[发明专利]一种柔性铜锌锡硫薄膜太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性铜锌锡硫薄膜太阳能电池，其特征在于，包括柔性衬底，以及在柔性衬底上由下至上逐层沉积而成的Mo背电极层、Cu₂ZnSnS₄光吸收层、CdS缓冲层、AZO/i-ZnO窗口层、MgF₂减反层和Ni-Al栅电极；

所述Mo背电极层由上下层叠设置的低阻尼层和高阻尼层组成，其中，所述高阻尼层的厚度为100±5 nm，低阻尼层的厚度为500±25 nm；

所述Cu₂ZnSnS₄光吸收层的厚度为2.1μm，所述CdS缓冲层的厚度为80±4nm；

所述AZO/i-ZnO窗口层由上下层叠设置的掺铝ZnO导电层和本征ZnO阻挡层组成，其中，所述本征ZnO阻挡层的厚度为47 nm，掺铝ZnO导电层的厚度为380 nm；

所述MgF₂减反层的厚度为105μm，所述Ni-Al栅电极的厚度为1.2μm，该MgF₂减反层和Ni-Al栅电极均通过蒸发法沉积而成。

2.根据权利要求1所述的一种柔性铜锌锡硫薄膜太阳能电池，其特征在于，所述柔性衬底为聚亚酰胺薄膜、不锈钢薄板、Ni薄膜中的一种。

3.如权利要求1~2任一项所述的一种柔性铜锌锡硫薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）选用相应的柔性衬底，经超声清洗后由氮气吹干；

（2）采用直流溅射工艺在柔性衬底上沉积Mo背电极层：先在如下条件下溅射沉积厚度为100±5 nm的高阻尼层：Ar气氛围，Ar气流量80sccm，衬底转速25r/min，工作压强1Pa，溅射功率60W，溅射时间40min；再在下述条件下溅射沉积厚度为500±25 nm的低阻尼层：Ar气氛围，Ar气流量16sccm，衬底转速25 r/min，工作压强0.2 Pa，溅射功率180W，溅射时间150min，形成Mo背电极层；

（3）采用共蒸发法在Mo背电极层上沉积一层厚度为2.1μm的 Cu₂ZnSnS₄薄膜，作为光吸收层；

（4）通过化学水浴法在Cu₂ZnSnS₄光吸收层上沉积一层厚度为80±4nm 的CdS薄膜，作为缓冲层；

（5）采用溅射法在CdS缓冲层上沉积AZO/i-ZnO窗口层；

（6）采用蒸发法在AZO/i-ZnO窗口层上先后沉积厚度为105μm 的MgF₂减反层和厚度为1.2μm 的Ni-Al栅电极，制成柔性铜锌锡硫薄膜太阳能电池。

4.根据权利要求3所述的一种柔性铜锌锡硫薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，先利用射频溅射工艺在CdS缓冲层上沉积厚度为47 nm的本征ZnO阻挡层，再利用直流溅射工艺在本征ZnO阻挡层上沉积厚度为380 nm的掺铝ZnO导电层，形成AZO/i-ZnO窗口层。