本发明涉及太阳能电池材料领域，特别是涉及一种薄膜太阳能电池窗口层材料及窗口层薄膜。
背景技术：
1、作为一种新兴的光伏技术，铜锌锡硫硒(cu2znsn(s,se)4，cztsse)太阳能电池由于环境友好的组成成分及可调节的带隙(1.0～1.5ev)等优势，近年来吸引了国内外广泛关注。cztsse太阳能电池的经典多层结构为：mo/cztsse/cds/i-zno/ito/ag。据先前的研究，不同功能层之间的界面在一定程度上影响电池器件的性能，这是因为各功能层除了表现出自身独特的物理和化学性质以外，还具有不同的微观结构、热膨胀系数和功函数等，容易导致界面缺陷和空隙。
2、其中，本征氧化锌(i-zno)作为cztsse太阳能电池的窗口层以及前界面(p-n结)的重要组成部分，除了负责电子的收集与传输以外，还与cds缓冲层结合协同构成p-n结的n型区域，减少电池器件的漏电。然而，i-zno通常采用工艺复杂且制备昂贵的真空磁控溅射技术制备。一方面，这将导致异质结区域遭受高动能粒子轰击，破坏晶格有序性导致晶格畸变，加剧空间电荷区载流子复合；另一方面，i-zno由于在氩气氛围下进行磁控溅射沉积，这种贫氧气氛会导致更多的缺陷，如氧空位(vo)和锌空位(zni)，从而延迟电子的传输和收集。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本发明提供一种溶胶凝胶法制备zno(以下本发明称为zno-sg)替代传统真空溅射法制备i-zno(以下本发明称为zno-sp)作为cztsse太阳能电池的窗口层的方法。具体地，本发明的技术方案如下：
2、本发明的第一个方面提供一种薄膜太阳能电池窗口层材料，所述窗口层材料是通过溶胶凝胶法制备的zno材料，所述溶胶凝胶法制备的zno材料由zn2+的有机弱酸盐或zn2+的有机弱酸盐的水合物的溶液经热处理得到，其中有机弱酸盐特别是羧酸盐，其窗口层材料具有不小于3.3ev的带隙。
3、本发明中，在由zn2+的有机弱酸盐或zn2+的有机弱酸盐的水合物的溶液经热处理中，所述溶液是基于有机溶剂的溶液，优选地，所述溶剂是醚、醇、酮，更优选地，所述溶剂是单醚、聚醚。在本发明的实施的方式中，是基于乙二醇单甲醚的溶剂。
4、本发明中，所述zn2+有机弱酸盐的混合溶液是zn2+的乙酸盐。
5、在本发明优选的方案中，所述溶胶凝胶法制备的zno材料是含有mg掺杂的zno材料。其中，基于zn的摩尔量，材料中mg与zn的摩尔比为0.1～5％。
6、本发明中，所述mg掺杂的zno材料由含有zn2+和mg2+的有机弱酸盐的混合溶液经热处理制备。所述zn2+和mg2+的有机弱酸盐的混合溶液，优选地是zn2+和mg2+的羧酸盐，特别是乙酸盐在混合溶液，所述溶液的溶剂包括醚、醇、酮等，特别是单醚、聚醚等。
7、在本发明优选的方案中，基于zn2+的摩尔量，mg2+与zn2+的摩尔比为1％，即对应于最终制备的mg掺杂的zno材料。其中，基于zn的摩尔量，材料中mg与zn的摩尔比为1％。
8、本发明的第二个方面在于提供一种薄膜太阳能电池窗口层材料制备得到的薄膜太阳能电池窗口层薄膜以及基于该材料在制备薄膜太阳能电池中的应用。
9、所述窗口层薄膜厚度为40～80nm，优选地为40～60nm，特别是为50nm。在400～800nm波长波段具有不小于90％的光透射率，优选地，具有不小于93％的光透射率，更优选地，具有不小于94％的光透射率。在400～600nm波长波段具有不小于90％的光透射率，优选地，具有不小于93％的光透射率，更优选地，具有不小于94％的光透射率。
10、本发明采用溶胶凝胶法制备zno-sg材料以及不同mg掺杂含量的zno-sg，并根据该材料制备薄膜作为窗口层代替传统的zno-sp，可以在保证性能的前提下极大地降低真空设备及其制备的成本。本发明发现，微量mg的掺入减少了zno-sg窗口层的氧空位缺陷；对具有不同mg掺杂含量zno-sg窗口层的cztsse太阳能电池进行表征分析。当zno-sg窗口层中mg掺杂含量为1％时，电池器件在voc、jsc和ff方面均有不同程度提升。此外微量mg掺入zno-sg窗口层有效降低了电池前界面处的载流子复合，最终获得了9.33％的光电转换效率。
1.一种薄膜太阳能电池窗口层材料，其特征在于，所述窗口层材料为通过溶胶凝胶法制备得到的zno材料，所述溶胶凝胶法是由zn2+的有机弱酸盐或其盐的水合物制备的溶液经热处理得到，窗口层材料具有不小于3.3ev的带隙。
2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池窗口层材料，其特征在于，窗口层材料具有不小于3.4ev的带隙。
3.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池窗口层材料，其特征在于，所述zn2+有机弱酸盐的混合溶液是zn2+的羧酸盐。
4.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池窗口层材料，其特征在于，所述溶胶凝胶法制备的zno材料进一步包括通过溶胶凝胶法制备的mg掺杂的zno材料。
5.根据权利要求4所述的薄膜太阳能电池窗口层材料，其特征在于，材料中，基于zn的摩尔量，mg与zn的摩尔比为0.1～5％，优选地，mg与zn的摩尔比为1％。
6.根据权利要求4中所述的薄膜太阳能电池窗口层材料，其特征在于，所述mg掺杂的zno材料由含有zn2+和mg2+的有机弱酸盐的混合溶液经热处理制备。
7.根据权利要求6所述的薄膜太阳能电池窗口层材料，其特征在于，所述zn2+和mg2+的有机弱酸盐的混合溶液是zn2+和mg2+乙酸盐的混合溶液，所述热处理温度为150℃。
8.根据权利要求6所述的薄膜太阳能电池窗口层材料，其特征在于，基于zn2+的摩尔量，mg2+占zn2+的摩尔比为1％。
9.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池窗口层材料，其特征在于，所述溶液是基于有机溶剂的溶液，优选地，所述溶剂是醚、醇、酮，更优选地，所述溶剂是单醚、聚醚。
10.根据权利要求1-9任一项所述窗口层材料制备得到的窗口层薄膜，其特征在于，厚度为40～80nm，在400～800nm波长波段具有不小于90％的光透射率。
