[發明專利]一種制備硫化鋅光電薄膜的方法

有效

• 申請號: 201310301209.7
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103400894A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 劉科高;石璐丹;李靜;石磊;許斌
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于光電薄膜制備技術領域，尤其涉及一種制備硫化鋅光電薄膜的制備方法。

背景技術

隨著社會和經濟的發展，我國能源消費總量劇增，能源危機及傳統能源對環境造成的污日趨嚴重，因此開發利用清潔環保能源成為人類面臨的重大課題。為了更充分地利用太陽能這種清潔、安全和環保的可再生資源，近年來光電材料的研究和發展日益受到重視。

在薄膜光伏材料中，ZnS是II-VI族化合物半導體，具有閃鋅礦晶體結構，直接躍遷型能帶結構，ZnS具有禁帶寬(3.5～3.7eV)、發光效率高、吸收系數高等優點，由于其對太陽光基本不吸收，這樣可以使更多的高能量光子被傳送到電極上，提高電池光電轉換效率。此外，ZnS不僅對人體無毒無害，而且ZnS薄膜在窗口層和吸收層之間起結構緩沖、減小晶格適配度的作用，還能與吸收層結合好，電池轉換效率高，在所有太能電池緩沖層材料中，無毒無害ZnS是有毒的CdS的理想替代者。因此，ZnS薄膜的制備和特性研究必將對太陽能電器件的發展應用起到積極的推動作用。

目前，硫化鋅多晶制備技術很多，從合成反應類型上可分為濕法和干法；從合成的技術特點上可分為化學氣相沉積法、氣相反應法、液相合成法、元素直接反應法、化學浴沉積法、電化學沉積法、分子束外延法和光化學沉積法等。本實驗采用旋涂一化學共還原法制備硫化鋅光電薄膜。

如前面所述方法一樣，其它方法也有不同的缺陷。與本發明相關的還有如下文獻：

[1]Junjie?Zhu，Miaogao?Zhou，Jinzhong?Xu，Xuehong?Liao，Preparation?of?CdS?and?ZnS?nanoparticles?using?microwave?irradiation，Materials?Letters47(2001)25-29.

文章主要描述了利用微波輻射技術制備CdS和ZnS納米粒子，利用XRD和TEM對其納米粒子進行表征，并結合德拜-謝樂公式對其納米尺寸經行推算。

[2]Chao?Wang，Yanhui?Ao，Peifang?Wang，Songhe?Zhang，Jin?Qian，Jun?Hong，A?simple?method?for?large-scale?preparation?of?ZnS?nanoribbon?film?and?its?photocatalytic?activity?for?dye?degradation，Applied?Surface?Science256(2010)4125-4128.

主要報道了用溶劑熱合成的方法大規模的制備ZnS納米薄膜，該方法無須使用表面活性劑和高溫處理，研究了其表面形貌，并對其光催化性進行了研究。

[3]Tong?Ren，Zhibin?Lei，Guoyou?Luan，Guoqing?Jia，Jing?Zhang，Rui?Yu，Can?Li，Fabrication?of?CdS-ZnS?layered?thin?films?by?hydrothermal?seeded?growth?method，Thin?Solid?Films513(2006)99-102.

文章報道了用水熱法制備CdS-ZnS薄膜，并研究了通過改變水熱反應的條件對薄膜厚度，晶體類型和光學性能的影響。

[4]Qi?Liu，Mao?Guobing，Ao?Jianping，Chemical?bath-deposited?ZnS?thin?films：Preparation?and?characterization，Applied?Surface?Science254(2008)5711-5714.

主要描述了通過化學沉積的方法制備ZnS薄膜，主要研究的是化學沉積的工藝參數對薄膜的化學組成、結構及提高薄膜質量的影響。

[5]Zhao?Yang?Zhong，Eou?Sik?Cho，Sang?Jik?Kwon，Characterization?of?the?ZnS?thin?film?buffer?layer?for?Cu(In，Ga)Se₂?solar?cells?deposited?by?chemical?bath?deposition?process?with?different?solution?concentrations，Materials?Chemistry?and?Physics135(2012)287-292.