一种cigs基薄膜光伏材料的钠掺杂方法
【专利摘要】本发明公开了一种CIGS基薄膜光伏材料的钠掺杂方法。其中包括一衬底，覆盖衬底表面的阻挡层，覆盖阻挡层的金属背电极层，覆盖金属背电极层的光吸收层，覆盖光吸收层的缓冲层，覆盖缓冲层的透明导电窗口层。其中通过沉积Ga-Na合金材料的方法对光吸收进行钠掺杂，光吸收层经过热处理，以便形成铜与（铟+镓）原子比为0.84-0.99的含钠光吸收层材料。
【专利说明】一种CIGS基薄膜光伏材料的钠掺杂方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及薄膜太阳能电池【技术领域】，更具体的，本发明提供一种CIGS基薄膜光伏材料的钠掺杂的方法和结构。
【背景技术】
[0002]随着全球气候变暖、生态环境恶化和常规能源的短缺，越来越多的国家开始大力发展太阳能利用技术。太阳能光伏发电是零排放的清洁能源，具有安全可靠、无噪音、无污染、资源取之不尽、建设周期短、使用寿命长等优势，因而备受关注。铜铟镓硒(CIGS)是一种直接带隙的P型半导体材料，其吸收系数高达105/cm，2um厚的铜铟镓硒薄膜就可吸收90%以上的太阳光。CIGS薄膜的带隙从1.04eV到1.67eV范围内连续可调，可实现与太阳光谱的最佳匹配。铜铟镓硒薄膜太阳电池作为新一代的薄膜电池具有成本低、性能稳定、抗辐射能力强、弱光也能发电等优点，其转换效率在薄膜太阳能电池中是最高的，可接近20%的转化率，因此日本、德国、美国等国家都投入巨资进行研究和产业化。
[0003]太阳能在环境上是清洁的并且从某种角度上已经成功，但是，在使其进入普通百姓的家庭之前，仍有许多问题有待解决。例如，单晶硅太阳能电池能够将光能转化为电能，然而，单晶硅材料是比较昂贵的。在使用薄膜技术制造太阳能电池时，也存在一些问题，如薄膜的可靠性较差，并且在传统的环境应用中不能长时间使用，薄膜难以彼此有效的结合
在一起等。
[0004]为提高CIGS基薄膜电池的转换效率，有必要将碱金属掺杂到CIGS光吸收层中，研究表明，钠的掺杂对CIGS基薄膜电池的转换效率提升最大，接着是钾和锂。在光吸收层中比较典型的钠浓度为0.1&丨％数量级。
[0005]中国专利CN200580011949.0公开了对光吸收层的碱金属掺杂方法，即在Mo电极层上形成Na浸溃层，接着在其上再形成CIGS光吸收层。此种方法会存在以下问题:1)使用碱稀释溶液在Mo电极层上形成Na浸溃层会造成工艺的复杂化；2)在Mo电极层与CIGS光吸收层之间形成Na浸溃层，会造成Mo电极层与CIGS光吸收层之间的粘结不牢固，容易使膜层剥落；3)在Mo电极层与CIGS光吸收层之间形成Na浸溃层，在经过硒化或硫化工序之后，其表面会出现斑点，这会使产品的外观大为受损而导致商品价值下降。
[0006]中国专利CN200580014778.7公开了一种黄铜矿型薄膜太阳能电池的制造方法，该方法由如下工序组成:第一工序是在Mo电极层上形成通过溅射法而层叠了 In金属层和Cu-Ga合金层的前驱物质；第二工序为在前驱物质上附着碱金属含有液，形成一含碱层，该含碱层为四硼酸钠；第三工序是对其进行硒化处理，从而形成CIGS光吸收层。该专利公开的方法可以解决Mo电极层与CIGS光吸收之间粘结不牢的问题，且硒化后其外观不会出现斑点问题，但是该专利用四硼酸钠对CIGS光吸收层进行碱掺杂的过程，硼元素会扩散进入CIGS光吸收层，会使CIGS光吸收层受到毒化，从而使电池的性能下降。该专利使用湿法对CIGS光吸收层进行碱金属的掺杂，会使整个工艺复杂化。
【发明内容】
[0007]本发明的主要目的在于解决现有技术中存在的问题:在CIGS光吸收层进行碱掺杂过程中，l)Mo电极层与CIGS光吸收层粘结不牢，2)硒化或硫化后其表面会出现斑点影响其外观，3)引入能够毒化CIGS光吸收层的硼元素，造成电池性能下降，4)工艺实现的复杂化。
[0008]本发明为解决现有技术中存在的问题采用如下技术方案:使用包含58_82at%Ga和18-42at%Na的镓钠合金材料沉积薄膜，使其对CIGS基薄膜光伏材料的光吸收层进行钠掺杂。所述的镓钠合金材料的Ga含量优选为62-78at%，Na含量优选为22_38at% ;镓钠合金材料的Ga含量更优选为65_75at%，Na含量更优选为25_35at% ;镓钠合金材料的Ga含量最优选为70at%，Na含量最优选为30at% ;镓钠合金材料可通过溅射沉积薄膜、真空蒸镀沉积薄膜或用别的其它合适的沉积方法沉积薄膜。所述的光吸收层为铜铟镓硒、铜铟镓硫或铜铟镓硒硫。
