[发明专利]基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池，其特征在于，该太阳能电池结构从下至上依次包括透明导电衬底、电子传输层、吸光层和金属电极，所述吸光层为Mg掺杂Sb₂S₃薄膜。

2.根据权利要求1所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述Mg掺杂Sb₂S₃薄膜中，所述Mg的掺杂摩尔量为1％～5％。

3.根据权利要求1或2所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述透明导电衬底为ITO、FTO、或AZO中的任一种；所述电子传输层为ZnO薄膜；所述金属电极为Au或Ag。

4.基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)清洗氧化物透明导电衬底并烘干；

(2)电子传输层的制备：制备ZnO前驱体溶胶，再在透明导电衬底上均匀旋涂ZnO前驱体溶胶，然后于马弗炉中进行煅烧，获得电子传输层；

(3)吸光层的制备：将含Mg元素的Sb₂S₃前驱体液旋涂在电子传输层上，然后进行加热使前驱体液发生反应生成Mg掺杂Sb₂S₃薄膜；重复旋涂与加热反应步骤以调节生成的Mg掺杂Sb₂S₃薄膜的厚度；再在惰性气体环境下，经退火处理使Mg掺杂Sb₂S₃薄膜结晶，得到无机吸光层；

(4)电极的制备：在无机吸光层表面蒸镀金属电极。

5.根据权利要求4所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述含Mg元素的Sb₂S₃前驱体液的配制方法为：将氯化锑溶解于乙二醇甲醚中，进行搅拌，然后将硫脲加入氯化锑的乙二醇甲醚溶液中，继续搅拌直至得到浅黄色溶胶，再加入MgCl₂，并搅拌，得到含Mg元素的前驱体液。

6.根据权利要求5所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，在滴入MgCl₂前，还包括向浅黄色溶胶中加入硫代乙酰胺，并进行搅拌；加入了硫代乙酰胺的浅黄色溶胶中，所述硫代乙酰胺的浓度为0.07～0.33mol/L；所述搅拌的时间为30～60min。

7.根据权利要求5所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，待氯化锑溶解于乙二醇甲醚后，所述氯化锑的浓度为0.1～0.8mol/L；加入硫脲后，氯化锑∶硫脲的摩尔浓度比为1∶1～1∶1.8。

8.根据权利要求4～7任一项所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述含Mg元素的前驱体液中，按摩尔比计，Mg∶(Mg+Sb)为1％～5％。

9.根据权利要求4～7任一项所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述加热的温度为100℃～150℃，反应时间为1～5min；所述退火的温度为270～320℃，退火时间为10～15min。

10.根据权利要求4～7任一项所述的基于Mg掺杂硫化锑的薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述煅烧的温度为400～600℃，时间为20～60min。