[發明專利]一種銅鋇(鍶/鈣)錫硫(硒)薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201710402803.3
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107195697B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 劉芳洋;陳珠;康亮亮;吳杰;韓璐;蔣良興
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/032;H01L31/18
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉;魏娟

1.一種銅鋇(鍶/鈣)錫硫(硒)薄膜的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)將鋇源、鍶源、鈣源中至少一種在助溶劑作用下溶于溶劑Ⅰ，得到溶液A；

2)將銅源、錫源和硫源溶于溶劑Ⅱ，得到溶液B；

3)將溶液A和溶液B在穩定劑和成膜劑存在下，混合均勻，得到前驅體溶液；

4)將所述前驅體溶液涂覆在襯底上成膜，預燒，重復數次鍍膜和預燒，得到預制層；所述預制層置于含硫和/或硒元素的氣氛中退火處理，即得；

所述鋇源選自氯化鋇、硝酸鋇、硫酸鋇、醋酸鋇、草酸鋇、碳酸鋇中至少一種；

所述鍶源選自氯化鍶、硝酸鍶、硫酸鍶、醋酸鍶、草酸鍶、碳酸鍶中至少一種；

所述鈣源選自氯化鈣、硝酸鈣、硫酸鈣、醋酸鈣、草酸鈣、碳酸鈣中至少一種；

所述助溶劑為鹽酸、氫氟酸、氫溴酸、氫碘酸、三氟乙酸、乳酸、磷酸、硝酸、稀硫酸中至少一種；

所述助溶劑和溶劑Ⅰ的體積比為1:4～20；

所述溶劑Ⅰ選自乙醇、乙醚、乙二醇甲醚、二甲基亞砜、乙酸、甲醇、甲苯、水中至少一種；

所述穩定劑為乙醇胺、檸檬酸銨、乙二醇胺、乙二胺、正丁胺、十八胺、十六胺中至少一種；

所述成膜劑為氯化銨、乙二硫醇、三乙醇胺、二乙醇胺、正丁醇、異丙醇、十八烯、正十二硫醇中至少一種；

穩定劑和成膜劑的用量為前驅體溶液總體積的1～5％；

所述穩定劑和所述成膜劑的體積比為1:2～4；

所述溶液A和所述溶液B按體積比1:0.3～1.5混合；

所述退火采用雙溫區穩定氣氛退火或雙溫區流動氣氛退火；

所述雙溫區穩定氣氛退火過程采用固態硫源和/或硒源，氣氛區保溫溫度為100～500℃，樣品區保溫溫度為400～650℃，退火壓強為-0.1～0.101325MPa，升溫速率為5～15℃/min，保溫時間為20～60min；

所述雙溫區流動氣氛退火過程采用氣態硫源和/或硒源，氣體流量為10～40sccm，雙溫區保溫溫度均為400～650℃，升溫速率為5～15℃/min，保溫時間為20～60min。

2.根據權利要求1所述的銅鋇(鍶/鈣)錫硫(硒)薄膜的制備方法，其特征在于：所述溶液A中鋇源、鍶源和鈣源的總濃度為0.1～5.0mol/L。

3.根據權利要求1所述的銅鋇(鍶/鈣)錫硫(硒)薄膜的制備方法，其特征在于：所述溶液B中銅源的濃度為0.1～2.0mol/L、錫源的濃度為0.1～1.5mol/L、硫源的濃度為1.0～8.0mol/L。

4.根據權利要求1所述的銅鋇(鍶/鈣)錫硫(硒)薄膜的制備方法，其特征在于：

所述銅源選自硝酸銅、氯化銅、硫酸銅、醋酸銅、碳酸銅、草酸銅中至少一種；

所述錫源選自硝酸錫、氯化錫、硫酸錫、醋酸錫、碳酸錫、草酸錫中至少一種；

所述硫源選自硫代乙酰胺、硫粉、硫脲、乙硫醇中至少一種；

所述溶劑Ⅱ選自乙酸、乙二醇甲醚、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、甲苯中至少一種。

5.根據權利要求1所述的銅鋇(鍶/鈣)錫硫(硒)薄膜的制備方法，其特征在于：涂覆和預燒重復的次數為8～20次。

6.根據權利要求1或5所述的銅鋇(鍶/鈣)錫硫(硒)薄膜的制備方法，其特征在于：

所述涂覆方式包括旋涂、刮涂、噴涂或滴涂實現；

所述預燒的溫度為150～400℃。

7.根據權利要求1所述的銅鋇(鍶/鈣)錫硫(硒)薄膜的制備方法，其特征在于：

所述固態硫源包括硫粉和/或硫代乙酰胺；

所述氣態硫源包括硫化氫；

所述固態硒源包括硒粉；

所述氣態硒源包括硒化氫。