[发明专利]一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层的制备方法

摘要

本发明公开了一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层的制备方法，该方法首先采用射频磁控溅射技术在清洗干净的玻璃衬底上制备金属钼背电极，以铜铟合金靶和铜镓合金靶为溅射靶材，以氩气作为溅射气体，采用射频磁控溅射技术，以双靶交替溅射的方式，制备成Mo/CuIn/CuGa/CuIn/CuGa/CuIn/CuGa多层结构的铜铟镓金属预制层，最后以固态硒粉为硒源，在铜铟镓预制层上真空蒸发厚度是铜铟镓预制层厚度的4～6倍的硒薄膜，再在真空条件下通过三步升温硒化方式进行硒化：首先加热到100°C恒温10～20min，再升温到260°C恒温15～20min，最后再加热到550°C恒温30min，形成具有黄铜矿结构的晶粒较大的铜铟镓硒吸收层；本发明方法以溅射为基础,可实现各种元素独立控制,是一个直接面向产业化的薄膜制备方法。

主权项

一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层的制备方法，其特征在于其制备方法包括以下步骤：（1）采用射频磁控溅射技术在清洗干净的玻璃衬底上制备金属钼背电极；（2）采用射频磁控溅射技术，以铜铟合金靶和铜镓合金靶为溅射靶材，以氩气作为溅射气体，采用双靶交替溅射的方式，制备成Mo/CuGa/CuIn/CuGa/CuIn/CuGa/……CuIn/CuGa多层结构的铜铟镓金属预制层；采用射频磁控溅射技术制备多层结构的铜铟镓金属预制层的方法是：以铜铟合金靶和铜镓合金靶为溅射靶材，采用交替溅射CuIn和CuGa靶的方式制备Mo/CuGa/CuIn/CuGa/CuIn/CuGa/CuIn/CuGa多层结构的铜铟镓金属预制层；CuIn层溅射功率40～60W、氩气压强为0.8～1.5Pa，溅射时间为10～20min；CuGa层溅射功率为40～60W、氩气压强为0.8～1.5Pa，溅射时间为5～10min；（3）以固态硒粉为硒源，采用三步升温硒化方式，对铜铟镓预制层进行硒化制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层；首先在真空中蒸发0.5～1g硒粉，在铜铟镓预制层上形成厚度是铜铟镓预制层厚度的4～6倍的硒薄膜，然后在真空室加热硒化：首先加热到100℃恒温15～25min，再升温到260℃恒温15～25min，然后再加热到500～550℃恒温30～40min，形成具有单一黄铜矿结构的铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层。