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本发明提供了一种宽带隙CGSe柔性薄膜太阳能电池及其制备方法。该薄膜太阳能电池包括：柔性金属衬底层、背电极层、掺杂有硫和/或铝的CGSe吸收层、缓冲层、窗口层和栅电极。该薄膜太阳能电池的制备方法包括：通过直流磁控溅射于柔性金属衬底层上形成背电极层；利用分子束外延设备，采用三步共蒸法沉积CGSe吸收层同时选择性地掺杂铝，选择性地在S气氛下退火，形成掺杂有硫和/或铝的CGSe吸收层；形成缓冲层，然后退火；通过射频磁控溅射形成窗口层；通过电子束蒸发形成栅电极，得到薄膜太阳能电池。本发明的宽带隙CGSe柔性薄膜太阳能电池适合作为水下太阳能电池，为水下航行器、自主系统等提供高效率的动力来源。

权利要求 1.一种宽带隙CGSe柔性薄膜太阳能电池，其包括： 柔性金属衬底层； 背电极层，其形成于所述柔性金属衬底层上； 掺杂有硫和/或铝的CGSe吸收层，其形成于所述背电极层上； 缓冲层，其形成于所述掺杂有硫和/或铝的CGSe吸收层上； 窗口层，其形成于所述缓冲层上； 栅电极，其形成于所述窗口层上。 2.根据权利要求1所述的宽带隙CGSe柔性薄膜太阳能电池，其中，所述柔性金属衬底层的厚度为0.03-0.05mm； 优选地，所述柔性金属衬底层是通过以下步骤处理得到的：将柔性金属置于酒精中浸泡1-5min；取出后，放入浓盐酸溶液中浸泡1-5min；取出后，放入氢氧化钠溶液中浸泡1-5min；取出后，使用超纯水冲洗以去除残余溶液；然后放入无水乙醇中浸泡1-5min；之后使用高纯氮气将柔性金属的表面吹干，得到所述的柔性金属衬底层。 3.根据权利要求1所述的宽带隙CGSe柔性薄膜太阳能电池，其中，所述背电极层的材料包括钼； 优选地，所述背电极层的厚度为600-2000nm。

目前，不可再生能源如天然气、煤炭、石油等逐渐匮乏，能源问题日益成为制约经济发展的瓶颈。光伏太阳能电池有望成为解决能源问题的关键。在光伏市场巨大潜力的推动下，太阳能电池制造业争相投入巨资，扩大生产。目前，太阳能电池已经被证明是为陆基和天基设备提供动力的可行技术，市场上以硅为基础的太阳能电池板技术占主导地位，但是直接使用水下太阳能电池为海洋系统提供动力并没有太多的开发。

水下航行器、自主系统和传感器的长期运行需要持久的电源，通常依赖于岸上电源、机载电池或位于水面或陆地上的太阳能电池供电，受到严重限制。但是，使用硅等带隙相对较窄的材料，大多数使用的太阳能电池为水下系统供电的尝试都仅仅取得了有限的成功。这是由于水既能散射又吸收可见光，太阳光谱中大量的红色部分(600nm)在浅层水处被吸收，光谱中蓝色到黄色部分(400-600nm)是深层水处最后被吸收的部分，因此采用窄带隙半导体的传统太阳能电池并不适合深水应用。陆地太阳能电池可获得的最大效率为34％，然而，当辐照谱变窄时，最大光电转换效率受到限制，水下光谱更倾向于使用更宽带隙的半导体用于水下太阳能电池。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

本发明提供了一种宽带隙CGSe柔性薄膜太阳能电池及其制备方法。目前陆基和天基太阳能电池使用的窄带隙材料，因其与水下光谱的匹配性较差，在水下太阳能电池领域只能发挥有限的作用。而宽带隙材料在水下太阳能电池的发展具有极大的潜力。本发明的技术方案通过在高真空环境下利用柔性金属衬底进行沉积得到铜镓硒薄膜吸收层，并实现了宽带隙CGSe柔性薄膜太阳能电池的组装。相比于传统的刚性衬底，柔性金属衬底具有质量小、便于携带、可弯曲、耐高温、杂质少等优点，能够承受高温进行CGSe吸收层沉积、提升吸收层结晶性的同时，降低衬底中杂质向吸收层扩散对器件性能的影响。并且，本发明对宽带隙CGSe吸收层进行硫、铝的掺杂，能够扩大其带隙宽度达到2.4eV，进一步与水下光谱匹配，进而提升水下器件的光电转换效率。同时，本发明采用CdS、ZnS、Zn(S,O)、In

2

S

3

中的一种或几种的组合作为缓冲层，使CGSe吸收层与缓冲层的带隙相匹配，提升开路电压进而提升器件性能。本发明的宽带隙CGSe柔性薄膜太阳能电池能够适应更多场合的应用，特别是水下太阳能电池的应用，为水下航行器、自主系统等提供高效率的动力来源，将宽禁带、高稳定性的薄膜太阳能电池拓展至新的应用领域。

技术合作

本实施例提供了一种宽带隙CGSe柔性薄膜太阳能电池，如图2所示，其包括：

柔性金属衬底层1；

背电极层2，其形成于所述柔性金属衬底层1上；

掺杂有铝的CGSe吸收层32，其形成于所述背电极层2上；

缓冲层4，其形成于所述掺杂有铝的CGSe吸收层32上；

窗口层5，其形成于所述缓冲层4上；

栅电极6，其形成于所述窗口层5上。

其中，所述柔性金属衬底层1的厚度为0.03mm。所采用的柔性金属为不锈钢。