[0009]本发明的一种用于形成CIGS基薄膜光伏材料的结构，其特征在于:所述结构包含具有表面的衬底和覆盖所述衬底表面的阻挡层；覆盖所述阻挡层的金属背电极层；覆盖所述金属背电极层的含钠光吸收层，所述含钠光吸收层是通过使用含58-82at%Ga和18-42at%Na的镓钠合金材料沉积薄膜，使其对光吸收层进行钠掺杂；覆盖所述含钠光吸收层的缓冲层；覆盖所述缓冲层的透明导电窗口层。所述衬底为钠钙玻璃衬底、不锈钢薄板、聚酰亚胺板或铝薄板。所述阻挡层由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氮化钛、氧化钛、氮氧化钛、氮氧化错、氧化错、氮化错、氮化招、氧化招、氧化娃招、氮化娃招、氮氧化娃招、锌锡氧化物中的一种或它们的混合物组成，或由硅、锆和钛中的至少一种元素与钥组成的至少两种元素的氧化物、氮化物或氮氧化物组成，或者由别的可用于做阻挡层的材料组成。所述金属背电极层为钥电极层、钛电极层或铬电极层，所述金属背电极层可由一层或多层膜层组成；所述金属背电极层优选为钥电极层。所述含钠光吸收层为具有黄铜矿结构的含钠的铜铟镓硒膜层、含钠的铜铟镓硫膜层或含钠的铜铟镓硒硫膜层；在含钠光吸收层中钠的含量为
0.02-1.0at%，钠的含量优选为0.02-0.7at%，钠的含量更优选为0.05-0.4at%，钠的含量最优选为0.07-0.3at%。所述缓冲层选用硫化镉、氧化锌、硫化锌、硫化铟或锌镁氧化物中的一种或两种以上。所述透明导电窗口层选用氧化铟掺杂锡、氧化锌掺杂铝、氧化锌掺杂镓、氧化锌掺杂铟、氧化锡掺杂氟、氧化锡掺杂锑中的一种或两种以上透明导电膜，或别的其它透明导电膜。
[0010]本发明提供了一种CIGS基薄膜光伏材料的钠掺杂方法，即使用镓-钠合金材料沉积镀膜，完成对CIGS光吸收层的钠掺杂，这可以实现对CIGS光吸收层中钠含量的精确控制，此工艺与背电极层、CIGS光吸收层的预制层的工艺相匹配。
[0011]与现有技术相比本发明具有以下优点:
[0012]1、使用包含58_82at%Ga和18_42at%Na的镓钠合金材料沉积镀膜，使其对CIGS基薄膜光伏材料的光吸收层进行钠掺杂，此种方法可以使光吸收层的钠掺杂量实现精确控制，有利于光吸收膜层的晶粒生长。
[0013]2、使用包含58_82at%Ga和18_42at%Na的镓钠合金材料沉积镀膜，使其对CIGS基薄膜光伏材料的光吸收层进行钠掺杂，此溅射沉积方法与光吸收层的金属预制层铜铟镓的形成工艺相匹配。[0014]3、使用包含58_82at%Ga和18_42at%Na的镓钠合金材料沉积镀膜，使其对CIGS基薄膜光伏材料的光吸收层进行钠掺杂，此种钠掺杂方法不会出现Mo电极层与CIGS光吸收层之间粘结不牢固的问题。
[0015]4、使用包含58_82at%Ga和18_42at%Na的镓钠合金材料沉积镀膜，使其对CIGS基薄膜光伏材料的光吸收层进行钠掺杂，此种钠掺杂方法使光吸收层经过硒化或硫化处理之后，在其表面不会出现斑点，不会对其外观质量产生不利影响。
[0016]5、使用包含58_82at%Ga和18_42at%Na的镓钠合金材料沉积镀膜，使其对CIGS基薄膜光伏材料的光吸收层进行钠掺杂，此钠掺杂方法不会引入别的元素进入光吸收层，从而避免有害元素对光吸收层的毒化，避免光吸收层性能受到不利的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明铜铟镓硒薄膜太阳能电池的多层膜结构示意图；
[0018]图2为本发明含钠预制层的一种结构示意图；
[0019]图3为本发明含钠预制层的另一结构示意图；
[0020]图4为本发明含钠预制层的再一结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0022]在此先定义，本发明中的原子百分比含量在整个说明书中都用“at% ”表示，重量百分比含量在整个说明书中都用“wt%”表示；本发明中的CIGS光吸收层的预制层是指铜铟镓合金膜层、铜铟镓硒膜层、铜铟镓硒硫膜层、铜铟镓硫膜层或铜铟合金膜层，预制层可由一层或多层膜组成，在本发明的整个说明书及权利要求中都是如此。
