[發明專利]薄膜太陽能電池吸收層CuInSe2薄膜的制備方法

無效

• 申請號: 200910110216.2
• 申請日: 2009-10-23
• 公開（公告）號: CN101777604A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 范平;梁廣興;鄭壯豪;張東平;蔡興民
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所 44268
• 代理人: 王永文

1.一種薄膜太陽能電池吸收層CuInSe₂薄膜的制備方法，其特征在于，采用離子束濺射系統的離子束濺射沉積法，在同一高真空環境下，高溫退火三元濺射疊層或三元濺射周期疊層制備所述CuInSe₂薄膜：具體包括以下步驟：

A、將純度為99.0％～100％的Cu、In和Se靶分別安裝在可旋轉的多工位旋轉架上待濺射；

B、基底材料均用有機溶劑進行超聲波清洗，然后利用輔助源濺射基底清洗；

C、在沉積制備的本底真空度高于9.0×10^-4Pa的條件下，向真空室通入高純Ar氣4～10sccm，控制工作真空度高于9.0×10^-2Pa；

D、預濺射各個元素靶材除去表面雜質；

E、準確調整離子束濺射不同元素靶材的參數，以及根據不同成分要求、厚度和周期疊層數的具體要求而設置濺射靶材時間，分別濺射Cu、In和Se靶制備三元疊層或三元周期疊層薄膜；

F、通過調節基底溫控電源，使基片快速升溫至300～600℃，真空度抽至高于9.0×10^-4Pa，進行退火處理后生成CIS晶體，冷卻至室溫，然后關閉真空系統，向真空室充入高純氮氣，取出樣品。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述基底材料包括光學玻璃、鈉堿玻璃、石英、硅、ITO、氧化鋁或氧化鋅。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟E中的調整離子束濺射不同元素靶材的參數包括：等離子體能量為0.5～2KeV、加速極電壓為200～300V、陽極電壓為5～20V、陰極電流為5～20A、束流為1～30mA和濺射靶材的時間。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述純度99.9％的Cu、In和Se靶分別安裝于四工位旋轉架上待濺射，在所述沉積制備的本底真空度為4.0×10^-4Pa，工作真空度為6.0×10^-2Pa的條件下，利用輔助離子源發射出來的Ar離子束轟擊基片進一步清洗5分鐘，然后在Ar氣氛下預濺射靶材20分鐘，利用濺射源離子束分別濺射5.5分鐘Cu靶、6分鐘In靶和60分鐘Se靶制備三元疊層，襯底升溫至400℃，真空室真空度抽至9.0×10^-4Pa退火1h后生成厚度約為500nm銅銦硒薄膜，冷卻至室溫。