[發明專利]應用于太陽電池的可印刷硫化鎘納米晶薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201711076583.6
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107819053B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 黃程;侯美慧;劉忠范;黃維
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;蘇州大學;西北工業大學
• 主分類號: H01L31/073
• 分類號: H01L31/073;H01L31/18
• 代理公司: 南京業騰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32321
• 代理人: 董存壁

1.應用于太陽電池的可印刷硫化鎘納米晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法的具體步驟如下：

(1)將每4～8ml乙二醇甲醚、1.2ml硫代乙醇酸、2ml乙醇胺均勻混合，在室溫下進行磁力攪拌，反應10-30min，得到一份溶液；

(2)在所述步驟(1)的每份溶液中加入2mmol的Cd(OH)₂，將溫度調至60-65℃繼續進行磁力攪拌反應2-8h，至固體完全溶解，得到CdS的混合溶液；

(3)將所述步驟(2)中所得的CdS的混合溶液以8000-10000rpm的轉速進行離心5-10min，然后過濾得到CdS前驅體溶液，備用；

(4)將所述步驟(3)中所得的所有前驅體溶液滴至準備好的FTO基底上，以6000-8000rpm的轉速旋涂20-30s，然后在200-300℃的條件下退火2-3min，得到CdS納米晶薄膜；

(5)將每461mg前驅材料CH₃NH₃I和每40mg的PbI₂分別溶于1ml無水的DMF和1ml的異丙醇中，備用；

(6)將所述步驟(5)所得溶液滴至CdS納米晶薄膜上，以3000-6000rpm的轉速旋涂20-30s，最后在100℃的條件下退火5-10min得到鈣鈦礦薄膜。

2.根據權利要求1所述的應用于太陽電池的可印刷硫化鎘納米晶薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(3)中還包括采用預聚體方法制備Ag摻雜的CdS前驅溶液的制備，具體為：在所述步驟(1)的溶液中加入Ag₂O，所加入的Ag₂O與乙醇胺的質量體積比為0.0116g：1ml，然后將溫度調至65℃繼續進行磁力攪拌反應4h，至固體完全溶解，得到含Ag的混合溶液；然后再將含Ag的混合溶液與CdS前驅體溶液以1％的比例混合，得到Ag摻雜的CdS前驅溶液。

3.根據權利要求書1所述的應用于太陽電池的可印刷硫化鎘納米晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中溶液的旋涂速度根據所需膜厚度調整為6000-8000rpm，旋涂時間為20-30s，在100℃的條件下退火5-10min。

4.根據權利要求書1所述的應用于太陽電池的可印刷硫化鎘納米晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)得到CdS納米晶薄膜后,利用AgNO₃去離子水離子交換熱擴散控制元素替換和Ag異價原子摻雜含量；將合適厚度的CdS薄膜室溫浸入1wt％AgNO₃去離子水離子交換溶液，其濃度為1-5mmol/L，控制浸入時間10，20，30或60秒，離子交換量或Ag摻雜量可從薄膜顏色變化判斷；取出用去離子水清洗后用氮氣吹干；銀離子交換的CdS薄膜在氬氣氛中，Ag離子在薄膜中的熱擴散選擇在合適的溫度100，200，300或400℃退火1小時。

5.根據權利要求書1所述的應用于太陽電池的可印刷硫化鎘納米晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)得到CdS納米晶薄膜后,利用AgNO₃硫代硫酸鹽絡合溶液離子交換熱擴散控制元素替換和Ag異價原子摻雜含量；將合適厚度的CdS薄膜室溫浸入200ml 0.025MAgNO₃硫代硫酸鹽絡合溶液，該溶液采用NaOH溶液調節至中性，控制浸入時間20-30秒，離子交換量或Ag摻雜量可從薄膜顏色變化判斷；取出用去離子水清洗后用氮氣吹干； 銀離子交換的CdS 薄膜在氬氣氛中，選擇在合適的溫度150℃退火24小時使Ag離子均勻熱擴散薄膜全部。