[0023]正如众所周知的，在基板上沉积光伏材料，光伏材料的晶粒生长受益于钠物质的存在。然而，已经知道，对CIGS光吸收层的钠掺杂有多种形式:如可直接使用钠钙玻璃作为基板，在硒化过程中玻璃基板中的钠扩散进入CIGS光吸收层，完成对CIGS光吸收层的钠掺杂，由钠钙玻璃基板供给钠物质给CIGS光吸收层的量不能实现精确控制，过量的钠掺杂将会弓I起光伏材料结晶的晶粒结构劣化和电池的开路电压、短路电流的降低；有的在背电极层中掺杂含碱的化合物，有的在背电极层上使用湿法沉积一层含钠物质层，有的在光吸收层的预制层上使用湿法沉积一层含钠物质层，有的在光吸收层的预制层的沉积过程中掺入含钠的化合物，这些掺杂方式可以实现对CIGS光吸收层碱掺杂量的精确控制，但是这些碱掺杂方式有的会使工序复杂化，有的会影响膜层之间的粘结牢固性，有的会引入一些别的有害元素影响CIGS光吸收层的性能。
[0024]根据本发明的实施方式，在形成CIGS或CIGSS化合物材料期间，使用镓钠合金材料沉积形成的镓钠膜层在帮助多晶黄铜矿结构颗粒生长中起着重要的作用。本发明的实施方式可以实现对CIGS光吸收层的钠掺杂量的精确控制，在受控掺杂浓度下的钠离子帮助黄铜矿颗粒以相对大尺寸生长可以达到几微米。本发明的实施方式在对CIGS光吸收层进行钠掺杂的时，不引入别的有害元素，同时使用溅射工艺沉积使之与CIGS光吸收层的预制层的沉积工艺相匹配，不会造成制作工序复杂化，也不会使背电极层与光吸收层之间的层间粘结性能下降。[0025]本发明的薄膜电池结构如图1所示，本发明的实施方式至少可以有如下几种情况:I)在背电极层上沉积一层镓钠合金膜层，接着在镓钠合金膜层上形成CIGS光吸收层的预制层；2)在CIGS光吸收层的预制层上沉积一层镓钠合金膜层；3)当CIGS光吸收层的预制层由多层膜组成时，在预制层当中插入一层镓钠合金膜层。
[0026]以下涉及的实施例，均是在干净的衬底表面上依次沉积上各膜层。
[0027]实施例1
[0028]在一衬底为钠钙玻璃上采用磁控溅射沉积50nm的氧化硅膜层；接着在氧化硅膜层上采用磁控溅射沉积SOOnm的金属钥电极层；接着在钥电极层上采用磁控溅射依次沉积镓钠合金膜层、铜铟镓金属预制层，使镓钠合金膜层和铜铟镓金属预制层的总厚度为
1.2um，使用含镓70at%Ga和30at%Na的镓钠合金靶材溅射沉积镓钠合金膜层；然后将其放入到加热炉中进行硒化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二硒含钠光吸收层；在含钠光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积40nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用脉冲直流派射沉积40nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控派射沉积800nmAZ0(Al掺杂ZnO)膜层作为透明导电窗口层。本实施例的含钠预制层的结构如图2所示。
[0029]经过硒化热处理后，CIGS光吸收层与背电极钥层之间不会出现膜层剥落问题；经过对含钠CIGS光吸收层的测试，其晶粒尺寸达到Ium以上，在CIGS光吸收层中钠的含量为
0.18at%;对电池的测试，其光电转换效率为15.1%;电池的外观颜色均勻，没有出现斑点。
[0030]对比例I
[0031]在一衬底为钠钙玻璃上采用磁控溅射沉积SOOnm的金属钥电极层；接着在钥电极层上采用磁控溅射沉积铜铟镓金属预制层，使铜铟镓金属预制层的总厚度为1.2um ;然后将其放入到加热炉中进行硒化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二硒含钠光吸收层；在含钠光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积40nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用脉冲直流溅射沉积40nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控溅射沉积800nmAZ0 (Al掺杂ZnO)膜层作为透明导电窗口层。
