[发明专利]一种用于太阳能电池的光伏薄膜材料

说明书

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种用于太阳能电池的光伏薄膜材料；所述光伏薄膜材料的制备原料包括：纳米尖晶石型粉体、纳米铜铟镓粉体；其制备方法简单，克服了以往各种方法步骤多、后处理困难、产率低等缺点。同时具有光电转化效率高、原材料及生产设备成本低的优点，适宜进行工业化生产。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种用于太阳能电池的光伏薄膜材料。

背景技术

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。近几年，太阳能电池成为了全球热门的研究课题，业界也普遍认为太阳能电池的发展已经进入了第三代--薄膜太阳能电池。(第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代就是铜铟镓硒CIGS(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。)

1953年由Hahn首次合成出CIS。1974年Wagner等人制备出p型的CIS单晶，在CIS单晶上蒸发n型的CdS层，制出第一块CIS太阳能电池，光电转换效率为12％。1981年，Boeing公司采用多元共蒸发沉积技术制备多晶CIS薄膜太阳能电池的效率为9.4％。Acrosolar于1987年提出硒化法制备多晶CIS薄膜的新技术，相对于多元共蒸发方法更简单，成本更低。从20世纪80年代开始，人们发现在CIS中加入Ga元素能够提高禁带宽度，能够更有效地吸收太阳能，获得更高的转换效率。美国再生能源实验室(NREL)发明的三步共蒸发能够制出大晶粒尺寸的CIGS薄膜，CIGS结晶质量的改善，加上Ga元素在薄膜中呈特定的梯度分布，使得电池的开路电压与短路电流得到明显提高，制出的电池转换效率从1994年的16.4％，1999年的18.8％，到2008年的19.9％。

吸收层CIGS薄膜的质量关系到电池的转换效率，不同的制备工艺往往决定吸收层的各项性质，还关系到生产的成本、大规模生产应用等的要求。CIGS层的制备工艺有很多种，如多元共蒸发法、磁控溅射后硒化法、电沉积法、喷涂转化法等。喷涂转化法容易控制原料和添加剂的用量，能很方便地控制膜的成分、厚度和均匀性，而且充分利用材料、堆积密度高，可以减少贵金属Ga和In的使用量，大幅降低成本。

目前来说，CIGS太阳能电池由于具有优异的光电性能，目前已经成为光伏领域的研究热点，但CIGS电池从实验室走向真正的商业化应用还有许多问题亟待解决。

也有研究人员对其进行改进，但是改进效果并不好，例如中国专利CN 103137720A公开了一种掺稀土元素的光伏薄膜材料，以稀土元素和光伏薄膜材料进行掺杂，获得掺稀土元素的光伏薄膜材料，所述光伏材料为单晶硅、多晶硅、非晶硅、多元化合物、有机聚合物中的一种；该专利申请技术中制备的光伏薄膜材料由于制备方法和材料的缺陷，会造成靶材沉积速率低，侵蚀不均匀，造成靶材利用率低；同时，使得光伏薄膜不均质，电阻大，光电转化效率低。因此，为了更有效的利用太阳能发电，亟需提供一种能够很好地提高光电转化效率并能降低成本同时利于工业化生产的技术。

发明内容

为克服以上技术问题，本发明提供了一种用于太阳能电池的光伏薄膜材料，克服了以往各种方法步骤多、后处理困难、产率低等缺点。同时具有原材料成本低的优点，适宜进行工业化生产。

为实现以上目的，本发明提供的技术方案如下：

一种用于太阳能电池的光伏薄膜材料，所述光伏薄膜材料的制备原料包括：纳米尖晶石型粉体、纳米铜铟镓粉体；

优选地，按照重量份数计，所述光伏薄膜材料的制备原料包括：纳米尖晶石型粉体2-10份、纳米铜铟镓粉体90-120份；

优选地，按照重量份数计，所述光伏薄膜材料的制备原料包括：纳米尖晶石型粉体2-5份、纳米铜铟镓粉体100-110份；

优选地，所述纳米尖晶石型粉体由MCl₂和NCl₃制备而成；