[發明專利]用于太陽電池吸收層的銅銦硫陣列化薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201110362766.0
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102394256A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 汪雷;盛夏;楊德仁;常蘭濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 周麗娟

1.一種用于太陽電池吸收層的CuInS₂陣列化薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將銦鹽、銅鹽、分散劑溶于第一溶劑中，在120-180℃下攪拌至完全溶解形成溶液，其中銦鹽的濃度為0.01-0.12mol/L，銅鹽的濃度為0.01-0.1mol/L；再向其中加入由硼氫化鈉在第二溶劑中溶解形成的溶液，在120-180℃中反應10-30分鐘，經離心分離和清洗后，得到Cu-In合金納米顆粒；其中，所述銦鹽為氯化銦，所述銅鹽為氯化銅或硫酸銅，所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮；所述第一溶劑為一縮二乙二醇、乙二醇、三縮四乙二醇中至少一種，所述第二溶劑為一縮二乙二醇、乙二醇、三縮四乙二醇中至少一種；所述銦鹽、銅鹽中銦、銅摩爾比為In∶Cu＝1.03-1.15∶1，硼氫化鈉與銦鹽的摩爾比為1.5-10∶1；

(2)將步驟(1)制備的Cu-In合金納米顆粒分散在有機溶劑中配成濃度為0.1-1mol/L的Cu-In合金墨水，然后將所述的Cu-In合金墨水涂覆在襯底上形成Cu-In前驅體薄膜；其中，所述有機溶劑為乙醇溶液、聚乙烯吡咯烷酮/乙醇溶液、或者乙二醇甲醚/乙二醇/乙醇溶液；

(3)將步驟(2)所制備的Cu-In前驅體薄膜在H₂S/Ar混合氣氛中進行燒結，燒結溫度為450-600℃，保溫10-60分鐘，升溫速率為1-10℃/s，H₂S/Ar混合氣體氣壓為5-30Torr，得到CuInS₂陣列化薄膜。

2.如權利要求1所述的用于太陽電池吸收層的CuInS₂陣列化薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述襯底為Si片、Mo片或者玻璃。

3.如權利要求1所述的用于太陽電池吸收層的CuInS₂陣列化薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述銦鹽、銅鹽中銦、銅摩爾比為In∶Cu＝1.1∶1。

4.如權利要求1所述的用于太陽電池吸收層的CuInS₂陣列化薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述有機溶劑為聚乙烯吡咯烷酮/乙醇溶液。

5.如權利要求1所述的用于太陽電池吸收層的CuInS₂陣列化薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述燒結溫度為550℃，保溫30分鐘。

6.如權利要求1所述的用于太陽電池吸收層的CuInS₂陣列化薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述H₂S/Ar混合氣氛，以體積百分含量計，組成為：H₂S?30％，Ar?70％。