[0032]经过硒化热处理后，CIGS光吸收层与背电极钥层之间不会出现膜层剥落问题；经过对含钠CIGS光吸收层的测试，其晶粒尺寸达到400nm左右，在CIGS光吸收层中钠的含量不均匀，有的区域高，有的区域低；对电池的测试，其光电转换效率为8.3% ;电池的外观颜色不均匀，有的地方出现了斑点。
[0033]从实施例1与对比例I对比可知，使用本发明的方法实现对CIGS光吸收层进行均匀的钠掺杂，从而促进CIGS晶粒的均匀生长，提高电池的转换效率，使电池的外观颜色均匀。
[0034]对比例2
[0035]在一衬底为钠I丐玻璃上米用磁控派射沉积800nm的金属钥电极层；接着将沉积由钥电极层的钠钙玻璃浸溃到浓度为0.8wt%的硫化钠稀释溶液中后，通过旋转脱水对附着的水溶液进行干燥，形成一层硫化钠薄膜层；接着在硫化钠膜层上采用磁控溅射沉积铜铟镓金属预制层，使铜铟镓金属预制层的总厚度为1.2um ;然后将其放入到加热炉中进行硒化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二硒含钠光吸收层；在含钠光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积40nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用脉冲直流溅射沉积40nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控溅射沉积800nmAZ0 (Al掺杂ZnO)膜层作为透明导电窗口层。
[0036]经过硒化热处理后，CIGS光吸收层与背电极钥层之间一些区域会出现膜层剥落问题；经过对含钠CIGS光吸收层的测试，其晶粒尺寸达到900nm左右，在CIGS光吸收层中钠的含量0.12at% ;对电池的测试，其光电转换效率为10.8% ;电池的外观颜色不均匀，有的地方出现了斑点。
[0037]从实施例1与对比例2对比可知，使用本发明的方法实现对CIGS光吸收层进行均匀的钠掺杂，从而促进CIGS晶粒的均匀生长，提高电池的转换效率，CIGS光吸收层与钥电极层之间不会出现膜层剥落问题，电池的外观颜色均勻，没有出现斑点。
[0038]实施例2
[0039]在一衬底为钠钙玻璃上采用磁控溅射沉积20nm的氧化钛膜层；接着在氧化钛膜层上采用磁控溅射沉积SOOnm的金属钥电极层；接着在钥电极层上采用磁控溅射依次沉积铜铟镓金属预制层、镓钠合金膜层、铜铟镓金属预制层，使镓钠合金膜层和铜铟镓金属预制层的总厚度为1.2um，使用含镓80at%Ga和20at%Na的镓钠合金靶材溅射沉积镓钠合金膜层；然后将其放入到加热炉中进行硒化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二硒含钠光吸收层；在含钠光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积40nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用脉冲直流溅射沉积40nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控溅射沉积800nmAZ0 (Al掺杂ZnO)膜层作为透明导电窗口层。本实施例的含钠预制层的结构如图3所示。
[0040]经过硒化热处理后，CIGS光吸收层与背电极钥层之间不会出现膜层剥落问题；经过对含钠CIGS光吸收层的测试，其晶粒尺寸达到950nm以上，在CIGS光吸收层中钠的含量为0.08at% ;对电池的测试，其光电转换效率为14.2% ;电池的外观颜色均匀，没有出现斑点。
[0041]实施例3
