CN104993018A - 控制cigs薄膜中钠含量的方法、太阳能电池及结构 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种控制CIGS薄膜中钠含量的方法,首先在含钠元素的衬底上形成钠离子阻挡层,阻挡所述衬底中的钠离子扩散到所述CIGS薄膜中;然后在所述钠离子阻挡层上形成可控钠源层,通过控制所述可控钠源层的厚度为所述CIGS薄膜提供含量可控的钠离子。通过本方法,一方面将衬底中的不可控的钠离子进行隔离,阻挡其扩散入CIGS薄膜中,同时提供一可控钠源层,通过可控钠源层中钠离子的扩散精确控制所述CIGS薄膜中钠离子的含量,从而促进CIGS晶粒的生长,进而获得高效的CIGS薄膜太阳能电池。
Description
技术领域
本发明涉及铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池技术领域,具体的说是一种控制CIGS薄膜中钠含量的方法、一种用于CIGS薄膜太阳能电池的结构以及一种CIGS薄膜太阳能电池。
背景技术
CIGS薄膜太阳能电池,是由Cu(铜)、In(铟)、Ga(镓)、Se(硒)四种元素构成最佳比例的黄铜矿结晶薄膜太阳能电池,具有光吸收能力强、发电稳定性好、转化效率高、生产成本低以及能源回收周期短等诸多优势。CIGS薄膜作为光吸收层材料,其性能直接影响到CIGS太阳能电池器件的表现,特别是在钠钙玻璃衬底上生长的CIGS薄膜。
研究表明:在CIGS太阳能电池的制造及使用中,钠钙玻璃衬底中的大量钠离子会沿着钼背电极的晶界扩散进入CIGS薄膜内部,钠离子的扩散主要存在于两个过程中:第一,在CIGS薄膜的生长过程中,因为这个过程需要经历高温,在热激发状态下钠离子非常容易从钠钙玻璃衬底中扩散进入CIGS薄膜,且这个过程是自发不可控的,同时界面处的氧含量过高也会对钠离子的扩散有一定的促进作用;第二,在CIGS太阳能电池器件的使用过程中,由于电流通过以及外界由于长时间光照引起的温度升高,使得钠离子由于电激发和热激发再次扩散进入CIGS薄膜内部。微量的钠离子存在有助于CIGS晶粒的生长、获得高效的电池器件,然而过量的钠离子会在材料内部形成缺陷态,极大的影响电池效率和稳定性。
发明内容
鉴于上述问题,本申请提供一种控制CIGS薄膜中钠含量的方法、一种用于CIGS薄膜太阳能电池的结构以及一种CIGS薄膜太阳能电池。
本申请采用的技术方案是:
本申请提供一种控制CIGS薄膜中钠含量的方法,包括:
在含钠元素的衬底上形成钠离子阻挡层,阻挡所述衬底中的钠离子扩散到所述CIGS薄膜中;
在所述钠离子阻挡层上形成可控钠源层,通过控制所述可控钠源层的厚度为所述CIGS薄膜提供含量可控的钠离子。
可选的,所述钠离子阻挡层包括至少一种以下材料:氮化硅,氧化硅,氮氧化硅,氮化钛,氧化钛,氮氧化钛,氮氧化锆,氧化锆,氮化锆,氮化铝,氧化铝,氧化硅铝,氮化硅铝,氮氧化硅铝,锌锡氧化物或由硅、锆和钛中的至少一种元素与钼组成的至少两种元素的氧化物、氮化物或氮氧化物。
可选的,所述钠离子阻挡层为氮化硅,所述氮化硅的厚度大于或等于120nm、折射率为2.0~2.1。
优选的,所述氮化硅的厚度为120nm~150nm。
可选的,所述形成钠离子阻挡层的方法是直流溅射沉积、射频溅射沉积、磁控溅射沉积或离子束溅射沉积。
可选的,所述控制CIGS薄膜中钠含量的方法还包括:
在形成可控钠源层前,在所述钠离子阻挡层上形成电极层。
可选的,所述形成钠离子阻挡层的步骤、所述形成电极层的步骤及其之间的过程均是在真空状态下进行的。
可选的,所述形成电极层的方法是蒸发沉积、直流溅射沉积、射频溅射沉积、磁控溅射沉积或离子束溅射沉积。
可选的,所述电极层采用钼、镍或钨材料,所述电极层的厚度大于或等于250nm、电阻率小于14μΩ·cm。
优选的,所述电极层的厚度为300nm~350nm。
可选的,所述可控钠源层包括至少一种以下材料:氟化钠,氯化钠,溴化钠,碘化钠,碳酸钠,硫酸钠,碳酸氢钠,硫酸氢钠。
可选的,所述形成可控钠源层的方法是蒸发沉积、直流溅射沉积、射频溅射沉积、磁控溅射沉积或离子束溅射沉积。
