[發(fā)明專利]銅鋅錫鍺硒薄膜及其制備方法、銅鋅錫鍺硒薄膜太陽能電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210282476.X
• 申請日: 2012-08-09
• 公開（公告）號: CN102820346A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧光一;肖旭東;楊春雷;劉壯;羅海林;馮葉;程冠銘
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院;香港中文大學(xué)
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/18;H01L31/065
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

1.一種銅鋅錫鍺硒薄膜，其特征在于，包括入光面及與所述入光面相對的背光面，其中，所述銅鋅錫鍺硒薄膜中鍺與錫的摩爾比值沿所述入光面到所述背光面的方向逐漸升高。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅錫鍺硒薄膜，其特征在于，所述銅鋅錫鍺硒薄膜的厚度為1800~2500納米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅錫鍺硒薄膜，其特征在于，所述入光面處材料中鍺與錫的摩爾比為2:3，所述背光面處材料中鍺與錫的摩爾比為3:2。

4.一種銅鋅錫鍺硒薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將襯底加熱至450~600℃；

采用蒸鍍法或?yàn)R射法，分別產(chǎn)生銅蒸汽及鋅蒸汽，并通過蒸鍍法加熱錫源、鍺源及硒源，產(chǎn)生錫蒸汽、鍺蒸汽及硒蒸汽，將所述銅蒸汽、鋅蒸汽、錫蒸汽、鍺蒸汽及硒蒸汽同時(shí)沉積在所述襯底上，從背光面開始生長所述銅鋅錫鍺硒薄膜，且在生長中的所述銅鋅錫鍺硒薄膜的薄膜表面呈富銅狀態(tài)；

調(diào)節(jié)所述鍺源及所述錫源的加熱溫度，使所述鍺蒸汽與所述錫蒸汽的摩爾比值隨時(shí)間逐漸下降；

當(dāng)沉積所得薄膜的厚度達(dá)所需厚度的80%~90%時(shí)，停止輸入所述銅蒸汽；

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及鍺蒸汽，并停止對所述襯底加熱，形成入光面；

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

當(dāng)所述襯底溫度下降到260~350℃時(shí)，停止輸入所述硒蒸汽，制得銅鋅錫鍺硒薄膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅鋅錫鍺硒薄膜的制備方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)所述鍺源及所述錫源的加熱溫度，使所述鍺蒸汽與所述錫蒸汽的摩爾比值隨時(shí)間逐漸下降的方法為：逐漸降低所述鍺源的加熱溫度和/或逐漸升高所述錫源的加熱溫度。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅鋅錫鍺硒薄膜的制備方法，其特征在于，所述銅鋅錫鍺硒薄膜的厚度為1800~2500納米。

7.一種銅鋅錫鍺硒薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將襯底加熱至450~600℃；

采用蒸鍍法或?yàn)R射法，分別產(chǎn)生銅蒸汽及鋅蒸汽，并通過蒸鍍法加熱錫源、鍺源及硒源，產(chǎn)生錫蒸汽、鍺蒸汽及硒蒸汽，將所述銅蒸汽、鋅蒸汽、錫蒸汽、鍺蒸汽及硒蒸汽同時(shí)沉積在所述襯底上，形成背光面；

調(diào)節(jié)所述鍺源及所述錫源的加熱溫度，使所述鍺蒸汽與所述錫蒸汽的摩爾比值隨時(shí)間逐漸下降，直至沉積所得薄膜的厚度達(dá)所需厚度；

停止輸入所述銅蒸汽、鋅蒸汽及鍺蒸汽，并停止對所述襯底的加熱，形成入光面；

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

當(dāng)所述襯底溫度下降到260~350℃時(shí)，停止輸入所述硒蒸汽，制得銅鋅錫鍺硒薄膜。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的銅鋅錫鍺硒薄膜的制備方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)所述鍺源及所述錫源的加熱溫度，使所述鍺蒸汽與所述錫蒸汽的摩爾比值隨時(shí)間逐漸下降的方法為：逐漸降低所述鍺源的加熱溫度和/或逐漸升高所述錫源的加熱溫度。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的銅鋅錫鍺硒薄膜的制備方法，其特征在于，所述銅鋅錫鍺硒薄膜的厚度為1800~2500納米。

10.一種銅鋅錫鍺硒薄膜太陽能電池，其特征在于，包括依次層疊的襯底、背電極層、光吸收層、緩沖層、窗口層、透明電極層及金屬柵極層，其中，所述光吸收層為如權(quán)利要求1~3任何一項(xiàng)所述的銅鋅錫鍺硒薄膜。