一种太阳电池吸收层材料铜锌锡硫薄膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种太阳电池吸收层材料铜锌锡硫薄膜的制备方法，包括采用溶胶凝胶法制备金属预制层薄膜和金属预制层薄膜的硫化。本发明中所采用的三乙醇胺可以有效的起到稳定剂的作用，使得所制备的薄膜的性能有所提高，具有良好的物质结构和光电特性。本发明的薄膜成份可以精确控制，制备成本低廉，操作过程简单。本发明利用改变硫化温度的方法选取较好的硫化条件，通过测试表明：在500℃的硫化温度下，硫化制备出的铜锌锡硫薄膜光电性能较好，其中，光学带隙1.47eV，电阻率、迁移率和载流子浓度分别为581.5 Ω·cm、1.411 cm²/(V·s)和2.165×10¹⁶ cm^-3，适宜作为太阳电池的吸收层材料。

主权项

一种太阳电池吸收层材料铜锌锡硫薄膜的制备方法，其特征在于：包括采用溶胶凝胶法制备金属预制层薄膜和金属预制层薄膜的硫化；包括以下步骤：（1）金属预制层薄膜的制备A、衬底选用浮法玻璃，用稀盐酸、丙酮和乙醇分别浸泡和超声波清洗，烘干备用；B、将一水合醋酸铜、二水合醋酸锌和二水合氯化亚锡溶于乙二醇甲醚和三乙醇胺的混合溶液中，水浴加热制得胶体；C、利用旋涂法将步骤B的胶体涂覆在步骤A的浮法玻璃衬底上，经高温烘烤制成铜锌锡硫预制层薄膜；重复数次以达到所需薄膜厚度；（2）金属预制层薄膜的硫化在石英管高温硫化炉中进行金属预制层薄膜的硫化，将盛有金属预制层薄膜样品的石英舟放置在石英管的中心处，首先在真空状态下升温，炉温以10℃/min的速度从室温升温至400℃；然后，将温度以10℃/min的速度从400℃升温至硫化温度460℃~540℃并通入200 sccm的N₂；使预制层在H₂S和N₂的混合气体中保持1.0 h；最后自然冷却到室温，制得所述的太阳电池吸收层材料铜锌锡硫薄膜。