收层薄膜和太阳电池及其制备方法，该室温硫化的铜基吸收层薄膜和太阳电池及其制备方法，包括：在Mo电极上沉积铜基吸收层薄膜；使用氨水和硫化氨蒸气处理铜基吸收层薄膜表面，获得具有表面梯度带隙的铜基薄膜太阳电池。本发明中先使用氨水刻蚀铜基薄膜表面，使其表面留下悬挂键和硒空位。然后再使用硫化氨蒸气硫化铜基薄膜表面，使其表面带隙增加，形成了表面梯度带隙。经过室温硫化后，电池的开路电压得到大幅提升，因此使效率获得提升。硫化氨蒸气硫化铜基薄膜表面工艺简单，降低了太阳电池的制造成本。本。本。


技术研发人员：张毅 王思宇 申展 刘越 王作允
受保护的技术使用者：南开大学
技术研发日：2021.07.07
技术公布日：2021/10/23