CN111223758A - 铜铟镓硒薄膜太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

铜铟镓硒薄膜太阳能电池及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池及其制备方法，包括：提供衬底基板，在所述衬底基板上制备背电极层；在所述背电极层上制备光吸收层；将碱金属氟化物与铟、硒进行共蒸发，从而在所述光吸收层的表面沉积掺杂层；在所述掺杂层上依次制备缓冲层、窗口层和顶电极层。本发明实施例提供的太阳能电池及其制备方法将碱金属氟化物与铟、硒进行共蒸发，由于额外提供了足够的铟、硒参与光吸收层的表面反应，因此碱金属氟化物的蒸发速率可以有效提高。

Description

铜铟镓硒薄膜太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及光伏组件技术领域，特别是指一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池及其制备方法。
背景技术
能源短缺和环境污染已成为现代工业和经济快速发展面临的严重问题和挑战，寻求和利用低成本的可再生能源(绿色能源)变得越来越重要。太阳能是一种清洁、丰富的可再生能源，太阳能电池是利用光伏效应将太阳能直接转化为电能的装置。
Cu(In,Ga)Se2(简称CIGS)薄膜太阳能电池因其高转换效率、突出的稳定性和在多个领域的广泛的应用，而日益受到人们的青睐。衡量电池优劣的最重要的指标是电池的光电转换效率，对CIGS薄膜太阳能电池而言，CIGS光吸收层的优化是提升光电转换效率的重要途径，而碱金属掺杂是优化光吸收层的关键因素。
碱金属元素包括Li(锂)、Na(钠)、K(钾)、Rb(铷)、Cs(铯)等，一般以其稳定的氟化物形式来对CIGS薄膜太阳能电池的光吸收层进行掺杂。适量的碱金属能够增大光吸收层材料的载流子浓度，修复晶界缺陷，对光吸收层的电学性能有显著的改善作用。目前，产业界中最常用的两种碱金属是Na和K，其中：Na主要作用于光吸收层的内部，一般采用预制层掺杂的方式进行掺杂；而K一般采用PDT(post-deposition-treatment，掺杂后退火)方式掺杂，K原子与光吸收层表面的In和Se形成的反应物对于光吸收层表面具有一定的修饰作用，尽管具体机制仍不明确，但能够显著提高器件的开路电压和填充因子，从而提高电池的光电转换效率。
目前，一般在采用共蒸发工艺制备CIGS光吸收层的过程中，在光吸收层薄膜沉积完成后，衬底仍处于高温状态，而为了与光吸收层表面的In和Se充分反应，碱金属氟化物的蒸发速率很慢，一般控制在
Figure BDA0001881611690000011
左右，而其为了达到理想掺杂效果，碱金属厚度一般要求达到
Figure BDA0001881611690000012
以上。这样一来，衬底需要在高温下持续较长时间(≥15分钟)，既造成了热量的浪费，又会影响电池产量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池及其制备方法，以解决浪费热量和电池产量低的技术问题。
根据本发明的第一方面，其提供了一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
提供衬底基板，在所述衬底基板上制备背电极层；
在所述背电极层上制备光吸收层；
将碱金属氟化物与铟、硒进行共蒸发，从而在所述光吸收层的表面沉积掺杂层；
在所述掺杂层上依次制备缓冲层、窗口层和顶电极层。
在本发明的一些实施例中，将碱金属氟化物与铟、硒进行共蒸发，从而在所述光吸收层的表面沉积掺杂层，包括：
控制所述衬底基板的温度为300-500℃，将碱金属氟化物与铟、硒共蒸发至所述光吸收层的表面，从而在所述光吸收层的表面沉积10-50nm厚度的掺杂层。
在本发明的一些实施例中，所述共蒸发的时间为1-3分钟。
在本发明的一些实施例中，在将碱金属氟化物与铟、硒进行共蒸发之后，还包括：待所述衬底基板冷却后，采用去离子水、稀盐酸或者氨水冲洗所述掺杂层的表面。
在本发明的一些实施例中，所述碱金属选自锂、钠、钾、铷和铯中的一种或几种。
