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公开(公告)号：CN119208442A
公开(公告)日：2024-12-27
申请号：CN202411304752.7
申请日：2024-09-19
Applicant: 南开大学
IPC: H01L31/18 , H01L31/0392 , H01L31/032
Abstract: 本发明提供了一种基于溶液法掺锑制备高效铜铟镓硫硒太阳电池的方法，包括以下步骤：配置具有不同锑掺杂浓度的前驱体溶液；对前驱体溶液进行多次旋涂退火，获得前驱体薄膜；经过硒化，获得微米级上下贯穿晶粒的铜铟镓硫硒吸收层；沉积缓冲层、窗口层以及顶电极从而制备出掺锑铜铟镓硒硫薄膜太阳电池。本发明提供的一种基于溶液法掺锑制备高效铜铟镓硫硒太阳电池的方法，通过在前驱体溶液中加入不同浓度的金属锑盐，从而制备出微米级贯穿的高质量吸收层，进而基于此方法制备的太阳电池相应的电池性能明显提升。
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公开(公告)号：CN116845131A
公开(公告)日：2023-10-03
申请号：CN202310726891.8
申请日：2023-06-19
Applicant: 南开大学
IPC: H01L31/18 , H01L31/032 , H01L31/0445 , B05D7/24 , B05D1/00
Abstract: 本发明是根据吸收层表面反光颜色对铜锌锡硫硒太阳电池性能的优化方法及其应用；以N,N‑二甲基甲酰胺为溶剂，乙酸铜一水合物、氯化锌、氯化亚锡二水合物和硫脲为溶质，制成前驱体溶液，在N2或者Ar的惰性气体保护下采用匀胶机旋涂的方法制备铜基化合物半导体前驱体薄膜，通过调控旋涂参数使单层前驱体薄膜呈现黄色反光的工艺，使得最终获得铜基薄膜太阳电池前驱膜厚度1.4‑1.6μm。铜基薄膜太阳电池前驱膜膜用于太阳电池吸收层。本发明为溶胶‑凝胶法制备铜基化合物半导体前驱体薄膜过程中监控前驱膜厚度与质量提供了一种直观有效的办法，有利于提高薄膜光电器件大面积生产应用中产品性能的稳定度。
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公开(公告)号：CN113471332A
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202110754941.4
申请日：2021-07-01
Applicant: 南开大学
IPC: H01L31/18 , H01L31/032 , H01L31/072
Abstract: 本发明提供一种载流子有效分离的铜基薄膜太阳电池P‑N结结构设计方法及制备得到的太阳电池。该薄膜太阳电池P‑N结结构设计的方法，包括：在背电极上制备P型铜锌锡硫硒吸光层薄膜；在所述吸光层表面沉积弱N型缓冲层薄膜；在所述缓冲层薄膜表面低温沉积N型窗口层，其中低温退火过程中通过界面固态交换反应实现一个新型P‑N结结构设计。由此，形成的新型P‑N结结构实现了载流子的有效分离，优化了载流子的传输和收集效率，增加了开路电压，显著提升了薄膜太阳电池的光电转换效率。本发明工艺简单，有效地解决了目前P‑N结界面的能带排列问题，为薄膜太阳电池的产业化提供了一条路径。
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公开(公告)号：CN112201702A
公开(公告)日：2021-01-08
申请号：CN202011078437.9
申请日：2020-10-10
Applicant: 南开大学
IPC: H01L31/0216 , H01L31/18 , H01L31/0445
Abstract: 本发明公开一种薄膜太阳电池吸收层形成方法、薄膜太阳电池及制备方法。该薄膜太阳电池吸收层形成方法，包括以下步骤：在底电极上依次形成第一前驱膜、Al2O3层和第二前驱膜，构成前驱膜叠层；对所述前驱膜叠层进行高温硒化或硫化处理形成吸收层，所述吸收层表面具有与其体内相反的半导体类型的特性，其中，所述第一前驱膜和所述第二前驱膜为I‑II‑IV‑VI族化合物半导体，且所述第一前驱膜至少包含Cu元素，所述第二前驱膜至少包含Ag元素。由此，增加了开路电压(VOC)，使得相应的开路电压赤字(VOC,def)低至0.327V，并且优化了载流子传输，改善了载流子收集效率，使得吸收层/缓冲层的界面复合减小，显著提高了薄膜太阳电池的光电转换效率。
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公开(公告)号：CN119008776A
公开(公告)日：2024-11-22
申请号：CN202411112511.2
申请日：2024-08-14
Applicant: 南开大学
IPC: H01L31/18 , H01L31/0224 , H01L31/0392 , H01L31/068
Abstract: 本发明属于太阳电池技术领域，公开了一种改善柔性铜锌锡硫硒太阳电池背界面接触的方法，包括如下步骤：擦拭清洗金属钼箔表面；将钼箔衬底放入抛光液中，基于电化学抛光技术对钼箔衬底进行抛光处理；将钼箔衬底依次放入乙醇、去离子水中超声清洗，而后将钼箔衬底用氮气吹干；对钼箔衬底表面做臭氧处理；在钼箔衬底上制备得到柔性铜锌锡硫硒太阳电池。本发明能够有效提高前驱体溶液在钼箔衬底上的浸润性，从而改善铜锌锡硫硒薄膜的质量，提高了薄膜与衬底的背接触，使铜锌锡硫硒吸收层与钼箔之间形成了准欧姆接触，从而促进了载流子的传输，提高了器件效率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117117037A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202311185706.5
