光伏器件的界面优化方法

本发明涉及半导体光伏器件领域，尤其涉及一种光伏器件的界面优化方法。

背景技术：

1、太阳能作为一种备受青睐的新能源，具有取之不尽、用之不竭、分布广泛且安全无污染的优点。在光伏器件领域，硅基叠层电池能够大幅提升器件效率、降低度电成本。在硅基叠层电池顶电池的吸光材料的研究中，cdse是一种光电性质优异的顶电池吸光材料，具有物理性质稳定、成本低廉等优点，因此cdse薄膜太阳能电池具有较强的竞争力，得到了关注和研究。znte与cdse能带匹配，且均为六方晶系晶格失配度小，因此znte是一种适宜作为cdse薄膜太阳能电池空穴传输层的半导体材料。

2、在光伏领域，界面缺陷一直是影响器件性能的重要因素，界面态特性决定了电池的输出特性。界面缺陷过多会导致费米能级钉扎，形成界面缺陷复合损失，将严重制约光生载流子传输与分离以及器件开压。对于cdse薄膜太阳能电池来说，其界面缺陷主要来源于异质结界面。

3、因此优化cdse与znte(空穴传输层)的接触，降低界面态密度，具有重要的研究意义。目前cdse薄膜太阳能电池的界面优化研究较少，特别是cdse/znte异质结的界面也缺乏优化方法的研究。

4、因而，cdse/znte异质结的界面的优化方法，成为本领域技术人员亟待要解决的技术重点。

技术实现思路

1、本发明提供一种光伏器件的界面优化方法，以解决光伏器件中cdse/znte异质结的界面缺陷的问题。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种光伏器件的界面优化方法，包括：

3、形成cdse层作为吸光层；

4、在所述cdse层表面形成znte层作为空穴传输层，以形成cdse/znte异质结；

5、对所述cdse/znte异质结的所述cdse层与所述znte层同时进行退火，以在所述cdse/znte异质结的界面生成第一过渡层；所述第一过渡层表征了在进行退火时，所述cdse层与所述znte层中的粒子在所述cdse/znte异质结的界面扩散、反应形成的结构层；

6、对所述znte层进行掺杂。

7、可选的，对所述cdse/znte异质结的cdse层与znte层同时进行退火时，采用的退火温度为：400-500℃；退火时长为：20-60min；采用的保护气体为：惰性气体。

8、可选的，对所述znte层进行掺杂时，采用的掺杂溶液为：cu+溶液；掺杂浓度为1-4mg/ml。

9、可选的，对所述znte层进行掺杂时，采用的掺杂方式为：旋涂法、共蒸法、浸泡法或热处理法。

10、可选的，对所述znte层进行掺杂时，采用的掺杂方式为：旋涂法，旋涂时采用的转速为2500-4000rpm/min。

11、可选的，所述cu+溶液包括：cubr、cui或cucl。

12、可选的，所述惰性气体为：氮气或氩气。

13、根据本发明的第二方面，提供了一种cdse/znte异质结，包括：

14、作为吸光层的cdse层；

15、作为空穴传输层的znte层，形成在所述cdse层表面，所述cdse层与所述znte层构成cdse/znte异质结；

16、第一过渡层，形成在所述cdse/znte异质结的界面；所述第一过渡层由对cdse层与znte层同时进行退火后形成；且所述第一过渡层表征了在进行退火时，所述cdse层与所述znte层中的粒子在所述cdse/znte异质结的界面扩散、反应形成的结构层；

17、其中，所述znte层掺杂有cu+离子。

18、根据本发明的第三方面，提供了一种光伏器件，包括：

19、导电玻璃衬底；

20、电子传输层，形成于所述导电玻璃衬底的表面；

21、cdse/znte异质结，形成于所述电子传输层上，且所述cdse/znte异质结中的cdse层与所述电子传输层的表面接触；在所述cdse/znte异质结的界面形成有第一过渡层；所述第一过渡层由对cdse层与znte层同时进行退火后形成；且所述第一过渡层表征了在进行退火时，所述cdse层与所述znte层中的粒子在所述cdse/znte异质结的界面扩散、反应形成的结构层；且所述znte层掺杂有cu+离子；

