掺锗的铜锌锡硫硒薄膜制备方法、薄膜及太阳能电池

摘要

本申请公开一种掺锗的铜锌锡硫硒薄膜制备方法，包括:制备CuS纳米颗粒；制备掺Ge的前驱体浆料;制备掺Ge的前驱体薄膜;对掺Ge的前驱体薄膜进行硫化处理，得Cu2ZnSn1-xGexS4薄膜；对Cu2ZnSn1-xGexS4薄膜进行硒化处理，得Cu2ZnSn1-xGex(S,Se)4薄膜。本申请还公开了一种掺锗的铜锌锡硫硒薄膜和太阳能电池。本申请由于使用CuS纳米颗粒，可促进晶粒生长和薄膜致密化；在制备前驱体浆料时掺入Ge，能调节CZTS薄膜禁带宽度，提高CZTS电池光电转换效率；本申请使用甲醇或乙醇等有机溶剂，硫化处理使用的硫源为固态硫粉，硒化处理所使用硒源为固态硒粉，整个生产过程对环境友好；利用硒化过程中Se原子部分取代S原子的体积膨胀效应使薄膜的结构致密化，调节CZTS吸收层的禁带宽度，使其与太阳光谱更加匹配。

主权项

一种掺锗的铜锌锡硫硒薄膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、制备CuS纳米颗粒；步骤二、制备掺Ge的前驱体浆料：将CuS纳米颗粒与Zn源、Sn源、Ge源、S源进行混合，加入适量分散剂混合后进行球磨，得掺Ge的前驱体浆料，其中Cu︰Zn︰（Sn＋Ge）︰S的摩尔比为（1.5～1.9）︰（1.1～1.5）︰1︰4，且Ge︰（Sn＋Ge）的摩尔比为0.05～0.7；步骤三、制备掺Ge的前驱体薄膜：使掺Ge的前驱体浆料在基底上制成湿膜，将所述湿膜进行干燥处理，制成掺Ge的前驱体薄膜；步骤四、对所述掺Ge的前驱体薄膜进行硫化处理，得Cu2ZnSn1‑xGexS4薄膜；步骤五、对所述Cu2ZnSn1‑xGexS4薄膜进行硒化处理，得Cu2ZnSn1‑xGex(S,Se)4薄膜。