在本发明的一些实施例中，在所述背电极层上制备光吸收层，包括：
共蒸发铟、镓和硒至所述背电极层的表面，从而在所述背电极层的表面沉积预置层；
共蒸发铜和硒至所述预置层的表面，从而在所述预置层的表面沉积富铜层；
共蒸发铟、镓和硒至所述富铜层的表面，从而在所述富铜层的表面沉积表面层。
在本发明的一些实施例中，在沉积预置层的过程中，控制所述衬底基板的温度为350-450℃，所述预置层的厚度为500-1000nm。
在本发明的一些实施例中，在沉积富铜层的过程中，控制所述衬底基板的温度为500-750℃，所述富铜层的厚度为500-1000nm。
在本发明的一些实施例中，在沉积表面层的过程中，控制所述衬底基板的温度为500-750℃，所述表面层的厚度为200-500nm。
根据本发明的第二方面，其提供了一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池，其根据上述任意一个实施例中所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法制备得到。
本发明实施例提供的太阳能电池及其制备方法将碱金属氟化物与铟、硒进行共蒸发，由于额外提供了足够的铟、硒参与光吸收层的表面反应，碱金属氟化物的蒸发速率可以有效提高。相较于现有技术中至少15分钟以上的掺杂后退火持续时间，本发明实施例仅通过1-3分钟就可以实现光吸收层的表面修饰，从而显著缩短了掺杂后退火的持续时间，一方面避免了高温能量的浪费，另一方面大大提高了太阳能电池的产出效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法的流程图；
图2为本发明实施例的卷对卷共蒸发沉积装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明的一个实施例提供了一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，所述铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法的流程图如图1所示，包括以下步骤：
步骤101，提供衬底基板，在所述衬底基板上制备背电极层；
步骤102，在所述背电极层上制备光吸收层；
步骤103，将碱金属氟化物与铟、硒进行共蒸发，从而在所述光吸收层的表面沉积掺杂层；
步骤104，在所述掺杂层上制备缓冲层；
步骤105，在所述缓冲层上制备窗口层；
步骤106，在所述窗口层上制备顶电极层。
在本发明的实施例中，首先在衬底基板上制备背电极层，然后在所述背电极层上制备光吸收层，接着对所述光吸收层进行表面掺杂，最后在所述掺杂层上依次制备缓冲层、窗口层和顶电极层，从而得到铜铟镓硒薄膜太阳能电池。可见，本发明实施例将碱金属氟化物与铟、硒进行共蒸发，由于提供了足够的铟、硒参与反应，因此碱金属氟化物的蒸发速率可以有效提高，从而缩短PDT(掺杂后退火)的持续时间；一方面避免了高温能量的浪费，另一方面大大提高了太阳能电池的产出效率。
其中，所述步骤103可以包括：控制所述衬底基板的温度为300-500℃，将碱金属氟化物与铟、硒共蒸发至所述光吸收层的表面，从而在所述光吸收层的表面沉积10-50nm厚度的掺杂层。为了保证碱金属氟化物与铟、硒充分反应，控制衬底基板的温度为300-500℃，碱金属在高温作用下向光吸收层的表面扩散，与光吸收层表面过量的铟在硒气氛下，形成铟、碱金属、硒三种元素构成的三元化合物，从而实现CIGS光吸收层的表面修饰。将所述三元化合物组成的掺杂层控制在10-50nm，既可以保证CIGS光吸收层的表面修饰效果，提高铜铟镓硒薄膜太阳能电池的光电转换效率，又可以避免不必要的材料浪费。
可选地，所述共蒸发的时间为1-3分钟。由于本发明实施例提供了足够的铟和硒参与碱金属氟化物的反应，因此可以显著缩短碱金属氟化物的蒸发速度，只要共蒸发1-3分钟，就可以在所述光吸收层的表面沉积10-50nm厚度的掺杂层。相较于现有技术中至少15分钟以上的PDT持续时间，本发明实施例提供的制备方法可以显著缩短PDT的持续时间，一方面避免了高温能量的浪费，另一方面大大提高了太阳能电池的产量。
