[發明專利]一種共蒸發制備銅鋅錫硫硒薄膜太陽電池吸收層的方法

在審

• 申請號: 201410653908.2
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN105679878A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 楊亦桐;王勝利;李微;趙彥民;喬在祥
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

1.一種共蒸發制備銅鋅錫硫硒薄膜太陽電池吸收層的方法，其特征是：銅鋅錫硫硒薄 膜太陽電池為多層結構，采用鈉鈣玻璃、不銹鋼箔或鈦箔作為襯底，其上結構依次為 鉬背電極、p型銅鋅錫硫硒吸收層、n型硫化鎘緩沖層、本征氧化鋅層和透明導電薄 膜窗口層、鎳/鋁金屬柵電極；銅鋅錫硫硒薄膜太陽電池吸收層的制備方法包括工藝 步驟：

步驟1、將鍍Mo的襯底放置在共蒸發設備腔室的樣品架內，樣品架可旋轉；襯 底的上方置有襯底加熱裝置；Cu、ZnS、Sn、Se蒸發源均勻分布在蒸發腔室下方，蒸 發源內部配有熱偶用于監測蒸發溫度，襯底與Cu、ZnS、Sn、Se蒸發源之間均置有蒸 發源擋板；

步驟2、通過真空泵將蒸發腔內抽真空至3×10^-4Pa，將襯底加熱至500℃，同時 將各蒸發源加熱Cu1120℃～1180℃、ZnS700℃～780℃、Sn1100℃～1150℃、Se200 ℃～250℃，開啟樣品架旋轉功能以保證成膜的均勻性，待各蒸發源與襯底溫度穩定 后打開Cu、ZnS、Sn、Se的蒸發源擋板，在Mo背電極上共蒸發Cu、ZnS、Sn、Se材 料45min；

步驟3、保持襯底溫度500℃，關閉Cu、ZnS蒸發源擋板，停止Cu、ZnS蒸發源 加熱，共蒸發Sn、Se元素15min，完成在Sn、Se氣氛下退火過程，補充步驟2沉積 過程中由于SnS、SnSe再蒸發流失的Sn元素；

步驟4、關閉Sn蒸發源擋板，停止Sn蒸發源加熱，襯底在Se氣氛下以20-30℃/min 的速率降溫，直至襯底溫度低于300℃后關閉Se的蒸發源擋板，停止Se蒸發源加熱， 停止襯底旋轉，待襯底冷卻后取出，銅鋅錫硫硒薄膜吸收層制備完成。

2.根據權利要求1所述的共蒸發制備銅鋅錫硫硒薄膜太陽電池吸收層的方法，其特征 是：銅鋅錫硫硒薄膜太陽電池襯底上鉬背電極厚度0.7-1.2μm；p型銅鋅錫硫硒吸收 層厚度為1.0-1.4μm；45-55nm厚的n型硫化鎘緩沖層；45-55nm厚的本征氧化鋅層 和300-500nm厚的透明導電薄膜窗口層。