相对应的,本申请还提供一种用于CIGS薄膜太阳能电池的结构,包括含钠元素的衬底、背电极层和CIGS吸收层;
所述衬底与所述背电极层间设有钠离子阻挡层,用于阻挡所述衬底中的钠离子扩散到所述CIGS吸收层中;
所述背电极层与所述CIGS吸收层之间设有可控钠源层,用于为所述CIGS吸收层提供含量可控的钠离子。
可选的,所述钠离子阻挡层包括至少一种以下材料:氮化硅,氧化硅,氮氧化硅,氮化钛,氧化钛,氮氧化钛,氮氧化锆,氧化锆,氮化锆,氮化铝,氧化铝,氧化硅铝,氮化硅铝,氮氧化硅铝,锌锡氧化物或由硅、锆和钛中的至少一种元素与钼组成的至少两种元素的氧化物、氮化物或氮氧化物。
可选的,所述钠离子阻挡层由氮化硅组成,所述氮化硅的厚度大于或等于120nm、折射率为2.0~2.1。
优选的,所述氮化硅的厚度为120nm~150nm。
可选的,所述电极层采用钼、镍或钨材料,所述电极层的厚度大于或等于250nm、电阻率小于14μΩ·cm。
优选的,所述电极层的厚度为300nm~350nm。
可选的,所述可控钠源层包括至少一种以下材料:氟化钠,氯化钠,溴化钠,碘化钠,碳酸钠,硫酸钠,碳酸氢钠,硫酸氢钠。
本申请还提供一种CIGS薄膜太阳能电池,包括本申请提供的用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构。
与现有技术相比,本申请具有以下优点:
本申请提供的一种控制CIGS薄膜中钠含量的方法,首先在含钠元素的衬底上形成钠离子阻挡层,阻挡所述衬底中的钠离子扩散到所述CIGS薄膜中;然后在所述钠离子阻挡层上形成可控钠源层,通过控制所述可控钠源层的厚度为所述CIGS薄膜提供含量可控的钠离子。通过本方法,一方面将衬底中的不可控的钠离子进行隔离,阻挡其扩散入CIGS薄膜中,同时提供一可控钠源层,通过可控钠源层中钠离子的扩散精确控制所述CIGS薄膜中钠离子的含量,从而促进CIGS晶粒的生长,进而获得高效的CIGS薄膜太阳能电池。
附图说明
图1是本申请提供的一种控制CIGS薄膜中钠含量的方法实施例的流程图;
图2是本申请提供的一种用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构实施例的示意图;
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广,因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
本申请提供了一种控制CIGS薄膜中钠含量的方法、一种用于CIGS薄膜太阳能电池的结构以及一种CIGS薄膜太阳能电池,下面依次结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
请参考图1,其为本申请提供的一种控制CIGS薄膜中钠含量的方法实施例的流程图,所述控制CIGS薄膜中钠含量的方法包括以下步骤:
步骤S101,在含钠元素的衬底上形成钠离子阻挡层,阻挡所述衬底中的钠离子扩散到所述CIGS薄膜中。
在CIGS薄膜太阳能电池的制造及使用中,含钠元素的衬底中的大量钠离子会沿着背电极的晶界扩散进入CIGS薄膜内部,微量的钠离子存在有助于CIGS晶粒的生长、获得高效的电池器件,然而过量的钠离子会在材料内部形成缺陷态,极大的影响电池效率和稳定性。由于衬底中的钠离子含量较高且钠离子的扩散是不受控制的,所以导致CIGS薄膜中的钠离子含量过高且不可控,从而影响CIGS薄膜太阳能电池的电池效率和稳定性。
为了使所述CIGS薄膜获得微量、可控的钠离子掺杂,首先要排除衬底中钠离子的影响,因此,本步骤在含钠元素的衬底上形成钠离子阻挡层,所述钠离子阻挡层用于阻挡所述衬底中的钠离子扩散到所述CIGS薄膜中,避免过量的钠离子不受控制的扩散到所述CIGS薄膜中。
其中,所述钠离子阻挡层的材料可以选用氮化硅,氧化硅,氮氧化硅,氮化钛,氧化钛,氮氧化钛,氮氧化锆,氧化锆,氮化锆,氮化铝,氧化铝,氧化硅铝,氮化硅铝,氮氧化硅铝,锌锡氧化物中的任意一种或其混合物,除此之外,还可以采用由硅、锆和钛中的至少一种元素与钼组成的至少两种元素的氧化物、氮化物或氮氧化物。
