[發(fā)明專利]一種銅鋅錫硫薄膜太陽電池器件及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410531278.1
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104485369A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 薛玉明;劉浩;郭曉倩;李鵬海;潘洪剛;劉君;宋殿友;朱亞東;馮少君;尹富紅;高林;航偉;喬在祥;王永偉;韓旭;張競一;齊楓;段彤;李學俊;王磊
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學
• 主分類號: H01L31/0392
• 分類號: H01L31/0392;H01L31/032;H01L31/0445;H01L31/18
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1.一種聚酰亞胺柔性襯底的銅鋅錫硒薄膜的制備方法，其特征在于：采用共蒸發(fā)薄膜制備系統(tǒng)，應用三步共蒸發(fā)的制備工藝。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅錫硒薄膜的制備方法，其特征在于：所述制備工藝參數(shù)為：

①本底真空為3.0×10^-4Pa，襯底溫度為450-500℃，Zn蒸發(fā)源溫度為300-400℃，Sn蒸發(fā)源溫度為1000-1100℃，Se蒸發(fā)源溫度為220-240℃，共蒸發(fā)Zn、Sn、Se三種元素，蒸發(fā)時間為2min，制備ZTSe預制層薄膜；

②襯底溫度為550-580℃，共蒸Cu和Se兩種元素，其中Cu蒸發(fā)源溫度為1100-1200℃，Se蒸發(fā)源溫度為220-240℃，使生成Cu_2-xSe輔助晶粒生長，蒸發(fā)時間為30-50min；

③保持第二步的襯底溫度不變，共蒸Zn、Sn、S三種元素，使Cu_2-xSe完全消耗，蒸發(fā)時間為30-50min，得到的薄膜為p型直接帶隙半導體，鋅黃錫礦結(jié)構(gòu)。通過調(diào)整襯底、各蒸發(fā)源溫度及共蒸時間，控制銅鋅錫硒薄膜貧銅富鋅，其中Cu/(Zn+Sn)＝0.8-1.0，Zn/Sn＝1.0-1.2，Se/(Cu+Zn+Sn)約等于1；

④將各蒸發(fā)源冷卻到室溫，同時將襯底冷卻，當蒸發(fā)Sn和Se的同時將襯底冷卻到300-350℃時，關(guān)閉Sn和Se蒸發(fā)源，再將襯底冷卻到室溫。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅鋅錫硒薄膜的制備方法，其特征在于：所述制備工藝參數(shù)，優(yōu)選的：

①本底真空為3.0×10-4Pa，襯底溫度為500℃，Zn蒸發(fā)源溫度為400℃，Sn蒸發(fā)源溫度為1100℃，Se蒸發(fā)源溫度為240℃，共蒸發(fā)Zn、Sn、Se三種元素，蒸發(fā)時間為2min，制備ZTSe預制層薄膜；

②襯底溫度為580℃，共蒸Cu和Se兩種元素，其中Cu蒸發(fā)源溫度為1200℃，Se蒸發(fā)源溫度為240℃，使生成Cu2-xSe輔助晶粒生長，蒸發(fā)時間為50min；

③保持第二步的襯底溫度不變，共蒸Zn、Sn、S三種元素，使Cu2-xSe完全消耗，蒸發(fā)時間為50min，得到的薄膜為p型直接帶隙半導體，鋅黃錫礦結(jié)構(gòu)。通過調(diào)整襯底、各蒸發(fā)源溫度及共蒸時間，控制銅鋅錫硒薄膜貧銅富鋅，其中Cu/(Zn+Sn)＝0.8-1.0，Zn/Sn＝1.0-1.2，Se/(Cu+Zn+Sn)約等于1；

④將各蒸發(fā)源冷卻到室溫，同時將襯底冷卻，當蒸發(fā)Sn和Se的同時將襯底冷卻到350℃時，關(guān)閉Sn和Se蒸發(fā)源，再將襯底冷卻到室溫。