22、透明导电电极，形成于所述znte层的表面。

23、根据本发明的第四方面，提供了一种光伏器件的制作方法，包括：

24、提供导电玻璃衬底；

25、在所述导电玻璃衬底上形成电子传输层；

26、在所述电子传输层导电层的表面形成cdse层作为吸光层；

27、在所述cdse层表面形成znte层作为空穴传输层，以形成cdse/znte异质结；

28、对所述cdse/znte异质结的所述cdse层与所述znte层同时进行退火，以在所述cdse/znte异质结的界面生成第一过渡层；所述第一过渡层表征了在进行退火时，所述cdse层与所述znte层中的粒子在所述cdse/znte异质结的界面扩散、反应形成的结构层；

29、对所述znte层进行掺杂；

30、以及在掺杂后的所述znte层上形成透明导电电极。

31、根据本发明的第五方面，提供了一种光伏设备，包括本发明第三方面所述的光伏器件。

32、本发明提供的一种光伏器件的界面优化方法，首先在吸光层的表面形成空穴传输层，再对cdse吸光层与znte空穴传输层进行共退火；由于有空穴传输层形成于吸光层的表面，相当于在吸光层的表面形成了一保护层，于是，在共退火的过程中，由于受到znte空穴传输层的保护，因而，即使在较高温度的退火条件下，cdse吸光层的表面产生的se元素的硒空位较少，降低了缺陷密度；也不会在cdse吸光层的表面形成有绝缘氧化物，阻碍载流子传输。因而，本发明提供的技术方案，在提高cdse吸光层与znte空穴传输层的薄膜结晶度的同时，实现cdse吸光层与znte空穴传输层之间界面的良好过渡，降低了界面态，优化了界面接触，提升了器件效率。进一步地，本发明提供的技术方案，还通过对空穴传输层进行掺杂的方式，改善了znte薄膜性质，改善了载流子传输，从而实现了对znte空穴传输层的电学性质的调控，提升了光伏器件的性能；而且该方法极大地降低了工艺成本与时间，对于优化器件性能有着重要的意义。

技术特征：

1.一种光伏器件的界面优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光伏器件的界面优化方法，其特征在于，对所述cdse/znte异质结的cdse层与znte层同时进行退火时，采用的退火温度为：400-500℃；退火时长为：20-60min；采用的保护气体为：惰性气体。

3.根据权利要求2所述的光伏器件的界面优化方法，其特征在于，对所述znte层进行掺杂时，采用的掺杂溶液为：cu+溶液；掺杂浓度为1-4mg/ml。

4.根据权利要求3所述的光伏器件的界面优化方法，其特征在于，对所述znte层进行掺杂时，采用的掺杂方式为：旋涂法、共蒸法、浸泡法或热处理法。

5.根据权利要求4所述的光伏器件的界面优化方法，其特征在于，对所述znte层进行掺杂时，采用的掺杂方式为：旋涂法，旋涂时采用的转速为2500-4000rpm/min。

6.根据权利要求5所述的光伏器件的界面优化方法，其特征在于，所述cu+溶液包括：cubr、cui或cucl。

7.根据权利要求6所述的光伏器件的界面优化方法，其特征在于，所述惰性气体为：氮气或氩气。

8.一种cdse/znte异质结，其特征在于，包括：

9.一种光伏器件，其特征在于，包括：

10.一种光伏器件的制作方法，其特征在于，包括：

11.一种光伏设备，其特征在于，包括权利要求9所述的光伏器件。

技术总结
本发明提供了一种光伏器件的界面优化方法，包括：形成CdSe层作为吸光层；在CdSe层表面形成ZnTe作为空穴传输层，以形成CdSe/ZnTe异质结；对CdSe/ZnTe异质结的CdSe层与ZnTe层同时进行退火，以在CdSe/ZnTe异质结的界面生成第一过渡层；第一过渡层表征了在进行退火时，CdSe层与ZnTe层中的粒子在CdSe/ZnTe异质结的界面扩散、反应形成的结构层；对ZnTe层进行掺杂。本发明提供的技术方案解决了光伏器件中CdSe/ZnTe异质结的界面缺陷的问题，在提高CdSe吸光层与ZnTe空穴传输层的薄膜结晶度的同时，实现CdSe吸光层与ZnTe空穴传输层之间界面的良好过渡，降低了界面态，优化了界面接触，提升了器件效率；改善了载流子传输，从而实现了对ZnTe空穴传输层的电学性质的调控，提升了光伏器件的性能。

技术研发人员：曾祥斌,包晓庆,许庭玮,邓怀成,彭煜,胡世娇,李康华,陈超
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16