[發(fā)明專(zhuān)利]銅鋅錫硫硒薄膜、銅鋅錫硫硒薄膜制備方法及銅鋅錫硫硒薄膜太陽(yáng)能電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210268578.6
• 申請(qǐng)日: 2012-07-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102769046A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊春雷;肖旭東;劉壯;羅海林;顧光一;馮葉;程冠銘
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院;香港中文大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/032
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/032;H01L31/065;H01L31/18
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

1.一種銅鋅錫硫硒薄膜，其特征在于，包括：

銅鋅錫硒及銅鋅錫硫材料制成的入光層，包括第一入光面及第一背光面，所述入光層的材料中硫與硒的摩爾比值沿所述第一入光面到所述第一背光面的方向逐漸降低；

銅鋅錫硒及銅鋅錫硫材料制成的中間層，所述中間層的材料與所述第一背光面處材料中硫與硒的摩爾比值相等；

銅鋅錫硒及銅鋅錫硫材料制成的背光層，所述入光層、所述中間層及所述背光層依次層疊，所述背光層包括與所述中間層相連的第二入光面及遠(yuǎn)離所述中間層的第二背光面，所述第一背光面通過(guò)所述中間層與所述第二入光面相連接，所述背光層的材料中硫與硒的摩爾比值沿所述第二入光面到所述第二背光面的方向逐漸升高；

其中，所述第二入光面處材料與所述第一背光面處材料中硫與硒的摩爾比值相等；所述第一入光面處材料中硫與硒的摩爾比值低于所述第二背光面處材料中硫與硒的摩爾比值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅錫硫硒薄膜，其特征在于，所述入光層的厚度為200~500納米，所述中間層的厚度為500~1000納米，所述背光層的厚度為1000~1800納米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅錫硫硒薄膜，其特征在于，所述入光層的第一入光面處材料中硫與硒的摩爾比為2:3~1:1，所述中間層材料中硫與硒的摩爾比為1:4，所述第二背光面處材料中硫與硒的摩爾比為3:2。

4.一種銅鋅錫硫硒薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將沉積有背電極層的襯底加熱至400~700℃；

步驟二、采用蒸鍍法或者濺射法，分別產(chǎn)生銅蒸汽、鋅蒸汽及錫蒸汽，并通過(guò)蒸鍍法加熱硫源及硒源，產(chǎn)生硫蒸汽及硒蒸汽，所述銅蒸汽、鋅蒸汽、錫蒸汽、硫蒸汽及硒蒸汽一同沉積在所述背電極層上，沉積所得薄膜材料表面顯富銅狀態(tài)；

步驟三、調(diào)節(jié)使所述硫蒸汽與所述硒蒸汽的摩爾比值隨時(shí)間逐漸下降，直至背光層沉積形成完畢；

步驟四、保持所述硫蒸汽與所述硒蒸汽的摩爾比值不變，直至中間層沉積形成完畢；

步驟五、停止輸入所述銅蒸汽，并調(diào)節(jié)使所述硫蒸汽與所述硒蒸汽的摩爾比值隨時(shí)間逐漸上升；

步驟六、當(dāng)沉積所得薄膜表面材料由富銅狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樨氥~狀態(tài)時(shí)，停止輸入所述鋅蒸汽，保持所述硫蒸汽與所述硒蒸汽的摩爾比值不變，并停止對(duì)所述襯底的加熱，形成入光層；

步驟七、當(dāng)所述襯底溫度下降到420~480℃時(shí)，停止輸入所述錫蒸汽；

步驟八、當(dāng)所述襯底溫度下降到260~350℃時(shí)，停止輸入所述硫蒸汽及所述硒蒸汽，制得銅鋅錫硫硒薄膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅鋅錫硫硒薄膜的制備方法，其特征在于，步驟三中，所述調(diào)節(jié)使所述硫蒸汽與所述硒蒸汽的摩爾比值隨時(shí)間逐漸下降的方法為：逐漸降低所述硫源的加熱溫度和/或逐漸升高所述硒源的加熱溫度；

步驟四中，調(diào)節(jié)使所述硫蒸汽與所述硒蒸汽的摩爾比值隨時(shí)間逐漸上升的方法為：逐漸升高所述硫源的加熱溫度和/或逐漸降低所述硒源的加熱溫度。

6.一種銅鋅錫硫硒薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將沉積有背電極層的襯底加熱至400~700℃；

步驟二、采用蒸鍍法或者濺射法，分別產(chǎn)生銅蒸汽、鋅蒸汽及錫蒸汽，并通過(guò)蒸鍍法加熱硫源及硒源，產(chǎn)生硫蒸汽及硒蒸汽，所述銅蒸汽、鋅蒸汽、錫蒸汽、硫蒸汽及硒蒸汽一同沉積在所述背電極層上；

步驟三、調(diào)節(jié)使所述硫蒸汽與所述硒蒸汽的摩爾比值隨時(shí)間逐漸下降，直至背光層沉積形成完畢；

步驟四、保持所述硫蒸汽與所述硒蒸汽的摩爾比值不變，直至中間層沉積形成完畢；

步驟五、調(diào)節(jié)使所述硫蒸汽與所述硒蒸汽的摩爾比值隨時(shí)間逐漸上升；

步驟六、沉積所得銅鋅錫硫硒薄膜到所需厚度時(shí)，停止輸入所述銅蒸汽和鋅蒸汽，保持所述硫蒸汽與所述硒蒸汽的摩爾比值不變，并停止對(duì)所述襯底的加熱，形成入光層；

步驟七、當(dāng)所述襯底溫度下降到420~480℃時(shí)，停止輸入所述錫蒸汽；

步驟八、當(dāng)所述襯底溫度下降到260~350℃時(shí)，停止輸入所述硫蒸汽及所述硒蒸汽，制得銅鋅錫硫硒薄膜。