由于氮化硅薄膜具有优良的致密结构,且具有良好的离子阻挡性能,因此,在本申请提供的一个实施例中,所述钠离子阻挡层采用氮化硅材料,其厚度要求大于或等于120nm,薄于此厚度会在一定程度上影响对钠离子的阻挡效果。出于节约成本和提高沉积效率的考虑,在本申请的一个优选的实施例中,所述氮化硅薄膜的厚度不超过150nm,超过此厚度在功能上没有其他负面影响,其也在本申请的保护范围之内。
考虑到折射率是反映薄膜成分以及致密性的重要指标,而薄膜成分及薄膜的致密性对氮化硅薄膜的钠离子阻挡作用影响较大,经过实验摸索,在本申请的提供的一个实施例中,所述氮化硅薄膜的折射率为2.0~2.1。
形成所述钠离子阻挡层的方法有化学气相沉积(CVD)法和物理气相沉积(PVD)法两大类。
化学气相沉积法是利用气态的先驱反应物,通过原子、分子间化学反应的途径生成固态薄膜的技术。化学气相沉积法制备氮化硅薄膜是把含有薄膜元素(Si、N)的气体(如NH3,SiH4,SiCl4,SiH2Cl2等)供到沉积炉中衬底的表面,利用加热、等离子体、紫外光乃至激光等能源,使其相互反应沉积薄膜。按炉内温度高低可分高温化学气相沉积、中温化学气相沉积、低温化学气相沉积等;按炉内压强分为常压化学气相沉积、低压化学气相沉积等;按反应能源可分为热化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、光化学气相沉积等。上述化学气相沉积法都是现有技术中制备氮化硅薄膜的常用方法,此处不再赘述,其均在本申请的保护范围之内。
物理气相沉积法是在真空室中采用加热或高能束轰击的方法将待镀材料或靶材蒸发成气态并使之沉积在工件表面形成涂层的技术,主要分为蒸发沉积和溅射沉积,溅射沉积可进一步细分为磁控溅射沉积和离子束溅射沉积等。常用的制备氮化硅薄膜的方法主要是溅射沉积,例如以硅作靶,氮气放电,用射频(RF)溅射沉积氮化硅薄膜;又如直接用氮化硅作靶,氩~氮作为本底气氛进行溅射生长。上述物理气相沉积法都是现有技术中制备氮化硅薄膜的常用方法,此处不再赘述,其均在本申请的保护范围之内。
步骤S102,在所述钠离子阻挡层上形成可控钠源层,通过控制所述可控钠源层的厚度为所述CIGS薄膜提供含量可控的钠离子。
为了使所述CIGS薄膜获得微量、可控的钠离子掺杂,通过步骤S101,已在含钠元素的衬底上形成钠离子阻挡层,将所述衬底中的钠离子进行了隔离,避免了所述衬底中的钠离子过量扩散到CIGS薄膜中造成不可控的影响。接下来,需要为所述CIGS薄膜提供钠离子含量可控的可控钠源层。
需要说明的是,在CIGS薄膜太阳能电池的制作中,需要在衬底和CIGS薄膜间制作背电极层,在本申请提供的控制CIGS薄膜中钠含量的方法中,所述钠离子阻挡层是绝缘的,因此要在制作电极层前沉积到衬底上,由于钠离子可以扩散并通过电极层,因此,所述可控钠源层可以在制作电极层前沉积到所述钠离子阻挡层上,也可以在制作电极层后再沉积到所述电极层上,两种方法都可以实现本申请的控制钠离子扩散的目的,均在本申请的保护范围之内。其中后者的可控钠源层直接与CIGS薄膜接触,更有利于控制钠离子向所述CIGS薄膜中的扩散,因此,在本申请提供的优选实施例中,先在所述钠离子阻挡层上形成电极层,然后在所述电极层上形成可控钠源层,最后在所述可控钠源层上形成CIGS薄膜。
其中,所述电极层可以采用钼、镍或钨等材料,其中由于钼在电流收集和输运方面表现更好,且成本较低,因此,在本申请的一个具体实施例中,所述电极层采用钼材料,一般选用纯度在3N5以上的钼靶材。所述电极层的厚度一般要求大于或等于250nm,薄于此厚度时电流传导等性能较差,影响CIGS薄膜太阳能电池的性能和稳定性。出于节约成本和提高沉积效率的考虑,在本申请的一个优选的实施例中,所述电极层的厚度不超过1000nm,超过此厚度在功能上没有其他负面影响,其也在本申请的保护范围之内。经过实验探索,为了获得更好的电流扩展效果,在本申请提供的一个实施例中,所述电极层的厚度为300nm~350nm。
评价所述电极层的质量及性能的关键指标是电阻率,电阻率过高会对CIGS薄膜太阳能电池的性能和稳定性产生负面影响,经过实验摸索,在本申请提供的一个实施例中,所述电阻率小于14μΩ·cm。