在本发明的另一个实施例中，所述碱金属选自锂、钠、钾、铷和铯中的一种或几种。以这些碱金属的氟化物形式来对CIGS薄膜太阳能电池的光吸收层进行掺杂，能够增大光吸收层材料的载流子浓度，修复晶界缺陷，对光吸收层的电学性能有显著的改善作用。示例性地，以K为例，K原子在高温作用下向光吸收层的表面扩散，与光吸收层表面过量的铟在硒气氛下，形成In、K、Se三种元素构成的KInSe2三元化合物，从而实现CIGS光吸收层的表面修饰。
可选地，在将碱金属氟化物与铟、硒进行共蒸发之后，还包括：待所述衬底基板冷却后，采用去离子水、稀盐酸或者氨水冲洗所述掺杂层的表面，以去除所述掺杂层表面未参与反应的杂质，防止这些杂质影响太阳能电池的光电性能。
在本发明的再一个实施例中，在步骤102中，可以采用三步共蒸发在所述背电极层上制备CIGS光吸收层，具体地，可以包括：共蒸发铟、镓和硒至所述背电极层的表面，从而在所述背电极层的表面沉积预置层；共蒸发铜和硒至所述预置层的表面，从而在所述预置层的表面沉积富铜层；共蒸发铟、镓和硒至所述富铜层的表面，从而在所述富铜层的表面沉积表面层。其中，第一步是在较低的衬底基板温度下共蒸发沉积In、Ga、Se，形成由In、Ga、Se构成的化合物，作为预置层；第二步是在较高的衬底基板温度下共蒸发沉积Cu和Se，Cu和Se先与预置层反应，再继续蒸发Cu和Se至过量，高温下Cu以Cu2-xSe二次相的液态形式存在，Cu2- xSe的形成有利于促进大晶粒尺寸的形成；第三步是在衬底基板仍处于高温的条件下，共蒸发沉积In、Ga、Se三种元素，In、Ga、Se与Cu2-xSe反应，最终形成贫Cu-富In、Ga、Se的CIGS表面层。整个沉积过程持续大约50分钟，期间Se持续过量供应。
可选地，在沉积预置层的过程中，控制所述衬底基板的温度为350-450℃，所述预置层的厚度为500-1000nm。此外，如果背电极层不含Na，可以在CIGS沉积腔室中设置NaF蒸发源，以实现Na的掺杂。例如，可以共蒸发氟化钠、铟、镓和硒至所述背电极层的表面，从而在所述背电极层的表面沉积掺杂后的预置层，有助于进一步提高太阳能电池的光电转换效率。还可以是，先将氟化钠蒸发沉积至所述背电极层的表面，形成10-30nm厚度的氟化钠层；然后共蒸发铟、镓和硒至所述氟化钠层的表面，从而在所述氟化钠层的表面沉积预置层，这种方式也可以实现对预置层的掺杂，有助于进一步提高太阳能电池的光电转换效率。
可选地，在沉积富铜层的过程中，控制所述衬底基板的温度为500-750℃，所述富铜层的厚度为500-1000nm，有助于形成富铜层，从而保证光吸收层的光能吸收性能。在沉积表面层的过程中，控制所述衬底基板的温度为500-750℃，所述表面层的厚度为200-500nm，有助于贫铜表面层的形成，以便于对所述表面层进行表面修饰。进一步地，在完成第三步的沉积后，将所述衬底基板自然降温至300-500℃，以便于进行步骤103的操作。
本发明的实施例中，所述背电极层可以为金属背电极层，具体可以为Mo(钼)金属背电极层。所述缓冲层可以为CdS(硫化镉)缓冲层、ZnS(硫化锌)缓冲层、ZnO(氧化锌)缓冲层或者MgO(氧化镁)缓冲层。所述窗口层可以为i-ZnO(本征氧化锌)窗口层，也可以是AZO(掺铝氧化锌)窗口层或ITO(掺锡氧化铟)窗口层；所述窗口层可以是单层，也可以多层。所述顶电极层可以是Ag、Al或Cu顶电极层。
在本发明的实施例中，对于衬底基板的种类没有特别的限定，可以为能够用于柔性薄膜电池的各种柔性衬底材料，优选情况下，柔性衬底为不锈钢衬底、钛衬底、钼衬底、铜衬底或聚酰亚胺衬底。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但并不因此限制本发明。以下实施例中，如无特别说明，所用的各材料均可商购获得，所用的各方法均为本领域的常规方法。
实施例1
1)清洗钠钙玻璃衬底基板，清洗剂可选择半导体清洗剂；清洗方式可选择浸泡清洗或冲洗。
2)在衬底基板上沉积Mo电极，沉积方法可选择直流磁控溅射法沉积，沉积层数可选择1层或2层，Mo电极的总厚度约为500-1000nm，电阻率应低于1×10-6Ω·m。
