一种制备锡硫化合物叠层太阳能电池的方法

摘要

本发明公开了一种制备锡硫化合物叠层太阳能电池的方法，其通过在薄膜制备过程中通入氢气的方法进行p型或n型锡硫薄膜的沉积，通过薄膜的叠加，从而制备出锡硫叠层薄膜太阳电池。利用等离子体化学气相沉积的方法，通过控制通入氢气的流量、时间以及加入的原料的量或配比等各工艺参数，调节沉积过程中腔体中硫和锡元素的配比，进而调节制备出的薄膜中两种元素的配比，可以对沉积的各层薄膜的厚度和禁带宽度进行控制，得到较为理想的锡硫叠层薄膜太阳电池。本发明制备工艺简单，在同一设备中即可完成，避免了掺杂较为复杂的工艺，降低了生产成本，缩短了生产周期，为叠层薄膜太阳电池的制备提供了一种更为简单、高效的方法。

主权项

一种制备锡硫化合物叠层太阳能电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）清洗沉积有透明导电膜的基片；（2）将清洗后的基片置于等离子体化学气相沉积系统的腔体内的基片加热装置上；（3）将含锡和硫的原料置于等离子体化学气相沉积系统的腔体内的原料蒸发装置中；（4）通入氩气，以产生氩气等离子体，通入氩气流量为20～70sccm；（5）利用氩气等离子体对清洗后的基片和等离子体化学气相沉积系统的腔体处理10～20分钟，氩气等离子体的功率为10～50W，处理时的压强为30～100Pa；（6）打开基片加热装置，对基片进行加热，加热温度为200～350℃；（7）打开原料蒸发装置，进行第一阶段沉积，即利用等离子体化学气相沉积的方法在清洗后的基片表面制备n型锡硫薄膜，并向等离子体化学气相沉积系统中通入氩气和氢气，其中氩气流量为20～70sccm，氢气流量为5～50sccm，等离子体功率为60～250W，压强100～150Pa，原料蒸发温度150℃～1000℃，沉积时间20～120分钟；（8）第一阶段沉积结束后，关闭氢气，进行第二阶段沉积，即利用等离子体化学气相沉积的方法在清洗后的基片表面制备p型锡硫薄膜，并向等离子体化学气相沉积系统中通入氩气，其中氩气流量20～70sccm，等离子体功率为60～250W，等离子体压强100～150Pa，沉积时间20～120分钟；（9）第二阶段沉积结束后，重复步骤（7）和步骤（8）1～3次，以制备出多组p‑n结；（10）停止通入氩气；（11）在等离子体化学气相沉积系统的腔体中对制备出的多组p‑n结进行真空退火，并在氩气环境中冷却至室温，其中退火温度300～450℃，退火时间30～120分钟；（12）利用磁控溅射法在制备好的多组p‑n结表面沉积厚度为100～300nm的银膜，从而最终制备出叠层太阳能电池。