申请日：2023-09-14
Applicant: 南开大学
IPC: H01L31/18 , H01L31/0749
Abstract: 本发明提供了一种基于调控前驱体薄膜铜组分制备铜铟硒硫薄膜太阳电池的方法，以二甲基甲酰胺为溶剂，氯化亚铜、四水合三氯化铟、硫脲为溶质制备前驱体溶液，通过调整Cu/In值来获得不同的前驱体溶液，在前驱体薄膜制备过程中通过合理调整不同旋涂次数对应层的Cu/In值来实现双铜分或三铜组分梯度的前驱体薄膜，然后再通过硒化等后续步骤从而制备CISSe薄膜太阳电池。在不进行额外掺杂和刻蚀的前提下，采用简单的旋涂方法调控前驱体薄膜中的铜组分分布，改变了前驱体薄膜硒化过程中的生长动力学，改善吸收层晶体质量，减少体相缺陷，提高器件的开路电压、短路电流以及填充因子，为制备铜基薄膜电池性能开拓了一种简单可行的途径。
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公开(公告)号：CN113380924A
公开(公告)日：2021-09-10
申请号：CN202110623729.4
申请日：2021-06-04
Applicant: 南开大学
IPC: H01L31/18 , H01L21/02 , H01L31/032 , H01L31/072
Abstract: 本发明提供一种铜基薄膜太阳电池吸收层成分调控的方法及制备得到的太阳电池。该薄膜太阳电池吸收层成分的调控方法，包括：在背电极上制备铜锌锡硫前驱体薄膜；对前驱体薄膜进行高温退火，退火过程中通过压力调节控制反应动力学过程，实现吸收层组分调控。本发明中通过反应的动力学控制，减少了Sn元素的流失，精确地调控了吸收层中的Sn含量，为高效铜基薄膜太阳电池的制备提供了一个可控的化学计量吸收层成分的调控方法。由此，增加了开路电压，优化了载流子的传输和收集效率，显著提升了薄膜太阳电池的光电转换效率。本发明压强控制工艺简单，有效地解决了目前吸收层面临的严重Sn流失问题，为薄膜太阳电池的产业化提供了一条路径。
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公开(公告)号：CN119789563A
公开(公告)日：2025-04-08
申请号：CN202411304750.8
申请日：2024-09-19
Applicant: 南开大学
IPC: H10F71/00 , H10F77/169 , H10F77/12 , H10F77/14
Abstract: 本发明提供了一种溶液法制备梯度带隙铜铟镓硫硒太阳电池的方法，包括以下步骤：配置铜铟镓硫前驱体溶液；配置银铟硫前驱体溶液；制备含有银铟硫层的铜铟镓硒前驱体薄膜；经过硒化处理，获得铜铟镓硒硫吸收层；沉积缓冲层、窗口层以及电极从而制备出具有梯度带隙的铜铟镓硒硫薄膜太阳电池。本发明提供的一种溶液法制备梯度带隙铜铟镓硫硒太阳电池的方法，采用前驱体薄膜旋涂过程中插入AIS中间层的方法，从而硒化获得具有梯度带隙的吸收层，在提升晶体质量的同时构建了梯度带隙，增加了电池的长波长吸收，最终提升了器件性能。
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公开(公告)号：CN119208447A
公开(公告)日：2024-12-27
申请号：CN202411349211.6
申请日：2024-09-26
Applicant: 南开大学
IPC: H01L31/18 , H01L31/0445 , H01L31/032
Abstract: 本发明属于太阳电池技术领域，公开了一种在柔性铜锌锡硫硒电池中进行碱金属调控掺杂的方法，包括如下步骤：首先在柔性衬底上沉积铜锌锡硫前驱体薄膜；然后将柔性衬底上沉积的铜锌锡硫前驱体薄膜倒置放在Mo玻璃上进行硒化退火，Mo玻璃为镀有Mo层的钠钙玻璃；硒化退火能够实现钠钙玻璃中的碱金属扩散并掺杂于铜锌锡硫硒薄膜中，碱金属包括钠元素和钾元素；基于掺杂有碱金属的铜锌锡硫硒薄膜，制备得到柔性铜锌锡硫硒电池。本发明不仅提供了对柔性铜锌锡硫硒电池中碱金属掺杂的简单有效手段，并且还能实现铜锌锡硫硒薄膜中碱金属的调控掺杂，避免碱金属掺杂过高而造成对柔性器件的损害，显著提升了柔性铜锌锡硫硒器件的光电转换效率。
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公开(公告)号：CN112201702B
公开(公告)日：2022-11-18
申请号：CN202011078437.9
申请日：2020-10-10
Applicant: 南开大学
IPC: H01L31/0216 , H01L31/18 , H01L31/0445
Abstract: 本发明公开一种薄膜太阳电池吸收层形成方法、薄膜太阳电池及制备方法。该薄膜太阳电池吸收层形成方法，包括以下步骤：在底电极上依次形成第一前驱膜、Al2O3层和第二前驱膜，构成前驱膜叠层；对所述前驱膜叠层进行高温硒化或硫化处理形成吸收层，所述吸收层表面具有与其体内相反的半导体类型的特性，其中，所述第一前驱膜和所述第二前驱膜为I‑II‑IV‑VI族化合物半导体，且所述第一前驱膜至少包含Cu元素，所述第二前驱膜至少包含Ag元素。由此，增加了开路电压(VOC)，使得相应的开路电压赤字(VOC,def)低至0.327V，并且优化了载流子传输，改善了载流子收集效率，使得吸收层/缓冲层的界面复合减小，显著提高了薄膜太阳电池的光电转换效率。
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