铜铟镓硫硒太阳能电池、薄膜吸收层及其制备方法

摘要

本申请公开了一种铜铟镓硫硒薄膜吸收层制备方法，包括以下步骤：制备前驱体溶液;制备前驱体薄膜；对前驱体薄膜进行热处理；制备具有Ga梯度分布的CuIn_1‑xGa_xS₂薄膜；将Ga梯度分布的CuIn_1‑xGa_xS₂薄膜在硒化炉中进行硒化处理，制得CuIn_1‑xGa_x(S,Se)₂薄膜吸收层。本申请还公开一种铜铟镓硫硒薄膜吸收层和包括铜铟镓硫硒薄膜吸收层的电池。由于前驱体溶液组分可调，通过调整溶液中In︰Ga摩尔比，实现Ga在吸收层中的梯度分布；同时利用硒化过程中Se原子部分取代S原子的体积膨胀效应，使铜铟镓硫硒薄膜的结构致密化，且通过Se原子取代S原子可以调节吸收层的禁带宽度。

主权项

一种铜铟镓硫硒薄膜吸收层制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、制备前驱体溶液：将铜、铟和镓的氯化盐、醋酸盐或乙酰丙铜盐溶解在有机溶剂中，加入硫源，搅拌后得均匀前驱体溶液，其中Cu︰In︰Ga︰S的摩尔比为（0.8～1）︰（0.63～0.8）︰（0.2～0.37）︰（2～2.5）;步骤二、制备前驱体薄膜：将所述前驱体溶液在基底上制成湿膜，将所述湿膜干燥处理得前驱体薄膜；步骤三、对所述前驱体薄膜进行热处理：在300～600℃的温度下，将所述前驱体薄膜在惰性气氛条件下进行热处理得CuIn_1‑xGa_xS₂薄膜；步骤四、制备具有Ga梯度分布的CuIn_1‑xGa_xS₂薄膜：改变步骤一中制备的前驱体溶液中In︰（In＋Ga）的摩尔比，制得In︰Ga摩尔比不同的前驱体溶液，重复步骤二和步骤三，重复成膜，制得有Ga梯度分布的CuIn_1‑xGa_xS₂薄膜；步骤五、将所述Ga梯度分布的CuIn_1‑xGa_xS₂薄膜在硒化炉中进行硒化处理，制得CuIn_1‑xGa_x(S,Se)₂薄膜吸收层。