一种铜铟镓硒太阳电池窗口层的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳电池技术领域，特别是涉及一种铜铟镓砸太阳电池窗口层的制备方法及测试方法。
【背景技术】
[0002]如今，太阳能电池因其用途广泛，绿色环保而受到大家的关注，铜铟镓砸薄膜太阳电池因其生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等显著特点，被认为是最有发展前景的第三代化合物光伏电池之一。现有的铜铟镓砸薄膜太阳电池的典型结构为如下的多层膜结构:衬底/底电极/吸收层/缓冲层/窗口层/上电极。
[0003]铜铟镓砸薄膜太阳电池多采用本征ZnO薄膜和掺杂ZnO薄膜双层薄膜作为电池窗口层，掺杂ZnO薄膜具有高导电性，高透过性能和成本低廉的优势，同时工艺可调性较高，但由于掺杂ZnO薄膜电学性能及光学性能的局限性和对环境的敏感性限制了铜铟镓砸薄膜太阳电池的应用领域。ΙΤ0薄膜因其具有可见光范围高透过性和导电性良好的特性，以及在湿热环境下的稳定性，更加适合用于铜铟镓砸薄膜太阳电池窗口层材料。因此如何实现室温下制备本征ZnO和ΙΤ0双层薄膜作为铜铟镓砸薄膜太阳电池窗口层成为该技术领域亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:提供一种铜铟镓砸太阳电池窗口层的制备方法。该铜铟镓砸太阳电池窗口层的制备方法采用ΙΤ0薄膜作为电池窗口层能够在室温环境下进行制备。
[0005]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
[0006]—种铜铟镓砸太阳电池窗口层的制备方法，包括如下步骤:
[0007]步骤一、在衬底上依次沉积底电极Mo、吸收层CIGS、缓冲层CdS ;然后放入真空室内；
[0008]步骤二、将真空室内的真空度抽至1X10 3?3X10 4Pa的范围内，然后向真空室内通入氩气和氧气的混合气体，氩气和氧气的流量比范围是4:1?10:1 ;
[0009]步骤三、当真空室内真空度达到0.1-1.0Pa时，采用射频磁控派射方法对ZnO革巴进行溅射，靶功率密度范围为0.3-2.0ff/cm2,使得缓冲层CdS上镀制有厚度30-100纳米的ZnO
薄膜；
[0010]步骤四、将真空室内的真空度抽至IX 10 3?3X10 4Pa，通入氩气和氧气的混合气体，氩气和氧气的流量比范围是4:1?10:1 ;
[0011]步骤五、当真空室内真空度达到0.1-1.0Pa时，采用直流磁控溅射方法对成分比为9:1的ln203: Sn02靶进行溅射，靶功率密度范围为1.5-5.0ff/cm2，在衬底的ZnO薄膜上镀制有厚度范围为300-800纳米的ΙΤ0薄膜，即制成ZnO和ΙΤ0双层薄膜的铜铟镓砸薄膜太阳电池窗口层。
[0012]进一步:所述衬底由玻璃，不锈钢箔，钛箔，聚酰亚胺中的一种材料制成。
[0013]本发明具有的优点和积极效果是:
[0014]1、本发明一种铜铟镓砸薄膜太阳电池窗口层的制备方法。通过调节靶功率密度和工艺气体压强，可以实现不同厚度及成膜质量的ZnO和ΙΤ0双层薄膜的铜铟镓砸薄膜太阳电池窗口层，工艺简单易行，可实现同一真空溅射设备制备ZnO和ΙΤ0两种薄膜，节约生产成本及空间。
[0015]2、本发明一种铜铟镓砸薄膜太阳电池窗口层的制备方法。采用低温制备ZnO和ΙΤ0双层薄膜的铜铟镓砸薄膜太阳电池窗口层，降低了窗口层制备工艺对电池吸收层及缓冲层的影响。
【附图说明】
:
[0016]图1为本发明中的铜铟镓砸薄膜太阳电池结构示意图。
[0017]其中:1_上电极，2-窗□层，3-缓冲层，4-吸收层，5-底电极，6-衬底。
【具体实施方式】
[0018]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0019]参阅图1，铜铟镓砸薄膜太阳电池，包括衬底6、底电极5、吸收层4、缓冲层3、窗口层2和上电极1，其衬底材料可以为玻璃，不锈钢箔，钛箔，聚酰亚胺等，在衬底上依次沉积底电极Mo/吸收层CIGS/缓冲层CdS后，放入真空腔室，抽真空至1 X 10 3?3 X 10 4Pa，温度控制在室温，通入氩气和氧气的混合气体，流量比为4:1?10:1，当真空室内真空度达到0.1-1.0Pa时采用射频磁控溅射方法对ZnO靶进行溅射，靶功率密度为0.3-2.0ff/cm2,使得缓冲层CdS上镀制有厚度30-100纳米的ZnO薄膜；再将置有镀制ZnO薄膜电池的真空腔室抽真空至1X10 3?3X10 4Pa，温度控制在室温，通入氩气和氧气的混合气体，流量比为4:1?10:1，当真空室内真空度达到0.1-1.0Pa时，采用直流磁控溅射方法对成分比为9:l(wt% )的In203:Sn02靶进行溅射，靶功率密度为1.5-5.0W/cm2，在衬底的ZnO薄膜上镀制有厚度300-800纳米的ΙΤ0薄膜，即制成ZnO和ΙΤ0双层薄膜的铜铟镓砸薄膜太阳电池窗口层。
[0020]优选实施例1:一种铜铟镓砸太阳电池窗口层的制备方法，
[0021]采用玻璃(也可以采用不锈钢箔，钛箔，聚酰亚胺中的一种)作为铜铟镓砸薄膜太阳电池衬底，在衬底上依次沉积底电极Mo、吸收层CIGS、缓冲层CdS后，将衬底放入真空腔室，抽真空至3X 10 4Pa，温度控制在室温，通入氩气和氧气的混合气体，流量比为8:1，当真空室内真空度达到0.4Pa时采用射频磁控溅射方法对ZnO靶进行溅射，靶功率密度为0.3W/cm2，使得缓冲层CdS上镀制有厚度30纳米的ZnO薄膜；再将置有镀制ZnO薄膜电池的真空腔室抽真空至3X 10-4Pa，温度控制在室温，通入氩气和氧气的混合气体，流量比为8:1，当真空室内真空度达到0.5Pa时，采用直流磁控派射方法对成分比为9:1 (wt% )的In203:Sn02靶进行溅射，靶功率密度为1.5W/cm2，在衬底的ZnO薄膜上镀制有厚度400纳米的ΙΤ0薄膜，即制成本征ZnO和ΙΤ0双层薄膜的铜铟镓砸薄膜太阳电池窗口层。
[0022]优选实施例2:—种铜铟镓砸太阳电池窗口层的制备方法，
[0023]采用玻璃(也可以采用不锈钢箔，钛箔，聚酰亚胺中的一种)作为铜铟镓砸薄膜太阳电池衬底，在衬底上依次沉积底电极Mo、吸收层CIGS、缓冲层CdS后，将衬底放入真空腔室，抽真空至1 X 10 3Pa，温度控制在室温，通入氩气和氧气的混合气体，流量比为4: