一種銅鋅錫硒太陽電池器件及其製備方法與流程
2023-09-14 02:26:40
本發明涉及薄膜太陽電池技術領域，特別是一種基於聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底的銅鋅錫硒太陽電池器件及其製備方法。
背景技術：
隨著世界經濟和工業的快速發展，人類對於能源的需求量也在逐年上升。然而作為主要能源來源的不可再生化石能源儲量不斷地消耗減少，並且帶來了嚴重的環境汙染和生態破壞。在這樣的背景下，作為新能源重要組成部分的太陽能以其可再生、無汙染、應用範圍廣泛的優勢受到了人們的廣泛關注，而太陽能電的研究和利用是其中最受重視的領域。
銅鋅錫硒材料(CZTS)屬於I-III-VI族四元化合物半導體，具有黃銅礦的晶體結構。銅鋅錫硒薄膜太能電池自20世紀90年代出現以來，首先被製得，此後，得到非常迅速的發展，並將逐步實現產業化。此電池有以下特點：1)銅鋅錫硒的禁帶寬度約1.5eV；2)銅鋅錫硒是一種直接帶隙半導體，對可見光的吸收係數高達105cm-1，銅鋅錫硒吸收層厚度只需1.5-2.5μm，整個電池的厚度為3-4μm；3)抗輻照能力強，比較適合作為空間電源；4)轉換效率高，2014年美國IBM公司與Solar Frontier、東京應化工業及旺能光電(DelSolar)共同開發研製的小面積銅鋅錫硒太陽電池轉換效率已高達12.6％；5)弱光特性好；6)礦藏豐富，無毒性。因此銅鋅錫硒多晶薄膜太陽電池有望成為下一代太陽電池的主流產品之一。
航空航天領域需要太陽電池有較高的質量比功率，即希望單位質量的太陽電池能發出更多的電量。對於地面光伏建築物的曲面造型和移動式的光伏電站等要求太陽電池具有柔性、可摺疊性和不怕摔碰，這就促進了柔性太陽電池的發展。由於相對較強的耐高溫能力和較為適合的膨脹係數，聚醯亞胺(PI)在其中脫穎而出。
然而聚醯亞胺的熱膨脹係數還是無法與銅鋅錫硒材料本身很好的匹配。在溫度較高時，聚醯亞胺會產生較大的形變，導致銅鋅錫硒薄膜較為疏鬆，容易脫落。所以，目前基於聚醯亞胺襯底的銅鋅錫硒製備時襯底溫度較低。從而導致生長出的薄膜結晶質量較差、晶粒細小、缺陷較多，增加了載流子的複合，縮短了少子的壽命，進而影響了電池性能。
銅鋅錫硒薄膜吸收層材料的有多種製備方法，可以分為真空沉積和非真空沉積兩種。在非真空方法中，目前能夠實現較高效率的旋塗共還原法，以水合聯氨作為還原劑，但是由於聯氨具有強毒性和強腐蝕性，從安全環保的角度難於處理。另一種常用的方法是電化學沉積金屬前驅物後硒化法。而在真空方法中，比較普遍採用的是濺射金屬預置層後硒化處理，電化學沉積和濺射後硒化都要經過硒化過程，需要兩步才能完成，工藝比較複雜。
技術實現要素：
本發明的目的是針對上述存在問題，提供了一種銅鋅錫硒太陽電池器件及其製備方法，該太陽電池器件為基於聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底的銅鋅錫硒太陽電池，其以鋼性襯底製備柔性電池，基於聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底的銅鋅錫硒薄膜結晶質量好，晶粒大，缺陷少。
本發明的技術方案：
一種銅鋅錫硒太陽電池器件，為基於聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底的銅鋅錫硒太陽電池，由玻璃、聚醯亞胺、鉬背接觸層、銅鋅錫硒吸收層、硫化鎘緩衝層、透明窗口層高阻本徵氧化鋅薄膜、透明窗口層低阻氧化鋅鋁薄膜和銀上電極組成並形成疊層結構，其中襯底由蘇打玻璃及生長於其表面的聚醯亞胺膜構成，蘇打玻璃的厚度為1.5-2mm，聚醯亞胺膜厚度為25-30μm；鉬背接觸層包括高阻層薄膜和低阻層薄膜，其中高阻層薄膜的厚度為80-120nm，低阻層薄膜的厚度為600-700nm；銅鋅錫硒吸收層的化學分子式為Cu2ZnSnSe4，導電類型為p型，薄膜厚度為1.5-2μm；硫化鎘緩衝層的的導電類型為n型，厚度為45-50nm；透明窗口層包括高阻本徵氧化鋅薄膜和低阻氧化鋅鋁薄膜，導電類型為n型，本徵氧化鋅薄膜的厚度為50-100nm，氧化鋅鋁薄膜的厚度為0.4-0.6μm；銀上電極薄膜的厚度為0.8-1.5μm。
一種所述銅鋅錫硒太陽電池器件的製備方法，首先將聚醯亞胺膠塗於蘇打玻璃表面，固化成聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底，其次在其表面依次製備鉬背接觸層、銅鋅錫硒吸收層、硫化鎘緩衝層、透明窗口層和上電極，在完整的銅鋅錫硒太陽電池製備完成後，將其與蘇打玻璃襯底分離，得到以聚醯亞胺膜為襯底的柔性銅鋅錫硒太陽電池。
所述聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底的製備方法，步驟如下：
1)對蘇打玻璃進行表面清洗，清洗方法是：
首先將10cm×10cm的蘇打玻璃放入重鉻酸鉀溶液中浸泡2h，重鉻酸鉀溶液由300克重鉻酸鉀、3升濃硫酸和300毫升去離子水配置而成，將蘇打玻璃取出用去離子水衝洗後置於濃度為99.5w％的丙酮溶液中，放入超聲波清洗機中清洗，超聲波頻率為20-30kHz，時間為20-25min，然後將蘇打玻璃從丙酮溶液中取出，用去離子水衝洗後置於濃度為99.7w％的酒精中，放入超聲波清洗機中清洗超聲波頻率為20-30kHz，時間為20-25min，最後將蘇打玻璃從酒精中取出，放入盛有去離子水的燒杯中，放入超聲波清洗機中清洗3遍，超聲波頻率為20-30kHz，時間為20-25min；
2)將聚醯亞胺膠塗覆於蘇打玻璃表面，採用勻膠工藝進行勻膠，工藝參數為：轉速為1300-1500r/min，時間為35-45s；
3)將勻膠後的樣品放入烘箱內進行固化，即可得到聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底，所述固化工藝的升溫保溫程序為：烘箱溫度升溫至125-135℃，升溫時間為10-15min，並在125-135℃下維持25-30min；將烘箱溫度升溫至150-160℃，升溫時間為5-10min，並在150-160℃下維持10-15min；將烘箱溫度升溫至200-210℃，升溫時間為5-10min，並在200-210℃下維持15-20min；將烘箱溫度升溫至250-260℃，升溫時間為5-10min，並在250-260℃下維持15-20min；將烘箱溫度升溫至340-350℃，升溫時間為5-10min，並在340-350℃下維持10-15min，然後緩慢降溫至18-25℃，即可得到聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底。。
所述鉬背接觸層薄膜的製備方法，採用直流磁控濺射系統製備.將待製備樣品置於直流磁控濺射沉積系統的沉積室中，以純度為99.99％的鉬為靶材，採用射頻磁控濺射工藝在襯底表面依次分別沉積高阻鉬薄膜和低阻鉬薄膜，其中：
1)沉積高阻鉬薄膜工藝參數為：本底真空3.0×10-4Pa，工作氣壓1-2Pa，襯底溫度25-50℃，射頻功率500-700W，Ar氣流量30-50sccm，基靶行走速度4-6mm/s，沉積時間以基靶的往複次數計為2-4次；
2)沉積低阻薄膜的工藝參數為：本底真空3.0×10-4Pa，工作氣壓為0-0.5Pa，襯底溫度為室溫25-50℃，射頻功率為1500-2000W，Ar氣流量為15-20sccm，基靶行走速度為4-6mm/s，沉積時間以基靶的往複次數計為4-6次。
所述銅鋅錫硒吸收層薄膜的製備方法，採用硒化爐薄膜製備系統和電沉積分步法製備工藝，步驟如下：
1)分別製備硫酸銅，硫酸鋅，氯化亞錫，檸檬酸，酒石酸的水溶液。
2)分別製備Cu、Zn、Sn單元溶液，錫以檸檬酸為配位體，銅、鋅以檸檬酸和酒石酸混合配位體，製備出穩定的單元可沉積的溶液。各溶液中組分的濃度及PH分別為：0.2M硫酸銅，1.2M檸檬酸，0.1M酒石酸，PH＝10.7；0.2M氯化亞錫，0.6檸檬酸，PH＝5；0.2M硫酸鋅，0.6M檸檬酸，0.1M酒石酸。放置一小時後，待溶液配位完全，開始進行電沉積。
3)採用普林斯頓電化學站，電沉積Cu/Sn/Zn三層單金屬前驅層，為製備銅鋅錫硒做準備。在室溫20℃下，採用三電極體系，分別是工作電極，參比電極和輔助電極。恆電流方法可以準確確定出沉積的各金屬含量。因此，採取恆電流沉積，沉積電流，確定沉積的時間。沉積的銅薄膜的質量直接決定了後續金屬層的質量，所以銅的沉積電流偏小。最終沉積出Cu/(Zn+Sn)＝0.8，Zn/Sn1.15，成分合適的Cu-Zn-Sn的三元合金前驅層。
4)對前驅層進行後硒化。逐步對襯底和硒源升溫，襯底溫度升至500℃，對襯底進行烘烤，烘烤前將硒源升至270℃，擋板關閉，襯底烘烤45min後，打開擋板硒化30min。通過Se與Cu/Zn/Sn充分反應，生成四元化合物銅鋅錫硒。
5)將襯底降溫，冷卻，同時將硒源降到25℃，10min後，關閉硒源。
所述硫化鎘緩衝層的製備方法，採用化學水浴法製備工藝，步驟如下：
1)製備反應液：首先配置濃度為0.01mol/L硫脲溶液1L，配置醋酸鎘和醋酸氨混合溶液1L，其中醋酸鎘溶液濃度為0.001mol/L，醋酸氨溶液濃度為0.003mol/L，氨水溶液濃度為1.3×10-3mol/L，然後將硫脲溶液25mL、醋酸鎘和醋酸氨混合溶液25mL和氨水溶液4滴混合併攪拌均勻，製得反應液；
2)將反應液加入放有樣品的燒杯中並將燒杯放入水浴鍋內，水浴溫度設置為75-80℃，反應時間為15-20min；
3)反應完成後，用去離子水衝洗乾淨殘留於樣品硫化鎘緩衝層表面的未反應成膜的硫化鎘顆粒即可。
所述透明窗口層的高阻本徵氧化鋅薄膜和低阻氧化鋅鋁薄膜的製備方法，採用射頻磁控濺射系統製備，步驟如下：
1)高阻本徵氧化鋅薄膜的製備
將待製備樣品置於射頻磁控濺射沉積系統的沉積室中，以純度為99.99％的i-ZnO為靶材，採用射頻磁控濺射工藝在襯底表面沉積本徵氧化鋅薄膜，工藝參數為：本底真空3.0×10-4Pa，襯底溫度25-50℃，射頻功率400W，Ar氣流量80sccm，O2氣流量1sccm，濺射時間為13min；
2)低阻氧化鋅鋁薄膜的製備
將待製備樣品置於在射頻磁控濺射沉積系統的沉積室中，以純度為99.99％的ZnO∶Al為靶材，採用射頻磁控濺射工藝在襯底表面沉積ZnO∶A1薄膜，工藝參數為：本底真空3.0×10-4Pa，襯底溫度100-120℃，射頻功率500W，Ar氣流量70sccm，濺射時間為100min。
所述銀上電極的製備方法，採用絲網印刷的方法製備，步驟如下：
1)將待製備樣品置於真空吸附平臺上，使待制樣品保持平整狀態，選擇相應掩膜板懸架於待制樣品上方，調整掩膜板位置，鋪平銀漿，開始印刷。
2)印刷完成後取下掩膜板，將製備好的樣品置於固化裝置當中，使其在相應工藝溫度下完全固化，取出即可。
本發明的技術原理分析：
為了滿足製備結晶質量較好、晶粒較大、缺陷較少的銅鋅錫硒柔性薄膜太陽電池的要求，必須選用襯底柔軟、輕便、熱膨脹係數與銅鋅錫硒薄膜較為匹配的襯底。聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底可以依託蘇打玻璃與銅鋅錫硒吸收層薄膜熱膨脹係數較為接近的特點，在複合襯底上製備銅鋅錫硒薄膜太陽電池。之後再將薄膜太陽電池以聚醯亞胺為襯底從蘇打玻璃表面分離，得到柔性銅鋅錫硒薄膜太陽電池，實現以鋼性襯底製備柔性太陽電池的設計。
所述基於聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底的銅鋅錫硒太陽電池的技術優勢：
1)將聚醯亞胺膠塗於玻璃表面，可以較好改善襯底的粗糙度；
2)聚醯亞胺本身的熱膨脹係數較大，不能很好地與銅鋅錫硒材料本身進行匹配，在較高溫度下容易變形，導致薄膜疏鬆，極易脫落，而生長於玻璃表面的聚醯亞胺，依靠與玻璃之間的附著力，使其不易發生較大形變，與銅鋅錫硒材料更加匹配；
3)由於與玻璃接觸，不易發生形變，可以給予聚醯亞胺較為接近其耐溫上限的溫度，有助於銅鋅錫硒薄膜更好的生長；
4)其表面生長的銅鋅錫硒薄膜結晶質量好、晶粒大、缺陷少；。
5)在完整的銅鋅錫硒太陽電池製備完成後，將其從玻璃上分離，就可以製備出具有較大柱狀晶粒的柔性銅鋅錫硒太陽電池。
本發明的優點是：該種基於聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底的銅鋅錫硒太陽電池吸收層薄膜結晶質量好、晶粒大、缺陷少，利用鋼性襯底製備柔性太陽電池；其製備方法簡單、易於實施，有利於大規模的推廣應用，尤其在太空及特殊場合中具有極其重要的應用前景。
附圖說明
附圖為該銅鋅錫硒太陽電池的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明。
實施例1：
一種銅鋅錫硒太陽電池器件，為基於聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底的銅鋅錫硒太陽電池，如圖1所示，由玻璃、聚醯亞胺、鉬背接觸層、銅鋅錫硒吸收層、硫化鎘緩衝層、透明窗口層高阻本徵氧化鋅薄膜、透明窗口層低阻氧化鋅鋁薄膜和銀上電極組成並形成疊層結構，其中襯底由蘇打玻璃及生長於其表面的聚醯亞胺膜構成，蘇打玻璃的厚度為2mm，聚醯亞胺膜厚度為25μm；鉬背接觸層包括高阻層薄膜和低阻層薄膜，其中高阻層薄膜的厚度為100nm，低阻層薄膜的厚度為600nm；銅鋅錫硒吸收層的化學分子式為Cu2ZnSnSe4，型為p型，薄膜厚度為1.5μm；硫化鎘緩衝層的的導電類型為n型，厚度為45nm；透明窗口層包括高阻本徵氧化鋅薄膜和低阻氧化鋅鋁薄膜，導電類型為n型，本徵氧化鋅薄膜的厚度為70nm，氧化鋅鋁薄膜的厚度為0.6μm；銀上電極薄膜的厚度為1μm。
所述銅鋅錫硒太陽電池器件的製備方法，首先將聚醯亞胺膠塗於蘇打玻璃表面，固化成聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底，其次在其表面依次製備鉬背接觸層、銅鋅錫硒吸收層、硫化鎘緩衝層、透明窗口層和上電極，在完整的銅鋅錫硒太陽電池製備完成後，將其與蘇打玻璃襯底分離，得到以聚醯亞胺膜為襯底的柔性銅鋅錫硒太陽電池。
所述聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底的製備方法，步驟如下：
1)對蘇打玻璃進行表面清洗，清洗方法是：
首先將10cm×10cm的蘇打玻璃放入重鉻酸鉀溶液中浸泡2h，重鉻酸鉀溶液由300克重鉻酸鉀、3升濃硫酸和300毫升去離子水配置而成，將蘇打玻璃取出用去離子水衝洗後置於濃度為99.5w％的丙酮溶液中，放入超聲波清洗機中清洗，超聲波頻率為20kHz，時間為25min，然後將蘇打玻璃從丙酮溶液中取出，用去離子水衝洗後置於濃度為99.7w％的酒精中，放入超聲波清洗機中清洗超聲波頻率為20kHz，時間為25min，最後將蘇打玻璃從酒精中取出，放入盛有去離子水的燒杯中，放入超聲波清洗機中清洗3遍，超聲波頻率為20kHz，時間為25min；
2)將聚醯亞胺膠塗覆於蘇打玻璃表面，採用勻膠工藝進行勻膠，工藝參數為：轉速為1300r/min，時間為45s；
3)將勻膠後的樣品放入烘箱內進行固化，即可得到聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底，所述固化工藝的升溫保溫程序為：烘箱溫度升溫至125℃，升溫時間為15min，並在125℃下維持30min；將烘箱溫度升溫至150℃，升溫時間為5min，並在150℃下維持15min；將烘箱溫度升溫至200℃，升溫時間為5min，並在200℃下維持20min；將烘箱溫度升溫至250℃，升溫時間為5min，並在250℃下維持20min；將烘箱溫度升溫至350℃，升溫時間為10min，並在350℃下維持10min，然後緩慢降溫至22℃，即可得到聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底。
所述鉬背接觸層薄膜的製備方法，採用直流磁控濺射系統製備，將待製備樣品置於直流磁控濺射沉積系統的沉積室中，以純度為99.99％的鉬為靶材，採用射頻磁控濺射工藝在襯底表面依次分別沉積高阻鉬薄膜和低阻鉬薄膜，其中：
1)沉積高阻鉬薄膜工藝參數為：本底真空3.0×10-4Pa，工作氣壓1Pa，襯底溫度25℃，射頻功率600W，Ar氣流量40sccm，基靶行走速度4mm/s，沉積時間以基靶的往複次數計為2次；
2)沉積低阻薄膜的工藝參數為：本底真空3.0×10-4Pa，工作氣壓為0.1Pa，襯底溫度為25℃，射頻功率為1500W，Ar氣流量為15sccm，基靶行走速度為4mm/s，沉積時間以基靶的往複次數計為6次。
所述銅鋅錫硒吸收層薄膜的製備方法，採用硒化爐薄膜製備系統和電沉積
步法製備工藝，步驟如下：
1)分別製備Cu、Zn、Sn單元溶液，錫以檸檬酸為配位體，銅、鋅以檸檬酸和酒石酸混合配位體，製備出穩定的單元可沉積的溶液。各溶液中組分的濃度及PH分別為：0.2M硫酸銅，1.2M檸檬酸，0.1M酒石酸，PH＝10.7；0.2M氯化亞錫，0.6檸檬酸，PH＝5；0.2M硫酸鋅，0.6M檸檬酸，0.1M酒石酸。
2)採用普林斯頓電化學站，在室溫20℃下，沉積電流和沉積時間分別為，Cu，40mA，125s；Sn，100mA，31.15s；Zn，100mA，52.45s。得到Cu/(Zn+Sn)＝0.8，Zn/Sn＝1.15，成分合適的Cu/Zn/Sn的三層單金屬前驅層。
3)採用硒化爐薄膜製備系統，對前驅層進行後硒化。將樣品置於硒化爐薄膜製備系統中，真空為3.0×10-4Pa，襯底擋板關閉，襯底溫度升高至500℃，進行烘烤45min，同時將硒源溫度升高至270℃，打開擋板進行硒化，30nin後。控制Se的成分，達到合適的化學計量比。
4)將襯底降溫，冷卻，同時將硒源降到25℃，10min後，關閉硒源。
所述硫化鎘緩衝層的製備方法，採用化學水浴法製備工藝，步驟如下：
1)製備反應液：首先配置濃度為0.01mol/L硫脲溶液1L，配置醋酸鎘和醋酸氨混合溶液1L，其中醋酸鎘溶液濃度為0.001mol/L，醋酸氨溶液濃度為0.003mol/L，氨水溶液濃度為1.3×10-3mol/L，然後將硫脲溶液25mL、醋酸鎘和醋酸氨混合溶液25mL和氨水溶液4滴混合併攪拌均勻，製得反應液；
2)將反應液放入燒杯中並將燒杯放入水浴鍋內，水浴溫度設置為78℃，反應時間為60min；
3)反應完成後，用去離子水衝洗乾淨殘留於樣晶流化鎘緩衝層表面的未反應成膜的硫化鎘顆粒即可。
所述透明窗口層的高阻本徵氧化鋅薄膜和低阻氧化鋅鋁薄膜的製備方法，採用射頻磁控濺射系統製備，步驟如下：
1)高阻本徵氧化鋅薄膜的製備
將待製備樣品置於射頻磁控濺射沉積系統的沉積室中，以純度為99.99％的i-ZnO為靶材，採用射頻磁控濺射工藝在襯底表面沉積本徵氧化鋅薄膜，工藝參數為：本底真空3.0×10-4Pa，襯底溫度25-50℃，射頻功率400W，Ar氣流量80sccm，O2氣流量1sccm，濺射時間為13min；
2)低阻氧化鋅鋁薄膜的製備
將待製備樣品置於在射頻磁控濺射沉積系統的沉積室中，以純度為99.99％的ZnO∶Al為靶材，採用射頻磁控濺射工藝在襯底表面沉積ZnO∶Al薄膜，工藝參數為：本底真空3.0×10-4Pa，襯底溫度100-120℃，射頻功率500W，Ar氣流量70sccm，濺射時間為100min。
所述銀上電極的製備方法，採用絲網印刷的方法製備，步驟如下：
1)將待製備樣品置於真空吸附平臺上，使待制樣品保持平整狀態，選擇相應掩膜板懸架於待制樣品上方，調整掩膜板位置，鋪平銀漿，開始印刷。
2)印刷完成後取下掩膜板，將製備好的樣品置於固化裝置當中，使其在相應工藝溫度下完全固化，取出即可。
通過測試表明，所製備的銅鋅錫硒太陽電池器件可以形成良好的PN結，產生光生伏特效應，在太陽光照射下可以產生電能。
實施例2：
一種銅鋅錫硒太陽電池器件，為基於聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底的銅鋅錫硒太陽電池，如圖1所示，由玻璃、聚醯亞胺、鉬背接觸層、銅鋅錫硒吸收層、硫化鎘緩衝層、透明窗口層高阻本徵氧化鋅薄膜、透明窗口層低阻氧化鋅鋁薄膜和銀上電極組成並形成疊層結構，其中襯底由蘇打玻璃及生長於其表面的聚醯亞胺膜構成，蘇打玻璃的厚度為2mm，聚醯亞胺膜厚度為30μm；鉬背接觸層包括高阻層薄膜和低阻層薄膜，其中高阻層薄膜的厚度為100nm，低阻層薄膜的厚度為700nm；銅鋅錫硒吸收層的化學分子℃為Culn1-xGa\Se2，式中x為0.28，導電類型為p型，薄膜厚度為1.8μm；硫化鎘緩衝層的的導電類型為n型，厚度為50nm；透明窗口層包括高阻本徵氧化鋅薄膜和低阻氧化鋅鋁薄膜，導電類型為n型，本徵氧化鋅薄膜的厚度為80nm，氧化鋅鋁薄膜的厚度為0.5μm；銀上電極薄膜的厚度為1.2μm。
所述銅鋅錫硒太陽電池器件的製備方法，與實施例1相同。
所述聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底的製備方法，步驟如下：
1)對蘇打玻璃進行表面清洗，清洗方法是：
首先將10cm×10cm的蘇打玻璃放入重鉻酸鉀溶液中浸泡2h，重鉻酸鉀溶液由300克重鉻酸鉀、3升濃硫酸和300毫升去離子水配置而成，將蘇打玻璃取出用去離子水衝洗後置於濃度為99.5w％的丙酮溶液中，放入超聲波清洗機中清洗，超聲波頻率為30kHz，時間為20min，然後將蘇打玻璃從丙酮溶液中取出，用去離子水衝洗後置於濃度為99.7w％的酒精中，放入超聲波清洗機中清洗超聲波頻率為30kHz，時間為20min，最後將蘇打玻璃從酒精中取出，放入盛有去離子水的燒杯中，放入超聲波清洗機中清洗3遍，超聲波頻率為30kHz，時間為20min；
2)將聚醯亞胺膠塗覆於蘇打玻璃表面，採用勻膠工藝進行勻膠，工藝參數為：轉速為1400r/min，時間為40s；
3)將勻膠後的樣品放入烘箱內進行固化，即可得到聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底，所述固化工藝的升溫保溫程序為：烘箱溫度升溫至130℃，升溫時間為20min，並在130℃下維持25min；將烘箱溫度升溫至160℃，升溫時間為10min，並在160℃下維持10min；將烘箱溫度升溫至210℃，升溫時間為10min，並在210℃下維持20min；將烘箱溫度升溫至260℃，升溫時間為10min，並在260℃下維持20min；將烘箱溫度升溫至345℃，升溫時間為10min，並在345℃下維持15min，然後緩慢降溫至22℃，即可得到聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底。
所述鉬背接觸層薄膜的製備方法，採用直流磁控濺射系統製備，將待製備樣品置於直流磁控濺射沉積系統的沉積室中，以純度為99.99％的鉬為靶材，採用射頻磁控濺射工藝在襯底表面依次分別沉積高阻鉬薄膜和低阻鉬薄膜，其中：
1)沉積高阻鉬薄膜工藝參數為：本底真空3.0×10-4Pa，工作氣壓1.5Pa，襯底溫度25℃，射頻功率700W，Ar氣流量50sccm，基靶行走速度5mm/s，沉積時間以基靶的往複次數計為4次；
2)沉積低阻薄膜的工藝參數為：本底真空3.0×10-4Pa，工作氣壓為0.5Pa，襯底溫度為25℃，射頻功率為1800W，Ar氣流量為20sccm，基靶行走速度為6mm/s，沉積時間以基靶的往複次數計為6次。
所述銅鋅錫硒吸收層薄膜的製備方法，採用硒化爐薄膜製備系統和電沉積三步法製備工藝，步驟如下：
1)分別製備Cu、Zn、Sn單元容液，錫以檸檬酸為配位體，銅、鋅以檸檬酸和酒石酸混合配位體，製備出穩定的單元可沉積的容液。各溶液中組分的濃度及PH分別為：0.2M硫酸銅，1.2M檸檬酸，0.1M酒石酸，PH＝10.7；0.2M氯化亞錫，0.6檸檬酸，PH＝5；0.2M硫酸鋅，0.6M檸檬酸，0.1M酒石酸。
