[發明專利]油墨和制備含硫屬元素半導體的方法

無效

• 申請號: 201180054729.1
• 申請日: 2011-11-20
• 公開（公告）號: CN103222062A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 曹炎炎;M·S·小丹尼;L·K·約翰遜;盧美軍;I·馬拉約維基
• 申請（專利權）人: E.I.內穆爾杜邦公司
• 主分類號: H01L31/02
• 分類號: H01L31/02;H01L31/032;H01L31/0216
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 朱黎明

1.油墨，包含下列的摻合物：

a)連結料；

b)銅源，所述銅源選自：含元素銅的顆粒、含銅的硫屬元素化物顆粒、以及它們的混合物；

c)鋅源，所述鋅源選自：含元素鋅的顆粒、含鋅的硫屬元素化物顆粒、以及它們的混合物；

d)錫源，所述錫源選自：含元素錫的顆粒、含錫的硫屬元素化物顆粒、以及它們的混合物，

其中所述銅、鋅或錫源中的至少一者包含含元素銅、含元素鋅、或含元素錫的顆粒。

2.根據權利要求1所述的油墨，其中Cu:Zn:Sn的摩爾比為約2:1:1。

3.根據權利要求1所述的油墨，其中所述銅、鋅或錫源中的至少一者包含含銅、含鋅、或含錫的硫屬元素化物顆粒，或者所述油墨還包含元素性硫屬元素。

4.根據權利要求3所述的油墨，其中所述硫屬元素化物顆粒選自：硫化物顆粒、硒化物顆粒、硫化物/硒化物顆粒、以及它們的混合物；并且其中所述元素性硫屬元素為硫、硒、或它們的混合物。

5.根據權利要求1所述的油墨，其中所述銅源選自：Cu顆粒、Cu-Sn合金顆粒、Cu-Zn合金顆粒、Cu₂S/Se顆粒、CuS/Se顆粒、Cu₂Sn(S/Se)₃顆粒、Cu₄Sn(S/Se)₄顆粒、Cu₂ZnSn(S/Se)₄顆粒、以及它們的混合物；所述鋅源選自：Zn顆粒、Cu-Zn合金顆粒、Zn-Sn合金顆粒、ZnS/Se顆粒、Cu₂ZnSn(S/Se)₄顆粒、以及它們的混合物；并且所述錫源選自：Sn顆粒、Cu-Sn合金顆粒、Zn-Sn合金顆粒、Sn(S/Se)₂顆粒、SnS/Se顆粒、Cu₂Sn(S/Se)₃顆粒、Cu₄Sn(S/Se)₄顆粒、Cu₂ZnSn(S/Se)₄顆粒、以及它們的混合物。

6.根據權利要求1所述的油墨，其中所述含銅、鋅或錫的硫屬元素化物顆粒還包含有機封端劑。

7.根據權利要求1所述的油墨，還包含至多約10重量%的一種或多種添加劑，所述一種或多種添加劑選自：分散劑、表面活性劑、聚合物、基料、配體、封端劑、消泡劑、增稠劑、防腐劑、增塑劑和摻雜劑。

8.方法，包括：

(a)通過在基板上沉積油墨來形成涂層基板，所述油墨包含下列的摻合物：

i)連結料；

ii)銅源，所述銅源選自：含元素銅的顆粒、含銅的硫屬元素化物顆粒、以及它們的混合物；

iii)鋅源，所述鋅源選自：含元素鋅的顆粒、含鋅的硫屬元素化物顆粒、以及它們的混合物；和

iv)錫源，所述錫源選自：含元素錫的顆粒、含錫的硫屬元素化物顆粒、以及它們的混合物；

其中所述銅、鋅或錫源中的至少一者包含含元素銅、含元素鋅、或含元素錫的顆粒；以及

(b)加熱所述涂層基板以提供CZTS/Se的膜，其中所述加熱在包含惰性氣體的氣氛下實施，并且如果所述油墨中總硫屬元素與（Cu+Zn+Sn）的摩爾比小于約1，則所述氣氛還包含硫屬元素源。

9.根據權利要求8所述的方法，其中所述氣氛還包含氫氣、硫屬元素源、或它們的混合物。

10.涂層基板，包括：

a)基板；和

b)設置在所述基板上的至少一層，所述層包含：

i)銅源，所述銅源選自：含元素銅的顆粒、含銅的硫屬元素化物顆粒、以及它們的混合物；

ii)鋅源，所述鋅源選自：含元素鋅的顆粒、含鋅的硫屬元素化物顆粒、以及它們的混合物；和

iii)錫源，所述錫源選自：含元素錫的顆粒、含錫的硫屬元素化物顆粒、以及它們的混合物；

其中所述銅、鋅或錫源中的至少一者包含含元素銅、含元素鋅、或含元素錫的顆粒。

11.根據權利要求10所述的涂層基板，其中所述Cu:Zn:Sn的摩爾比為約2:1:1。