3)在Mo电极之上沉积CIGS光吸收层，沉积方法可选择“三步”共蒸发法，具体的：第一步，在衬底基板温度460℃下，共蒸发沉积In、Ga、Se，形成由In、Ga、Se构成的630nm厚度的预置层；第二步，在衬底基板温度370℃下，共蒸发沉积Cu和Se，形成515nm厚度的富铜层；第三步，在衬底基板温度630℃下，共蒸发沉积In、Ga、Se，最终形成贫Cu-富In、Ga、Se的330nm厚度的CIGS表面层。整个沉积过程持续大约50分钟，期间Se持续过量供应，然后将衬底基板自然降温。
4)待衬底基板自然降温至400℃后，利用加热器使衬底基板维持此温度，共蒸发KF、In、Se至光吸收层的表面，持续2.6min，从而在光吸收层的表面沉积35nm厚度的掺杂层。结束后，待衬底基板冷却至80℃以下后，使用去离子水、稀盐酸或氨水冲洗所述掺杂层的表面。
5)在所述掺杂层的表面沉积缓冲层，沉积材料可选择CdS、Zn(O,S)、(Zn,Mg)O，沉积方式可选择化学水浴法或磁控溅射法，沉积厚度30-100nm。
6)在所述缓冲层的表面沉积双层窗口层，沉积方式可选择磁控溅射法，第一层可选择i-ZnO，沉积厚度30-80nm；第二层可选择AZO或ITO，沉积厚度200-500nm。
7)在所述双层窗口层上沉积顶电极层(或者顶电极层和减反层)，从而完成整个薄膜太阳电池的制备。其中，顶电极层可选择Ag、Al或Cu，沉积方式可选择蒸发或与复合膜直接贴合，厚度可选择100-500nm。其中，减反层可选择MgF2，厚度可选择0-200nm。
实施例2
按照实施1的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤4)中，待衬底基板自然降温至350℃后，利用加热器使衬底基板维持此温度，共蒸发KF、In、Se至光吸收层的表面，持续3min，从而在光吸收层的表面沉积40nm厚度的掺杂层。
实施例3
按照实施1的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤4)中，待衬底基板自然降温至500℃后，利用加热器使衬底基板维持此温度，共蒸发KF、In、Se至光吸收层的表面，持续1.5min，从而在光吸收层的表面沉积45nm厚度的掺杂层。
实施例4
按照实施1的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤4)中，待衬底基板自然降温至480℃后，利用加热器使衬底基板维持此温度，共蒸发KF、In、Se至光吸收层的表面，持续1min，从而在光吸收层的表面沉积25nm厚度的掺杂层。
实施例5
按照实施1的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤4)中，待衬底基板自然降温至335℃后，利用加热器使衬底基板维持此温度，共蒸发KF、In、Se至光吸收层的表面，持续2.5min，从而在光吸收层的表面沉积10nm厚度的掺杂层。
实施例6
按照实施1的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤4)中，待衬底基板自然降温至410℃后，利用加热器使衬底基板维持此温度，共蒸发KF、In、Se至光吸收层的表面，持续2.2min，从而在光吸收层的表面沉积50nm厚度的掺杂层。
实施例7
按照实施1的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤4)中，共蒸发NaF、In、Se至光吸收层的表面。
实施例8
按照实施1的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤4)中，共蒸发LiF、In、Se至光吸收层的表面。
实施例9
按照实施1的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤3)中，在沉积预置层的过程中，控制所述衬底基板的温度为350℃，所述预置层的厚度为500nm；在沉积富铜层的过程中，控制所述衬底基板的温度为500℃，所述富铜层的厚度为500nm。在沉积表面层的过程中，控制所述衬底基板的温度为500℃，所述表面层的厚度为200nm。
