一种双电势沉积后硫化退火制备三带隙锡掺杂铜镓硫太阳能电池薄膜材料的方法

摘要

本发明公开一种双电势沉积后硫化退火制备三带隙锡掺杂铜镓硫太阳能电池薄膜材料的方法。该方法包括如下步骤：先将氯化铜、氯化镓、四氯化锡按顺序分别溶于去离子水中，用三电极体系进行电沉积，沉积过程采用双电势沉积获得前驱体薄膜。先用一个高电势沉积CuSn薄膜，有效避开析氢，再用一个低电势沉积，电极电位突变形成的过电势以及在高脉冲下沉积的CuSn薄膜对于Ga的诱导沉积机制都有利于提高Ga的沉积效率，然后将前驱体薄膜清洗并干燥后进行硫化退火获得锡掺杂铜镓硫薄膜。本发明所得材料性能优良，显著拓宽了其对太阳能光谱的吸收，明显增加了材料的光生电流，本发明的方法制造成本低、可重复性好和易于实现大面积的沉积。

主权项

一种双电势沉积后硫化退火制备三带隙锡掺杂铜镓硫太阳能电池薄膜材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将氯化铜溶解在去离子水中，搅拌使其充分溶解；(2)再加入氯化镓，搅拌使其充分溶解；(3)再加入四氯化锡，搅拌使其充分溶解；(4)再加入支持电解质，搅拌得电沉积溶液；(5)以Mo玻璃为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极，铂丝为对电极，先采用一高电势对步骤(4)所得电沉积溶液进行电沉积，再采用一低电势对步骤(4)所得电沉积溶液进行电沉积，高电势控制为‑0.6V～‑0.8V，低电势为‑1.05V～‑1.15V，得到前驱体薄膜；(6)将上述得到的前驱体薄膜用去离子水和无水乙醇分别洗涤2‑5次，并用保护气体吹干；(7)将步骤(6)所得的前驱体薄膜置于含有硫粉的真空或惰性保护气体中硫化退火，最后得到锡掺杂的铜镓硫薄膜材料。