一种CuInSe₂基薄膜太阳能电池

摘要

本发明公开了一种CuInSe2基薄膜太阳能电池，依次由基底、金属正极、由CuAlSe2/CuAlxGa1-xSe2/CuGaSe2薄膜依次构成的反射层、由CuIn1-mGamSe2/CuInSe2-ySy/Cu1-aZnaInSe2-bSb薄膜依次构成的光电转换层和由CdS/i-ZnO/AZO薄膜依次构成的透明导电层构成。本发明通过多层膜和梯度膜技术构造了光电转换层和反射层，通过层间电荷迁移实现对导带底和价带顶的调控，形成更优的p-n结能带结构，提高了器件的长波响应和载流子收集效率，并提高了器件的光电转换效率。

主权项

一种CuInSe2基薄膜太阳能电池，依次由基底、金属正极、反射层、光电转换层和透明导电层构成，其特征在于，所述的反射层由CuAlSe2/CuAlxGa1‑xSe2/CuGaSe2薄膜依次构成，所述的光电转换层由CuIn1‑mGamSe2/CuInSe2‑ySy/Cu1‑aZnaInSe2‑bSb薄膜依次构成，所述的透明导电层由CdS/i‑ZnO/AZO薄膜依次构成；所述的AZO薄膜为Al掺杂ZnO薄膜；所述的反射层与所述的金属正极接触的为CuAlSe2薄膜，所述的反射层与所述的光电转换层的界面为CuGaSe2/CuIn1‑mGamSe2界面，所述的光电转换层与所述的透明导电层的界面为Cu1‑aZnaInSe2‑bSb/CdS界面；所述的反射层中，CuAlxGa1‑xSe2薄膜为CuAlSe2薄膜与CuGaSe2薄膜之间的缓冲层，在CuAlSe2/CuAlxGa1‑xSe2界面，x＝1；在CuAlxGa1‑xSe2/CuGaSe2界面，x＝0；在CuAlxGa1‑xSe2薄膜内部，x值从CuAlSe2/CuAlxGa1‑xSe2界面到CuAlxGa1‑xSe2/CuGaSe2界面由x＝1到x＝0递减；所述的光电转换层中，在CuGaSe2/CuIn1‑mGamSe2界面，m＝1；在CuIn1‑mGamSe2/CuInSe2‑ySy界面，0.15＜m＜0.24；在CuIn1‑mGamSe2薄膜内部，m值从CuGaSe2/CuIn1‑mGamSe2界面到CuIn1‑mGamSe2/CuInSe2‑ySy界面由m＝1到0.15＜m＜0.24递减；所述的光电转换层中，在CuIn1‑mGamSe2/CuInSe2‑ySy界面，y＝0；在CuInSe2‑ySy/Cu1‑aZnaInSe2‑bSb界面，0.05＜y＜0.6；在CuInSe2‑ySy薄膜内部，y值从CuIn1‑mGamSe2/CuInSe2‑ySy界面到CuInSe2‑ySy/Cu1‑aZnaInSe2‑bSb界面由y＝0到0.05＜y＜0.6逐渐增加；所述的光电转换层中，在CuInSe2‑ySy/Cu1‑aZnaInSe2‑bSb界面，a＝0，b＝y；在Cu1‑aZnaInSe2‑bSb/CdS界面，0.001＜a＜0.1，b＜2；在Cu1‑aZnaInSe2‑bSb薄膜内部，a值从CuInSe2‑ySy/Cu1‑aZnaInSe2‑bSb界面到Cu1‑aZnaInSe2‑bSb/CdS界面由a＝0到0.001＜a＜0.1逐渐增加，b值从CuInSe2‑ySy/Cu1‑aZnaInSe2‑bSb界面到Cu1‑aZnaInSe2‑bSb/CdS界面由b＝y到b＜2逐渐增加。