[發(fā)明專利]一種制備Ag2ZnSnS4同質(zhì)結(jié)薄膜電池的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611041994.7
• 申請(qǐng)日: 2016-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN106384760B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁建寧;馬昌昊;袁寧一;郭華飛;張克智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;H01L31/068;H01L31/032
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種制備Ag₂ZnSnS₄同質(zhì)結(jié)薄膜電池的方法，其特征在于，包括：

提供SLG襯底；

在所述SLG襯底上磁控濺射Mo靶材形成Mo電極層；

在所述Mo電極層上依次濺射SnS、ZnS、Ag三種靶材，形成疊層AZT前驅(qū)體結(jié)構(gòu)；

在所述疊層AZT前驅(qū)體結(jié)構(gòu)上共同濺射SnS、ZnS、Ag三種靶材，形成AZT前驅(qū)體薄膜；

將所述AZT前驅(qū)體薄膜硫化退火，形成AZTS半導(dǎo)體薄膜；

在所述AZTS半導(dǎo)體薄膜上濺射形成本征ZnO層；

在所述本征ZnO層上濺射形成ITO層；

在ITO層上蒸發(fā)制備銀電極層，形成Ag₂ZnSnS₄同質(zhì)結(jié)薄膜電池。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備Ag₂ZnSnS₄同質(zhì)結(jié)薄膜電池的方法，其特征在于，所述Mo電極層的厚度為600nm，所述AZT前驅(qū)體薄膜的厚度共為900nm，所述銀電極層的厚度為150nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備Ag₂ZnSnS₄同質(zhì)結(jié)薄膜電池的方法，其特征在于，在提供SLG襯底之前還包括步驟：對(duì)SLG玻璃依次用泡沫水，丙酮，乙醇和去離子水超生清洗，然后干燥。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備Ag₂ZnSnS₄同質(zhì)結(jié)薄膜電池的方法，其特征在于，所述在所述SLG襯底上磁控濺射Mo靶材形成Mo電極層包括：將清洗干凈的SLG襯底放入濺射腔體，采用磁控濺射單靶沉積方法，濺射靶材為Mo靶材，工作氣體為99.999％濃度的氬氣，工作氣壓為0.7pa，功率為90W制得Mo電極層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備Ag₂ZnSnS₄同質(zhì)結(jié)薄膜電池的方法，其特征在于，所述在所述Mo電極層上依次濺射SnS、ZnS、Ag三種靶材，形成疊層AZT前驅(qū)體結(jié)構(gòu)包括：采用SnS，ZnS，Ag三種靶材按照順序疊層濺射，將具有所述Mo電極層的SLG襯底放入濺射腔體，工作氣體為99.999％濃度的氬氣，工作壓強(qiáng)為0.7Pa，SnS、ZnS、Ag三種靶材的功率分別為60W，90W，60W，濺射時(shí)間分別為80、75、15分鐘，形成疊層AZT前驅(qū)體結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備Ag₂ZnSnS₄同質(zhì)結(jié)薄膜電池的方法，其特征在于，所述在所述疊層AZT前驅(qū)體結(jié)構(gòu)上共同濺射SnS、ZnS、Ag三種靶材，形成AZT前驅(qū)體薄膜包括：采用磁控濺射多靶共沉積方法，用SnS、ZnS、Ag三種靶材進(jìn)行共濺，工作氣體為99.999％濃度的氬氣，工作壓強(qiáng)為0.7Pa，SnS、ZnS、Ag三種靶材的功率分別為36W，90W，10W，濺射時(shí)間為5min，形成AZT前驅(qū)體薄膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備Ag₂ZnSnS₄同質(zhì)結(jié)薄膜電池的方法，其特征在于，所述將所述AZT前驅(qū)體薄膜硫化退火，形成AZTS半導(dǎo)體薄膜包括：將具有AZT前驅(qū)體薄膜的SLG襯底放入有H₂S氣氛的高溫管式爐中，硫化退火溫度為500℃，保持120min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備Ag₂ZnSnS₄同質(zhì)結(jié)薄膜電池的方法，其特征在于，在所述的AZTS半導(dǎo)體薄膜上濺射形成本征ZnO層包括：采用磁控濺射單靶沉積方法將具有Mo電極的AZTS半導(dǎo)體薄膜放入磁控濺射腔體，加熱至80℃，以99.999％濃度的氬氣作為工作氣體，工作壓強(qiáng)為0.7Pa，功率為60W，濺射25分鐘形成ZnO層。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備Ag₂ZnSnS₄同質(zhì)結(jié)薄膜電池的方法，其特征在于，所述在所述本征ZnO層上濺射形成ITO層包括：采用磁控濺射單靶沉積方法將具有本征ZnO層的SLG襯底加熱至200℃，工作氣體為99.999％濃度的氬氣，反應(yīng)氣體為99.999％濃度的氧氣，所述氬氣與氧氣流量比為100:1，工作壓強(qiáng)為0.7Pa，功率為80W，濺射45min，形成ITO層。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備Ag₂ZnSnS₄同質(zhì)結(jié)薄膜電池的方法，其特征在于，所述在ITO層上蒸發(fā)制備銀電極層包括：將具有所述ITO層的SLG襯底放入高真空蒸發(fā)腔室，蒸發(fā)制備銀電極層。