[发明专利]一种双缓冲层GIGS太阳能电池

说明书

本发明公开了一种双缓冲层GIGS太阳能电池，从上至下依次包括不锈钢衬底、Ti层、第一Mo层、MoNa层、第二Mo层、铜铟镓硒层、纳米氧化硅层、硫化镉层、第一氧化锌层、第二氧化锌层以及Ag层。本发明制备的CIGS电池采用的是SiOx/CdS双缓冲层，它对CIGS薄膜表面有更好的钝化作用，增加了器件的并联电阻，降低电池的漏电流，因此有效的提高了电池的开路电压和电池效率；并且降低了有毒薄膜CdS的厚度，向无Cd化的CIGS薄膜电池的发展迈了一步。

技术领域

本发明涉及GIGS(铜铟镓硒)太阳能电池技术领域，尤其涉及一种双缓冲层GIGS太阳能电池。

背景技术

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池具有低成本、高效率、弱光发电等优势，是一种公认的前景被看好的太阳能电池之一。它的一般结构为基底/Mo/CIGS/CdS/IZO/AZO，CIGS太阳能电池属于异质结太阳能电池结构，CIGS是P型材料，CdS(硫化镉)是N型材料。对于异质结的太阳能电池，其界面态对电池性能有很大的影响，因此要想获高的效率，具有高质量、低缺陷态的异质结界面是至关重要的。

目前CIGS太阳能电池的吸光层CIGS薄膜的多晶晶粒尺寸在1-2um左右，而且在工业生产中，需要有高的沉积速率，因此制备的CIGS薄膜的均匀性及平整度都比较差，这就是CIGS电池量产以后效率往往低于实验阶段效率的原因之一。另外通常情况下N型材料CdS的厚度约50nm左右，所以当CIGS吸收层的粗糙度较大时，导致CdS薄膜生长不均匀，有许多岛状区域产生，这样CdS薄膜不能完全包覆整个CIGS吸收层的表面，导致后续制备的电流具有较大的漏电流，降低太阳能电池的性能。基于此，如何设计一种双缓冲层GIGS太阳能电池是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种双缓冲层GIGS太阳能电池。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种双缓冲层GIGS太阳能电池，从上至下依次包括不锈钢衬底、Ti层、第一Mo层、MoNa层、第二Mo层、铜铟镓硒层、纳米氧化硅层、硫化镉层、第一氧化锌层、第二氧化锌层以及Ag层。

优选的，所述一种双缓冲层GIGS太阳能电池，所述纳米氧化硅层的厚度为10nm。

优选的，所述一种双缓冲层GIGS太阳能电池，所述硫化镉层的厚度为20nm。

优选的，所述一种双缓冲层GIGS太阳能电池，所述第一氧化锌层为不掺杂氧化锌薄膜层；所述第二氧化锌层为掺杂了Al元素的氧化锌薄膜层，其中Al元素的掺杂量小于等于15％而大于0。

一种双缓冲层GIGS太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

a采用磁控溅射的方法在不锈钢衬底上依次沉积Ti层、第一Mo层、MoNa层、第二Mo层、铜铟镓硒层、纳米氧化硅层、硫化镉层、第一氧化锌层、第二氧化锌层以及Ag层；

b采用机械切割的方式，切割成需要形状和大小的电池片。

本发明的优点在于：(1)SiOx(纳米氧化硅)薄膜覆盖在粗糙的CIGS多晶薄膜表面，由于SiOx薄膜具有很好的钝化作用，它能够有效的钝化CIGS表面，降低界面层的缺陷态；在制备过程中，通过改变SiOx的Si、O原子比，能够对SiOx的光学带隙进行调整，使其降低材料间的能带失调；

(2)由于SiOx薄膜致密，晶粒较小，它可以为后续CdS的生长提供良好的条件，并且能够阻挡金属杂质继续向CdS及ZnO薄膜的扩散，也能够阻止Cd粒子和S离子向CIGS膜层中扩散，阻止对器件有害的CuxS化合物在界面处形成；最终可以提高电池的开路电压和转换效率；