2)採用普林斯頓電化學站，在室溫20℃下，沉積電流和沉積時間分別為，Cu，45mA，111s；Sn，80mA，38.94s；Zn，100mA，52.45s。得到Cu/(ZnSn)＝0.8，Zn/Sn＝1.15，成分合適的(u/Zn/Sn的三層單金屬前驅層。
3)採用硒化爐薄膜製備系統，對前驅層進行後硒化。將樣品置於硒化爐薄膜製備系統中，真空為3.0×10-4Pa，襯底擋板關閉，襯底溫度升高至500℃，進行烘烤45min，同時將硒源溫度升高至270℃，打開擋板進行硒化，30min後。控制Se的成分，達到合適的化學計量比。
4)將襯底降溫，冷卻，同時將硒源降到25℃，10min後，關閉硒源。
所述硫化鎘緩衝層的製備方法，採用化學水浴法製備工藝，步驟如下：
1)製備反應液：首先配置濃度為0.01mol/L硫脲溶液1L，配置醋酸鎘和醋酸氨混合溶液1L，其中醋酸鎘溶液濃度為0.001mol/L，醋酸氨溶液濃度為0.003mol/L，氨水溶液濃度為1.3×10-3mol/L，然後將硫脲溶液25mL、醋酸鎘和醋酸氨混合溶液25mL和氨水溶液4滴混合併攪拌均勻，製得反應液；
2)將反應液放入燒杯中並將燒杯放入水浴鍋內，水浴溫度設置為80℃，反應時間為50min；
3)反應完成後，用去離子水衝洗乾淨樣品殘留於硫化鎘緩衝層表面的未反應成膜的硫化鎘顆粒即可。
所述透明窗口層的高阻本徵氧化鋅薄膜和低阻氧化鋅鋁薄膜的製備方法，採用射頻磁控濺射系統製備，步驟如下：
1)高阻本徵氧化鋅薄膜的製備
將待製備樣品置於射頻磁控濺射沉積系統的沉積室中，以純度為99.99％的i-ZnO為靶材，採用射頻磁控濺射工藝在襯底表面沉積本徵氧化鋅薄膜，工藝參數為：本底真空3.0×10-4Pa，襯底溫度25-50℃，射頻功率400W，Ar氣流量80sccm，O2氣流量1sccm，濺射時間為13min；
2)低阻氧化鋅鋁薄膜的製備
將待製備樣品置於在射頻磁控濺射沉積系統的沉積室中，以純度為99.99％的ZnO∶Al為靶材，採用射頻磁控濺射工藝在襯底表面沉積ZnO∶Al薄膜，工藝參數為：本底真空3.0×10-4Pa，襯底溫度100-120℃，射頻功率500W，Ar氣流量70sccm，濺射時間為100min。
所述銀上電極的製備方法，採用絲網印刷的方法製備，步驟如下：
1)將待製備樣品置於真空吸附平臺上，使待制樣品保持平整狀態，選擇相應掩膜板懸架於待制樣品上方，調整掩膜板位置，鋪平銀漿，開始印刷。
2)印刷完成後取下掩膜板，將製備好的樣品置於固化裝置當中，使其在相應工藝溫度下完全固化，取出即可。
檢測結果與實施例1相同。
綜上所述，為製備高轉換效率的柔性銅鋅錫硒電池，本發明提供了一種基於聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底的銅鋅錫硒太陽電池器件的製備方法，將聚醯亞胺膠塗於蘇打玻璃表面，固化成聚醯亞胺膜-蘇打玻璃複合襯底，並在其表面製備銅鋅錫硒太陽電池，在完整的銅鋅錫硒太陽電池製備完成後，將其與蘇打玻璃分離，形成以聚醯亞胺膜為襯底的柔性銅鋅錫硒太陽電池，實現以鋼性襯底製備柔性電池。該製備方法工藝條件方便易行，有利於大規模的推廣應用，尤其在太空及特殊場合中具有極其重要的應用前景。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。