[发明专利]一种全非真空制备铜铟镓硒太阳能电池的方法

权利要求书

1.一种全非真空制备铜铟镓硒太阳能电池的方法，其特征在于：首先对掺氟二氧化锡导电玻璃FTO进行前处理，接着采用溶胶凝胶法制备FTO/ZnO薄膜，然后将其作为载体，通过两电极恒电位法将ZnS沉积在ZnO表面，再通过油墨法将铜铟镓硒CIGS涂覆在ZnS表面，最后采用丝网印刷法得到全非真空一体化组装的FTO/ZnO/ZnS/CIGS倒置太阳能电池，具体步骤如下：

一、导电玻璃进行前处理

对导电玻璃进行前处理，待用；

二、溶胶凝胶法制备FTO/ZnO薄膜

加入二水醋酸锌，加入乙醇溶解，60 ℃加热搅拌，得到二水醋酸锌-乙醇处理液，待用；接着加入氢氧化钾，加入乙醇溶解，搅拌后，得到氢氧化钾-乙醇处理液，利用滴液漏斗缓慢将其滴加入二水醋酸锌-乙醇处理液中，完成后冷凝回流2 h，得到ZnO预处理液；将ZnO预处理液滴涂于FTO表面，随后在100 ℃下干燥，重复滴涂与烘干操作五次，得到FTO/ZnO薄膜预产物，然后将FTO/ZnO薄膜预产物在300 ℃空气中退火处理，得到FTO/ZnO薄膜，待用；

三、电沉积法制备FTO/ZnO/ZnS薄膜

称取0.01~0.05 mol·L^-1硫酸锌、0.1~0.3 mol·L^-1硫代硫酸钠和0.02~0.06 mol·L^-1柠檬酸钠，加入100 mL去离子水溶解，在搅拌的状态下用质量分数为80 %的硫酸溶液调节pH，得到ZnS电解液；以步骤二得到的FTO/ZnO薄膜为工作电极，石墨电极为对电极，将两个电极置入ZnS电解液中进行恒压电沉积，得到FTO/ZnO/ZnS预产物，然后将FTO/ZnO/ZnS预产物在氮气气氛中退火处理，得到FTO/ZnO/ZnS薄膜，待用；

四、油墨法制备FTO/ZnO/ZnS/CIGS薄膜

按质量比为4:5称取铜铟镓硒粉末和聚偏氟乙烯粉末，再加入N-甲基吡咯烷酮混合溶解，室温下搅拌4 h，制得CIGS油墨，并将其滴涂于步骤三得到的FTO/ZnO/ZnS薄膜表面，烘干即可得到FTO/ZnO/ZnS/CIGS薄膜；

五、丝网印刷法制备FTO/ZnO/ZnS/CIGS倒置太阳能电池

取步骤四得到的FTO/ZnO/ZnS/CIGS薄膜，通过丝网印刷的方法在FTO/ZnO/ZnS/CIGS铜铟镓硒层印刷一层导电银胶，即可得到FTO/ZnO/ZnS/CIGS倒置太阳能电池，最终完成一种全非真空制备的铜铟镓硒太阳能电池的制备。

2.根据权利要求1所述的一种全非真空制备铜铟镓硒太阳能电池的方法，其特征在于步骤二中所述的ZnO预处理液由二水醋酸锌-乙醇处理液与氢氧化钾-乙醇处理液构成，其中二水醋酸锌-乙醇处理液浓度为0.010~0.015 mol·L^-1；氢氧化钾-乙醇处理液为0.020~0.025 mol·L^-1，经处理即可得到ZnO预处理溶液。

3.根据权利要求1所述的一种全非真空制备铜铟镓硒太阳能电池的方法，其特征在于步骤三中电沉积ZnS时电解液pH值为1~5，沉积电压为1~2 V，沉积温度为40~70 ℃，沉积时间为5~10 min。

4.根据权利要求1所述的一种全非真空制备铜铟镓硒太阳能电池的方法，其特征在于步骤三中退火温度为250~350 ℃。

5.根据权利要求1所述的一种全非真空制备铜铟镓硒太阳能电池的方法，其特征在于步骤四所述的铜铟镓硒粉末与N-甲基吡咯烷酮的固液比为1:5。

6.根据权利要求1所述的一种全非真空制备铜铟镓硒太阳能电池的方法，其特征在于步骤四所述的CIGS油墨的用量为10~100 μL，烘干温度为100 ℃，烘干时间为1~5 h。