实施例10
按照实施1的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤3)中，在沉积预置层的过程中，控制所述衬底基板的温度为450℃，所述预置层的厚度为1000nm；在沉积富铜层的过程中，控制所述衬底基板的温度为750℃，所述富铜层的厚度为1000nm。在沉积表面层的过程中，控制所述衬底基板的温度为750℃，所述表面层的厚度为500nm。
实施例11
按照实施1的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤3)中，在沉积预置层的过程中，控制所述衬底基板的温度为400℃，所述预置层的厚度为820nm；在沉积富铜层的过程中，控制所述衬底基板的温度为650℃，所述富铜层的厚度为700nm。在沉积表面层的过程中，控制所述衬底基板的温度为680℃，所述表面层的厚度为415nm。
实施例12
按照实施1的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤3)中，在沉积预置层之前，先将NaF蒸发沉积至所述背电极层的表面，形成10-30nm厚度的NaF层。
实施例13
按照实施1的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤3)中，在沉积预置层的过程中，控制所述衬底基板的温度为400℃，共蒸发NaF、In、Ga、Se至所述背电极层的表面，从而在所述背电极层的表面沉积掺杂后的预置层，
实施例14
按照实施1的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤2)之前，先在衬底基板的表面沉积阻挡层，沉积方法可以选择磁控溅射技术。具体地，所述阻挡层可选择Ti、Cr、Ni等金属或合金，也可选择SiO2、Al2O3、ZnO等化合物薄膜；厚度可选择100-1000nm。
实施例15
1)清洗不锈钢卷绕衬底，作为衬底基板，清洗剂可选择半导体清洗剂；清洗方式可选择浸泡清洗或冲洗。
2)利用磁控溅射技术沉积阻挡层。具体的，阻挡层可选择Ti、Cr、Ni等金属或合金，也可选择SiO2、Al2O3、ZnO等化合物薄膜；厚度可选择100-1000nm。
3)在不锈钢衬底基板上沉积背电极层，沉积方法可选择卷对卷(Roll-to-Roll)直流磁控溅射法沉积，靶材可选择Mo或MoNa合金靶，沉积层数可选择1层或2层，总厚度约500-1000nm，电阻率应低于1×10-6Ω·m。
4)采用如图2所示的卷对卷共蒸发沉积装置沉积光吸收层和掺杂层。
如图2所示，所述卷对卷共蒸发沉积装置各部分分别指：1、腔体；2、放卷轴；3、收卷轴；4、加热器；5、NaF蒸发源；6、第一In蒸发源；7、第一Ga蒸发源；8、第一Se蒸发源；9、Cu蒸发源；10、第二Se蒸发源；11、第二In蒸发源；12、第二Ga蒸发源；13、第三Se蒸发源；14、碱金属氟化物蒸发源；15、第三In蒸发源；16、第四Se蒸发源；17、真空系统。
在背电极层上沉积CIGS光吸收层，沉积方法可选择Roll-to-Roll共蒸发法沉积。如图2所示，首先将经过步骤3)得到的不锈钢卷放置于放卷轴2所示的位置，利用人工或机械将不锈钢卷的一端固定在收卷轴3上，然后钢卷在放卷轴2和收卷轴3的共同作用下，从放卷轴2渐渐转移到收卷轴3上。在此过程中，不锈钢卷下方各蒸发源蒸发相应材料到衬底基板上参与反应，其基本沉积过程及原理与实施例1相似，不再赘述。
需要指出的是，不锈钢卷各区域均有红外探测器测温，并与加热器形成闭环控制(图中未示出)。其中，各蒸发源容积不小于20cm×10cm×10cm，Se蒸发源容积不小于其它蒸发源容积的2倍。
步骤4)如图2所示，不锈钢卷沉积完CIGS光吸收层后通过KF蒸发源14、第三In蒸发源15和第四Se蒸发源16，从而在光吸收层的表面沉积掺杂层。
需要指出的是，碱金属氟化物蒸发源14为KF蒸发源，其与第三Se蒸发源13相距不小于50cm，与CIGS沉积区存在一个缓冲区，以调整衬底基板到达碱金属氟化物蒸发源14、第三In蒸发源15和第四Se蒸发源16时的合适温度。可选地，缓冲区的不锈钢卷上方可以通过冷却水进行加速降温。