[0042]在一衬底为钠钙玻璃上采用磁控溅射沉积20nm的氧化锆膜层；接着在氧化锆膜层上采用磁控溅射先沉积50nm的具有拉伸应力的金属钥电极层，接着沉积一层500nm的具有压缩应力的金属钥电极层，由双层钥电极层组成金属背电极层；接着在金属背电极层上采用磁控溅射依次沉积铜铟镓金属预制层、镓钠合金膜层，使镓钠合金膜层和铜铟镓金属预制层的总厚度为1.2um，使用含镓62at%Ga和38at%Na的镓钠合金靶材溅射沉积镓钠合金膜层；然后将其放入到加热炉中进行硒化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二硒含钠光吸收层；在含钠光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积40nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用脉冲直流溅射沉积40nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控溅射沉积SOOnmAZO (Al掺杂ZnO)膜层作为透明导电窗口层。本实施例的含钠预制层的结构如图4所示。
[0043]经过硒化热处理后，CIGS光吸收层与背电极钥层之间不会出现膜层剥落问题；经过对含钠CIGS光吸收层的测试，其晶粒尺寸达到920nm以上，在CIGS光吸收层中钠的含量为0.06at% ;对电池的测试，其光电转换效率为13.6% ;电池的外观颜色均匀，没有出现斑点。
[0044]实施例4
[0045]在一衬底为不锈钢薄板上采用磁控溅射沉积50nm的氮氧化硅膜层；接着在氮氧化硅膜层上采用磁控溅射沉积SOOnm的金属钥电极层；接着在钥电极层上采用磁控溅射依次沉积镓钠合金膜层、铜铟镓金属预制层，使镓钠合金膜层和铜铟镓金属预制层的总厚度为1.2um，使用含镓70at%Ga和30at%Na的镓钠合金靶材溅射沉积镓钠合金膜层；然后将其放入到加热炉中进行硫化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二硒含钠光吸收层；在含钠光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积40nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用脉冲直流溅射沉积40nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控溅射沉积SOOnmAZO(Al掺杂ZnO)膜层作为透明导电窗口层。
[0046]经过硒化热处理后，CIGS光吸收层与背电极钥层之间不会出现膜层剥落问题；经过对含钠CIGS光吸收层的测试，其晶粒尺寸达到800nm以上，在CIGS光吸收层中钠的含量为0.04at% ;对电池的测试，其光电转换效率为12.1% ;电池的外观颜色均匀，没有出现斑点。
[0047]实施例5
[0048]在一衬底为铝薄板上采用磁控溅射沉积50nm的氮氧化硅膜层；接着在氮氧化硅膜层上采用磁控溅射先沉积50nm的具有拉伸应力的金属钥电极层，接着沉积一层500nm的具有压缩应力的金属钥电极层，由双层钥电极层组成金属背电极层；接着在金属背电极层上采用磁控溅射依次沉积铜铟镓金属预制层、镓钠合金膜层、铜铟镓金属预制层，使镓钠合金膜层和铜铟镓金属预制层的总厚度为1.2um,使用含镓70at%Ga和30at%Na的镓钠合金靶材溅射沉积镓钠合金膜层；然后将其放入到加热炉中进行硫化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二硒含钠光吸收层；在含钠光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积40nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用脉冲直流溅射沉积40nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控溅射沉积800nmAZ0 (Al掺杂ZnO)膜层作为透明导电窗口层。
[0049]经过硒化热处理后，CIGS光吸收层与背电极钥层之间不会出现膜层剥落问题；经过对含钠CIGS光吸收层的测试，其晶粒尺寸达到820nm以上，在CIGS光吸收层中钠的含量为0.05at% ;对电池的测试，其光电转换效率为10.2% ;电池的外观颜色均匀，没有出现斑点。
