一种CIGS光吸收层制备装置及制备方法、CIGS太阳能电池与流程

本发明涉及太阳能电池，特别涉及一种cigs光吸收层制备装置及制备方法、cigs太阳能电池。

背景技术：

1、铜铟镓硒(cigs)属于直接带隙半导体材料，具有高效率、高吸收系数、可靠性高、带隙可调等优点，薄膜厚度2-3μm，几乎可以完全吸收入射太阳光。cigs薄膜太阳能电池的基本结构包括依次叠层设置的衬底、背电极、光吸收层、缓冲层、窗口层和金属电极层。cigs薄膜太阳能电池制备工艺流程简单，基于此特性，使其大规模生产成为可能，将此薄膜均匀镀在低成本的玻璃甚至是柔性基底上就可以正常使用，是非常有前途的低成本高效率太阳能电池之一。

2、然后目前的cigs太阳能电池的光电转化效率还不够高，亟需进一步提升。

技术实现思路

1、鉴于此，有必要针对当前cigs太阳能电池的光电转化效率不高的缺陷，提供一种cigs光吸收层制备装置及制备方法、cigs太阳能电池。

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cigs光吸收层制备装置，包括：

4、进样室，用于将衬底导入至溅射室；

5、溅射室，包括依次连接的第一溅射室、第二溅射室、第一过渡室、第一高温室、第二高温室；

6、以及出样室；

7、其中，所述第一溅射室用于在所述衬底上制备金属背电极；

8、所述第二溅射室用于在金属背电极上制备cig前驱体；

9、所述第一过渡室用于对硒源进行蒸发并在cig前驱体上形成硒膜；

10、所述第一高温室用于对形成硒膜的cig前驱体进行硒化、硫化，得到cigs光吸收层；

11、所述第二高温室用于对cigs光吸收层进行退火；

12、所述出样室用于将含有cigs光吸收层的衬底导出。

13、在其中一些实施例中，还包括第二过渡室，所述第二过渡室位于所述进样室和所述第一溅射室之间；

14、所述第二过渡室用于对衬底进行预热。

15、在其中一些实施例中，还包括第三过渡室，所述第三过渡室位于所述第二高温室和所述出样室之间；

16、所述第三过渡室用于对cigs光吸收层进行冷却。

17、在其中一些实施例中，所述金属背电极为钼电极。

18、在其中一些实施例中，所述第一过渡室内设有晶振仪，所述晶振仪监控蒸镀硒薄膜的厚度，以防止cig前驱体过渡硒化。

19、本申请目的之二，提供了一种cigs光吸收层的制备方法，包括以下步骤：

20、提供所述的cigs光吸收层制备装置；

21、将衬底经进样室导入第一溅射室；

22、在第一溅射室内于衬底上制备金属背电极；

23、在第二溅射室内于金属背电极上制备cig前驱体；

24、在第一过渡室用内对硒源进行蒸发并在cig前驱体上形成硒膜；

25、在第一高温室内对形成硒膜的cig前驱体进行硒化、硫化，得到cigs光吸收层；

26、在第二高温室对cigs光吸收层进行退火；

27、将含有cigs光吸收层的衬底从出样室导出。

28、在其中一些实施例中，向第一高温室内通入含有h2s的混合气体，以对形成硒膜的cig前驱体进行硒化、硫化，得到cigs光吸收层。

29、在其中一些实施例中，在第二高温室对cigs光吸收层进行退火过程中，向第二高温室内通入含有h2s的混合气体。

30、在其中一些实施例中，所述在第一高温室内对形成硒膜的cig前驱体进行硒化、硫化的步骤中，控制温度为110～130℃；

31、所述在第二高温室对cigs光吸收层进行退火的步骤中，退火温度为550～590℃。

32、本申请目的之三，提供一种cigs太阳能电池，包括cigs光吸收层、依次层叠于所述cigs光吸收层上的缓冲层、窗口层和栅电极；

33、其中，所述cigs光吸收层采用所述的制备方法制备得到。

34、本申请采用上述技术方案，其有益效果如下：

35、本申请提供的cigs光吸收层制备装置，包括：进样室、第一溅射室、第二溅射室、第一过渡室、第一高温室、第二高温室、出样室；其中，第一高温室用于对形成硒膜的cig前驱体进行硒化、硫化，得到cigs光吸收层，与常规的cigs光吸收层制备装置相比，本装置通过设置第一高温室对形成硒膜的cig前驱体进行硒化、硫化，得到硒化、硫化的cigs光吸收层，进而有效提高了太阳能电池的光电转化效率，并在高温和湿度环境下保持较好的稳定性。本发明的cigs光吸收层制备装置，具有生产效率高，稳定性高，制备薄膜均匀性高等优点。

技术特征：

1.一种cigs光吸收层制备装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的cigs光吸收层制备装置，其特征在于，还包括第二过渡室，所述第二过渡室位于所述进样室和所述第一溅射室之间；

3.如权利要求1所述的cigs光吸收层制备装置，其特征在于，还包括第三过渡室，所述第三过渡室位于所述第二高温室和所述出样室之间；

4.如权利要求1所述的cigse光吸收层制备装置，其特征在于，所述金属背电极为钼电极。

5.如权利要求1所述的cigs光吸收层制备装置，其特征在于，所述第一过渡室内设有晶振仪，所述晶振仪监控蒸镀硒薄膜的厚度，以防止cig前驱体过渡硒化。

6.一种cigs光吸收层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述cigs光吸收层的制备方法，其特征在于，向第一高温室内通入含有h2s的混合气体，以对形成硒膜的cig前驱体进行硒化、硫化，得到cigs光吸收层。

8.如权利要求6所述的cigs光吸收层的制备方法，其特征在于，在第二高温室对cigs光吸收层进行退火过程中，向第二高温室内通入含有h2s的混合气体。

9.如权利要求6所述的cigs光吸收层的制备方法，其特征在于，所述在第一高温室内对形成硒膜的cig前驱体进行硒化、硫化的步骤中，控制温度为110～130℃；

10.一种cigs太阳能电池，其特征在于，包括cigs光吸收层、依次层叠于所述cigs光吸收层上的缓冲层、窗口层和栅电极；

技术总结本发明涉及太阳能电池技术领域。本发明提供了一种CIGS光吸收层制备装置及制备方法、CIGS太阳能电池。本申请提供的CIGS光吸收层制备装置，包括：进样室、第一溅射室、第二溅射室、第一过渡室、第一高温室、第二高温室、出样室；与常规的CIGS光吸收层制备装置相比，本装置通过设置第一高温室对形成硒膜的CIG前驱体进行硒化、硫化，得到硒化、硫化的CIGS光吸收层，进而有效提高了太阳能电池的光电转化效率，并在高温和湿度环境下保持较好的稳定性。本发明的CIGS光吸收层制备装置，具有生产效率高，稳定性高，制备薄膜均匀性高等优点。技术研发人员：李伟民,苑欣业,唐玮,俞深,杨春雷受保护的技术使用者：深圳先进技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/13