形成所述电极层的方法主要是物理气相沉积法,物理气相沉积法是在真空室中采用加热或高能束轰击的方法将待镀材料或靶材蒸发成气态并使之沉积在工件表面形成涂层的技术,主要分为蒸发沉积和溅射沉积,溅射沉积可进一步细分为磁控溅射沉积和离子束溅射沉积等。上述物理气相沉积法都是现有技术中制备氮化硅薄膜的常用方法,此处不再赘述,其均在本申请的保护范围之内。
考虑到氧元素会对钠离子的扩散起到促进作用,为了避免沉积过程中在所述钠离子阻挡层的界面产生氧元素从而降低其对钠离子的阻挡作用,在本申请的一个实施例中,所述电极层与所述钠离子阻挡层是连续沉积的,即在所述钠离子阻挡层沉积完成后,不破真空,继续沉积所述电极层,保证所述钠离子阻挡层~电极层界面为无氧态,从而避免由于氧存在促进钠扩散的问题,提高所述钠离子阻挡层对于钠扩散的阻挡效果。
所述可控钠源层可以采用氟化钠,氯化钠,溴化钠,碘化钠,碳酸钠,硫酸钠,碳酸氢钠,硫酸氢钠中的任意一种或其混合物,理论上,任意一种钠盐都是可以用作可控钠源层的,其均在本申请的保护范围之内。在本申请的一个优选的实施例中,所述可控钠源层采用氟化钠。
所述可控钠源层根据材料的性质可以采用化学气相沉积法或物理气相沉积法。物理气相沉积方法主要分为蒸发沉积和溅射沉积,溅射沉积可进一步细分为直流溅射沉积、射频(RF)溅射沉积、磁控溅射沉积和离子束溅射沉积等。在本申请的一个实施例中,所述可控钠源层为氟化钠,其沉积方法是蒸发沉积。
这样,通过控制所述可控钠源层的厚度即可精确控制钠离子的含量,从而对CIGS薄膜中的钠离子含量进行精确控制,使钠对CIGS晶粒和晶向生长的促进作用得到极大的发挥,同时不引入杂质缺陷影响器件性能。
至此,通过步骤S101至S102完成了本申请提供的控制CIGS薄膜中钠含量的流程。
在本申请提供的一个优选实施例中,首先利用在线PVD设备,采用中频电源在钠钙玻璃衬底上溅射沉积钠离子阻挡层氮化硅薄膜,氮化硅薄膜具有致密结构,且具有良好的离子阻挡性能;采用溅射沉积的氮化硅薄膜化学组分可控、成本低、易于大面积均匀制备。氮化硅薄膜呈非晶态,厚度为120~150nm,折射率在2.0~2.1之间,具有近似于Si3N4的化学计量比和略微的富硅。
接下来,在不破真空的情况下,在所述钠离子阻挡层之上采用直流电源连续沉积钼背电极,钼靶材采用3N5以上的纯度。钼背电极的厚度为300~350nm,电阻率小于14μΩ·cm。连续沉积下氮化硅~钼界面为无氧态,避免了由于氧存在促进钠扩散的问题,显著的提高了氮化硅对于钠扩散的阻挡效果。
最后在真空下蒸发沉积CIGS薄膜之前掩埋沉积一层氟化钠钠源层,膜层的厚度与钠离子含量具有线性关系,通过控制所述钠源层的厚度可以精确控制钠的含量,从而对CIGS薄膜中钠的含量进行精确控制,使钠对CIGS晶粒和晶向生长的促进作用得到极大的发挥,同时不引入杂质缺陷影响器件性能。
在上述的实施例中,提供了一种控制CIGS薄膜中钠含量的方法,与之相对应的,本申请还提供一种用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构。请参看图2,其为本申请提供的一种用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构实施例的示意图,所述用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构是采用本申请提供的控制CIGS薄膜中钠含量的方法制作的,描述的比较简单,得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
所述用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构包括含钠元素的衬底101、背电极层103和CIGS吸收层105,所述衬底101与所述背电极层103间设有钠离子阻挡层102,用于阻挡所述衬底101中的钠离子扩散到所述CIGS吸收层105中;所述背电极层103与所述CIGS吸收层105之间设有可控钠源层104,用于为所述CIGS吸收层105提供含量可控的钠离子。