[0050]实施例6
[0051]在一衬底为聚酰亚胺板上采用磁控溅射沉积50nm的氮氧化硅膜层；接着在氮氧化硅膜层上采用磁控溅射先沉积60nm的具有拉伸应力的金属钥电极层，接着沉积一层600nm的具有压缩应力的金属钥电极层，由双层钥电极层组成金属背电极层；接着在金属背电极层上采用磁控溅射依次沉积铜铟镓金属预制层、镓钠合金膜层、铜铟镓金属预制层，使镓钠合金膜层和铜铟镓金属预制层的总厚度为1.2um,使用含镓80at%Ga和20at%Na的镓钠合金靶材溅射沉积镓钠合金膜层；然后将其放入到加热炉中进行硫化热处理，从而形成具有黄铜矿结构的铜铟镓二硒含钠光吸收层；在含钠光吸收层上采用化学浴(CBD)方法沉积40nm的CdS膜层作为缓冲层；在缓冲层上采用脉冲直流溅射沉积40nm的本征ZnO膜层；在本征ZnO膜层上采用磁控溅射沉积SOOnmAZO (Al掺杂ZnO)膜层作为透明导电窗口层。
[0052]经过硒化热处理后，CIGS光吸收层与背电极钥层之间不会出现膜层剥落问题；经过对含钠CIGS光吸收层的测试，其晶粒尺寸达到890nm以上，在CIGS光吸收层中钠的含量为0.4at% ;对电池的测试，其光电转换效率为11.4% ;电池的外观颜色均匀，没有出现斑点。
【权利要求】
1.一种CIGS基薄膜光伏材料的钠掺杂方法，其特征在于:使用包含58-82at%Ga和18-42at%Na的镓钠合金材料沉积薄膜，使其对CIGS基薄膜光伏材料的光吸收层进行钠掺杂。
2.根据权利要求1所述的一种CIGS基薄膜光伏材料的钠掺杂方法,其特征在于:所述的镓钠合金材料的Ga含量为65-75at%，Na含量为25_35at%。
3.根据权利要求1所述的一种CIGS基薄膜光伏材料的钠掺杂方法,其特征在于:所述的光吸收层为铜铟镓硒、铜铟镓硫或铜铟镓硒硫。
4.一种用于形成CIGS基薄膜光伏材料的结构,其特征在于:所述结构包含具有表面的衬底和覆盖所述衬底表面的阻挡层；覆盖所述阻挡层的金属背电极层；覆盖所述金属背电极层的含钠光吸收层，其中所述含钠光吸收层是通过使用含58_82at%Ga和18_42at%Na的镓钠合金材料沉积薄膜，使其对光吸收层进行钠掺杂，所述含钠光吸收层中含有0.02-1.0at%的钠；覆盖所述含钠光吸收层的缓冲层；以及覆盖所述缓冲层的透明导电窗口层。
5.根据权利要求4所述的一种用于形成CIGS基薄膜光伏材料的结构，其特征在于:所述光吸收层进行钠掺杂是在背电极层与CIGS光吸收层的预制层之间沉积一层镓钠合金膜层，或在形成CIGS光吸收层的预制层的同时沉积一层镓钠合金膜层，或在CIGS光吸收层的预制层形成之后在其上沉积一层镓钠合金膜层。
6.根据权利要求4所述的一种用于形成CIGS基薄膜光伏材料的结构，其特征在于:所述阻挡层由氧化娃、氮化娃、氮氧化娃、氮化钛、氧化钛、氮氧化钛、氮氧化错、氧化错、氮化锆、氮化铝、氧化铝、氧化硅铝、氮化硅铝、氮氧化硅铝、锌锡氧化物中的一种或它们的混合物组成，或由硅、锆和钛中的至少一种元素与钥组成的至少两种元素的氧化物、氮化物或氮氧化物组成。
7.根据权利要求4所述的一种用于形成CIGS基薄膜光伏材料的结构，其特征在于:所述金属背电极层为钥电极层、钛电极层或铬电极层。
8.根据权利要求4所述的一种用于形成CIGS基薄膜光伏材料的结构，其特征在于:所述含钠光吸收层为具有黄铜矿结构的含钠的铜铟镓硒膜层、含钠的铜铟镓硫膜层或含钠的铜铟镓硒硫膜层。
9.根据权利要求4所述的一种用于形成CIGS基薄膜光伏材料的结构，其特征在于:所述缓冲层选用硫化镉、氧化锌、硫化锌、硫化铟或锌镁氧化物中的一种或两种以上。
10.根据权利要求4所述的一种用于形成CIGS基薄膜光伏材料的结构，其特征在于:所述透明导电窗口层选用氧化铟掺杂锡、氧化锌掺杂铝、氧化锌掺杂镓、氧化锌掺杂铟、氧化锡掺杂氟、氧化锡掺杂锑中的一种或两种以上透明导电膜。
【文档编号】H01L31/18GK103915516SQ201310004776
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年1月7日 优先权日:2013年1月7日
【发明者】李艺明, 田宏波 申请人:厦门神科太阳能有限公司