一种深共晶溶液中电化学共沉积CZTS(Se)薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种深共晶溶液中电化学共沉积CZTS(Se)薄膜的方法。本发明所述方法将硫化物和硒化物中的任意一种或两种、铜盐、锌盐、锡盐加入到深共晶溶液中，作为电沉积CZTS(Se)预制层薄膜的电镀液。该方法以深共晶溶液体系为电镀液，不需要再额外添加络合剂和添加剂，得到的CZTS(Se)薄膜致密、平整、均匀，杂质残留少，不易被氧化，是良好的太阳能电池吸收层材料，具有很高的光电转换率。

主权项

一种深共晶溶液中电化学共沉积CZTS(Se)薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)深共晶溶液的制备取氯化胆碱与溶剂混合均匀，加热到40～90℃，搅拌下反应4～8h，冷却到室温，得到深共晶溶液；所述氯化胆碱与溶剂的摩尔比为1∶0.1～3；(2)镀液的制备将铜盐、锌盐、锡盐加入到步骤(1)制备的深共晶溶液中，同时加入硒化物和硫化物中的任意一种或两种，混合均匀，加热到60～80℃，搅拌1.5～3h，得到镀液；所述镀液中铜盐的浓度为4～20mmol/L、锌盐的浓度为8～30mmol/L、锡盐的浓度为8～30mmol/L；所述硫化物的添加量按照硫化物在镀液中的浓度为20～100mmol/L添加，所述硒化物的添加量按照硒化物在镀液中的浓度为20～100mmol/L添加；(3)CZTS(Se)薄膜预制层的制备采用三电极体系；以经过前处理的衬底材料为工作电极，以Pt电极、Ag电极、Ag/AgCl电极或饱和甘汞电极为参比电极，以Pt电极为对电极；将三电极体系放到步骤(2)制备的镀液中进行活化；活化结束后施加电信号在工作电极表面电化学共沉积出CZTS(Se)薄膜预制层，沉积时间为0.5～3h；将CZTS(Se)薄膜预制层冲洗干净，吹干；(4)CZTS(Se)薄膜的制备将步骤(3)制备的CZTS(Se)薄膜预制层放置到石英管式炉中，进行分阶段退火处理：第一阶段在纯N₂的惰性氛围下进行，温度为150～350℃，保温10～60min；第二阶段加入硫源和硒源中的任意一种或两种，升温至450～650℃，保温0.1～6h，得到CZTS(Se)薄膜。