其中,所述钠离子阻挡层102的材料可以选用氮化硅,氧化硅,氮氧化硅,氮化钛,氧化钛,氮氧化钛,氮氧化锆,氧化锆,氮化锆,氮化铝,氧化铝,氧化硅铝,氮化硅铝,氮氧化硅铝,锌锡氧化物中的任意一种或其混合物,除此之外,还可以采用由硅、锆和钛中的至少一种元素与钼组成的至少两种元素的氧化物、氮化物或氮氧化物。
由于氮化硅薄膜具有优良的致密结构,且具有良好的离子阻挡性能,因此,在本申请提供的一个实施例中,所述钠离子阻挡层102采用氮化硅材料,其厚度要求大于或等于120nm,薄于此厚度会在一定程度上影响对钠离子的阻挡效果。出于节约成本和提高沉积效率的考虑,在本申请的一个优选的实施例中,所述氮化硅薄膜的厚度不超过150nm,超过此厚度在功能上没有其他负面影响,其也在本申请的保护范围之内。
考虑到折射率是反映薄膜成分以及致密性的重要指标,而薄膜成分及薄膜的致密性对氮化硅薄膜的钠离子阻挡作用影响较大,经过实验摸索,在本申请的提供的一个实施例中,所述氮化硅薄膜的折射率为2.0~2.1。
所述背电极层103可以采用钼、镍或钨等材料,其中由于钼在电流收集和输运方面表现更好,且成本较低,因此,在本申请的一个具体实施例中,所述背电极层103采用钼材料,一般选用纯度在3N5以上的钼靶材。所述背电极层103的厚度一般要求大于或等于250nm,薄于此厚度时电流扩展等性能较差,影响CIGS薄膜太阳能电池的性能和稳定性。出于节约成本和提高沉积效率的考虑,在本申请的一个优选的实施例中,所述背电极层103的厚度不超过1000nm,超过此厚度在功能上没有其他负面影响,其也在本申请的保护范围之内。经过实验探索,为了获得更好的电流扩展效果,在本申请提供的一个实施例中,所述背电极层103的厚度为300nm~350nm。
评价所述背电极层103的质量及性能的关键指标是电阻率,电阻率过高会对CIGS薄膜太阳能电池的性能和稳定性产生负面影响,经过实验摸索,在本申请提供的一个实施例中,所述背电极层103的电阻率小于14μΩ·cm。
所述可控钠源层可以采用氟化钠,氯化钠,溴化钠,碘化钠,碳酸钠,硫酸钠,碳酸氢钠,硫酸氢钠中的任意一种或其混合物,理论上,任意一种钠盐都是可以用作可控钠源层的,其均在本申请的保护范围之内。在本申请的一个优选的实施例中,所述可控钠源层采用氟化钠。
以上,为本申请提供的一种用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构实施例。
本申请还提供一种CIGS薄膜太阳能电池,其特征在于,包括本申请提供的上述用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构。
由于所述CIGS薄膜太阳能电池采用了本申请提供的上述用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构,相关之处请参照所述形成CIGS薄膜太阳能电池的结构的实施例,此处不再赘述。
本申请虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本申请,任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改,因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。
Claims (20)
1.一种控制CIGS薄膜中钠含量的方法,其特征在于,包括:
在含钠元素的衬底上形成钠离子阻挡层,阻挡所述衬底中的钠离子扩散到所述CIGS薄膜中;
在所述钠离子阻挡层上形成可控钠源层,通过控制所述可控钠源层的厚度为所述CIGS薄膜提供含量可控的钠离子。
2.根据权利要求1所述的控制CIGS薄膜中钠含量的方法,其特征在于,所述钠离子阻挡层包括至少一种以下材料:氮化硅,氧化硅,氮氧化硅,氮化钛,氧化钛,氮氧化钛,氮氧化锆,氧化锆,氮化锆,氮化铝,氧化铝,氧化硅铝,氮化硅铝,氮氧化硅铝,锌锡氧化物或由硅、锆和钛中的至少一种元素与钼组成的至少两种元素的氧化物、氮化物或氮氧化物。
