所述CdS緩沖層的厚度為80 ±4nm，所述MgF2減反層的厚度為100±5μπι，所述N1-Al柵電極的厚度為1.2±0.06 μπι。
[0021]上述構(gòu)造的薄膜太陽(yáng)能電池的制作方法如下:
(I)選用聚亞酰胺薄膜為柔性襯底，經(jīng)超聲清洗后由氮?dú)獯蹈伞?br>[0022](2)采用直流濺射工藝在柔性襯底上沉積Mo背電極層，具體為，先在Ar氣氛圍、Ar氣流量80sccm、襯底轉(zhuǎn)速25r/min、工作壓強(qiáng)IPa的條件下，以60W的濺射功率在柔性襯底上直流濺射40min，沉積厚度為100±5 nm的高阻尼層，然后在Ar氣氛圍、Ar氣流量16sccm、襯底轉(zhuǎn)速25 r/min、工作壓強(qiáng)0.2 Pa的條件下，以180W的濺射功率在高阻尼層上直流濺射150min，沉積厚度為500±25 nm的低阻尼層。
[0023](3)采用共蒸發(fā)法在Mo背電極層上沉積一層厚度為2±0.1 μπι的Cu2ZnSnSz^膜，作為光吸收層。
[0024](4)通過(guò)化學(xué)水浴法在Cu2ZnSnS4光吸收層上沉積一層厚度為80±4nm的CdS薄膜，作為緩沖層。
[0025](5)采用濺射法在CdS緩沖層上沉積AZ0/1-Zn0窗口層，具體為，先利用射頻濺射工藝在CdS緩沖層上沉積厚度為50 ± 3 nm的本征ZnO阻擋層，再利用直流濺射工藝在本征ZnO阻擋層上沉積厚度為400 ±20 nm的摻鋁ZnO導(dǎo)電層。
[0026](6)采用蒸發(fā)法在AZ0/1-Zn0窗口層上先后沉積厚度為100±5 μπι的MgF2減反層和厚度為1.2±0.06 μπι的N1-Al柵電極，制成柔性銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池。
[0027]通過(guò)上述設(shè)置，有效地減少了薄膜太陽(yáng)能電池中的稀有元素含量，降低了稀有元素的毒性，綠色環(huán)保，也降低了薄膜太陽(yáng)能電池及其器件的制造成本，符合產(chǎn)業(yè)需求，適合推廣應(yīng)用。
[0028]上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，但凡采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行非創(chuàng)造性勞動(dòng)而作出的變化，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柔性銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，包括柔性襯底，以及在柔性襯底上由下至上逐層沉積而成的Mo背電極層、Cu2ZnSnS4光吸收層、CdS緩沖層、AZO/i_ZnO窗口層、18匕減反層和N1-Al柵電極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述柔性襯底為聚亞酰胺薄膜、不銹鋼薄板、Ni薄膜中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述Mo背電極層由上下層疊設(shè)置的低阻尼層和高阻尼層組成。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柔性銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述高阻尼層的厚度為100±5 nm，低阻尼層的厚度為500±25 nm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述AZO/1-ZnO窗口層由上下層疊設(shè)置的摻鋁ZnO導(dǎo)電層和本征ZnO阻擋層組成。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種柔性銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述本征ZnO阻擋層的厚度為50±3 nm，摻鋁ZnO導(dǎo)電層的厚度為400±20 nm。7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的一種柔性銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述Cu2ZnSnS4光吸收層的厚度為2 ± 0.1 μ m，所述CdS緩沖層的厚度為80 ±4nm，所述MgF 2減反層的厚度為100±5μπι，所述N1-Al柵電極的厚度為1.2±0.06 μm。8.如權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的一種柔性銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)選用相應(yīng)的柔性襯底，經(jīng)超聲清洗后由氮?dú)獯蹈桑? (2)采用直流濺射工藝在柔性襯底上沉積Mo背電極層； (3)采用共蒸發(fā)法在Mo背電極層上沉積一層厚度為2±0.1 μ m的Cu2ZnSnS4薄膜，作為光吸收層； (4)通過(guò)化學(xué)水浴法在Cu2ZnSnS4光吸收層上沉積一層厚度為80±4nm的CdS薄膜，作為緩沖層； (5)采用濺射法在CdS緩沖層上沉積AZ0/1-Zn0窗口層； (6)采用蒸發(fā)法在AZ0/1-Zn0窗口層上先后沉積厚度為100±5μπι的MgF^反層和厚度為1.2±0.06 μπι的N1-Al柵電極，制成柔性銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種柔性銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，先在如下條件下濺射沉積厚度為100±5 nm的高阻尼層:Ar氣氛圍，Ar氣流量80sccm，襯底轉(zhuǎn)速25r/min，工作壓強(qiáng)IPa，濺射功率60W，濺射時(shí)間40min ;再在下述條件下派射沉積厚度為500 ±25 nm的低阻尼層:Ar氣氛圍，Ar氣流量16sccm，襯底轉(zhuǎn)速25 r/min，工作壓強(qiáng)0.2 Pa，濺射功率180W，濺射時(shí)間150min，形成Mo背電極層。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種柔性銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中，先利用射頻濺射工藝在CdS緩沖層上沉積厚度為50±3 nm的本征ZnO阻擋層，再利用直流濺射工藝在本征ZnO阻擋層上沉積厚度為400 ±20 nm的摻鋁ZnO導(dǎo)電層，形成AZ0/1-Zn0窗口層。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種柔性銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池，包括柔性襯底，以及在柔性襯底上由下至上逐層沉積而成的Mo背電極層、Cu2ZnSnS4光吸收層、CdS緩沖層、AZO/i-ZnO窗口層、MgF2減反層和Ni-Al柵電極。本發(fā)明采用Cu2ZnSnS4取代傳統(tǒng)的CuInGaSe2作為薄膜太陽(yáng)能電池的光吸收層，用對(duì)環(huán)境友好的Zn、Sn和S取代稀有元素In、Ga和Se，減少了薄膜電池中稀有元素的含量，降低了薄膜太陽(yáng)能電池及其器件的制造成本，并且綠色環(huán)保，適用于roll-to-roll大面積柔性薄膜太陽(yáng)能的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，該種薄膜太陽(yáng)能電池質(zhì)量輕、比功率高，且可卷曲、易于攜帶，具有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。
【IPC分類(lèi)】H01L31/032, H01L31/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105023961
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510521474
【發(fā)明人】楊盼, 趙曉沖, 楊鎖龍, 楊瑞龍, 楊蕊竹
【申請(qǐng)人】中國(guó)工程物理研究院材料研究所
【公開(kāi)日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年8月24日