一种双电位阶跃法电沉积后硫化退火制备铜铟镓硫太阳能电池薄膜材料的方法

摘要

本发明公开了一种双电位阶跃法电沉积后硫化退火制备铜铟镓硫太阳能电池薄膜材料的方法。先以铜和镓的金属盐为主要原料，按一定浓度溶解于离子液体中，在ITO导电玻璃上以双电位循环阶跃法电沉积制备铜镓前驱体薄膜，再将前驱体薄膜硫化退火，退火过程中ITO导电层中的铟扩散到薄膜中，最终生成铜铟镓硫薄膜。相对于传统的恒电位沉积技术，本发明通过控制双电位脉冲电势可以实现对薄膜的晶相、成分、形貌等的可控制备，具有减少孔洞结构、改善薄膜形貌、提高电镀速率等优点，且沉积过程无析氢反应对薄膜产生的不利影响。与高真空气相法相比，本发明具有成膜质量好、成本低廉、可控性强等优点。

主权项

一种双电位阶跃法电沉积后硫化退火制备铜铟镓硫薄膜太阳能电池材料的方法，包括如下步骤：（1）将氯化胆碱和尿素按摩尔比1:2混合，真空中放置形成无色透明的离子溶液；（2）将铜的金属盐溶解在步骤（1）所得离子液体中，搅拌使其充分溶解；再加入镓的金属盐，搅拌使其充分溶解，得到离子液体电沉积溶液；（3）以ITO导电玻璃为工作电极, 饱和甘汞电极为参比电极，铂丝为对电极，采用双电位阶跃法对步骤（2）所得离子液体电沉积溶液进行电沉积，得到CuGa合金的预制层；（4）将CuGa合金的预制层置于含有硫粉的真空或惰性保护气体中硫化退火，最后得到铜铟镓硫薄膜太阳能电池材料；所述的双电位阶跃法，高电位电势范围为‑0.7V～‑0.9V，高电位的脉冲宽度范围为5s～30s，低电位电势范围为‑1.05V～‑1.25V，低电位的脉冲宽度范围为10s～60s，循环次数为20～240次。