3.根据权利要求2所述的控制CIGS薄膜中钠含量的方法,其特征在于,所述钠离子阻挡层为氮化硅,所述氮化硅的厚度大于或等于120nm、折射率为2.0~2.1。
4.根据权利要求3所述的控制CIGS薄膜中钠含量的方法,其特征在于,所述氮化硅的厚度为120nm~150nm。
5.根据权利要求1所述的控制CIGS薄膜中钠含量的方法,其特征在于,所述形成钠离子阻挡层的方法是磁控溅射沉积或离子束溅射沉积。
6.根据权利要求1所述的控制CIGS薄膜中钠含量的方法,其特征在于,还包括:
在形成可控钠源层前,在所述钠离子阻挡层上形成电极层。
7.根据权利要求6所述的控制CIGS薄膜中钠含量的方法,其特征在于,所述形成钠离子阻挡层的步骤、所述形成电极层的步骤及其之间的过程均是在真空状态下进行的。
8.根据权利要求6所述的控制CIGS薄膜中钠含量的方法,其特征在于,所述形成电极层的方法是蒸发沉积、磁控溅射沉积或离子束溅射沉积。
9.根据权利要求6所述的控制CIGS薄膜中钠含量的方法,其特征在于,所述电极层采用钼、镍或钨材料,所述电极层的厚度大于或等于250nm、电阻率小于14μΩ·cm。
10.根据权利要求9所述的控制CIGS薄膜中钠含量的方法,其特征在于,所述电极层的厚度为300nm~350nm。
11.根据权利要求1所述的控制CIGS薄膜中钠含量的方法,其特征在于,所述可控钠源层包括至少一种以下材料:氟化钠,氯化钠,溴化钠,碘化钠,碳酸钠,硫酸钠,碳酸氢钠,硫酸氢钠。
12.根据权利要求1所述的控制CIGS薄膜中钠含量的方法,其特征在于,所述形成可控钠源层的方法是蒸发沉积、磁控溅射沉积或离子束溅射沉积。
13.一种用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构,包括含钠元素的衬底、背电极层和CIGS吸收层,其特征在于:
所述衬底与所述背电极层间设有钠离子阻挡层,用于阻挡所述衬底中的钠离子扩散到所述CIGS吸收层中;
所述背电极层与所述CIGS吸收层之间设有可控钠源层,用于为所述CIGS吸收层提供含量可控的钠离子。
14.根据权利要求13所述的用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构,其特征在于,所述钠离子阻挡层包括至少一种以下材料:氮化硅,氧化硅,氮氧化硅,氮化钛,氧化钛,氮氧化钛,氮氧化锆,氧化锆,氮化锆,氮化铝,氧化铝,氧化硅铝,氮化硅铝,氮氧化硅铝,锌锡氧化物或由硅、锆和钛中的至少一种元素与钼组成的至少两种元素的氧化物、氮化物或氮氧化物。
15.根据权利要求14所述的用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构,其特征在于,所述钠离子阻挡层由氮化硅组成,所述氮化硅的厚度大于或等于120nm、折射率为2.0~2.1。
16.根据权利要求15所述的用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构,其特征在于,所述氮化硅的厚度为120nm~150nm。
17.根据权利要求13所述的用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构,其特征在于,所述电极层采用钼、镍或钨材料,所述电极层的厚度大于或等于250nm、电阻率小于14μΩ·cm。
18.根据权利要求17所述的用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构,其特征在于,所述电极层的厚度为300nm~350nm。
19.根据权利要求13所述的用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构,其特征在于,所述可控钠源层包括至少一种以下材料:氟化钠,氯化钠,溴化钠,碘化钠,碳酸钠,硫酸钠,碳酸氢钠,硫酸氢钠。
20.一种CIGS薄膜太阳能电池,其特征在于,包括权利要求13至19任一项权利要求所述的用于形成CIGS薄膜太阳能电池的结构。
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