一种硫化亚锡薄膜太阳能电池的制备方法

摘要

本发明涉及一种硫化亚锡薄膜太阳能电池的制备方法，属太阳能制造工艺技术领域。本发明方法特征在于磁控溅射法制备ZnO衬底、真空蒸发法沉积SnS薄膜和Al电极；本发明的具体步骤包括：N型窗口层材料ZnO薄膜的制备，P型吸收层材料SnS薄膜的制备，Al电极的制备，最终制成本发明的倒序结构的ITO/ZnO/SnS/Al太阳能电池。本发明的太阳能器件适合于光电太阳能光伏电池。

主权项

一种硫化亚锡太阳能电池的制备方法，其特征在于通过真空蒸发法在由磁控溅射法制备的氧化锌(ZnO)衬底上沉积硫化亚锡(SnS)薄膜，并采用Al材料为电极而得到了能将光能转化为电能的太阳能电池。该方法包括以下工艺步骤：a.N型窗口层材料ZnO薄膜的制备：采用射频磁控溅射法在普通玻璃衬底上制备一层本征ZnO薄膜，并以该参数在ITO衬底上沉积ZnO薄膜形成ZnO衬底以用作太阳能电池的窗口层。得到用以制备ZnO/SnS异质结的ZnO薄膜的最佳工艺参数为：沉积时间为40min，工作气压为0.2Pa，功率为150W，在该条件下制备出来的ZnO薄膜质量好，半高宽(FWHM)较小，而且表面非常光滑整洁，比较适用于用来制备ZnO/SnS异质结中的n层ZnO薄膜。b.P型吸收层材料SnS薄膜的制备：采用真空蒸发法在ZnO衬底上制备SnS薄膜，得到用以制备ZnO/SnS太阳能的SnS薄膜的工艺参数为：衬底温度为400K，真空度为4.0×10‑4Pa，衬底与蒸发源的距离为10cm，蒸发源温度为1000℃，采用自行设计的晶振电路对薄膜生长进行实时监控制备得到了SnS薄膜的最佳厚度为150nm。c.Al电极的制备：采用真空蒸发法制备Al电极，使用钨棒蒸镀，将铝丝弯曲并挂于酸碱处理过的钨棒上，然后在钨棒上增加电压。利用铝和钨的亲和作用当温度升高时，铝丝溶解后会自然地亲和在钨棒上，在蒸镀时应注意保持Al电极的沉积速率保持在2～3nm/s左右，以此可得到高质量的膜厚为100nm的Al电极。