步骤5)-步骤7)与实施例1-实施例14类似，不再赘述。而且，步骤5)-步骤7)均可以采用Roll-to-Roll方式沉积相应材料。
实施例16
按照实施15的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤4)中，图2中的碱金属氟化物蒸发源14为LiF蒸发源。
实施例17
按照实施15的方法制备铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不同的是：在步骤4)中，图2中的碱金属氟化物蒸发源14为NaF蒸发源。
由此可见，本发明实施例提供的太阳能电池及其制备方法将碱金属氟化物与铟、硒进行共蒸发，由于额外提供了足够的铟、硒参与光吸收层的表面反应，碱金属氟化物的蒸发速率可以有效提高。相较于现有技术中至少15分钟以上的掺杂后退火持续时间，本发明实施例仅通过1-3分钟就可以实现光吸收层的表面修饰，从而显著缩短了掺杂后退火的持续时间，一方面避免了高温能量的浪费，另一方面大大提高了太阳能电池的产出效率。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底基板，在所述衬底基板上制备背电极层；
在所述背电极层上制备光吸收层；
将碱金属氟化物与铟、硒进行共蒸发，从而在所述光吸收层的表面沉积掺杂层；
在所述掺杂层上依次制备缓冲层、窗口层和顶电极层。
2.根据权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，将碱金属氟化物与铟、硒进行共蒸发，从而在所述光吸收层的表面沉积掺杂层，包括：
控制所述衬底基板的温度为300-500℃，将碱金属氟化物与铟、硒共蒸发至所述光吸收层的表面，从而在所述光吸收层的表面沉积10-50nm厚度的掺杂层。
3.根据权利要求2所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述共蒸发的时间为1-3分钟。
4.根据权利要求2所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，在将碱金属氟化物与铟、硒进行共蒸发之后，还包括：待所述衬底基板冷却后，采用去离子水、稀盐酸或者氨水冲洗所述掺杂层的表面。
5.根据权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述碱金属选自锂、钠、钾、铷和铯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述背电极层上制备光吸收层，包括：
共蒸发铟、镓和硒至所述背电极层的表面，从而在所述背电极层的表面沉积预置层；
共蒸发铜和硒至所述预置层的表面，从而在所述预置层的表面沉积富铜层；
共蒸发铟、镓和硒至所述富铜层的表面，从而在所述富铜层的表面沉积表面层。
7.根据权利要求6所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，在沉积预置层的过程中，控制所述衬底基板的温度为350-450℃，所述预置层的厚度为500-1000nm。
8.根据权利要求6所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，在沉积富铜层的过程中，控制所述衬底基板的温度为500-750℃，所述富铜层的厚度为500-1000nm。
9.根据权利要求6所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，在沉积表面层的过程中，控制所述衬底基板的温度为500-750℃，所述表面层的厚度为200-500nm。
10.一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池，其特征在于，根据权利要求1-9中任一项所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备方法制备得到。
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