[發明專利]Cu2SrSn(SxSe1-x)4薄膜材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810126896.6
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108342702A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 劉芳洋;康亮亮;張陽;蔣良興;翁娜娜;李靖
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/06;C23C14/58
• 代理公司: 長沙智德知識產權代理事務所(普通合伙) 43207
• 代理人: 陳銘浩

本發明公開了一種Cu₂SrSn(S_xSe_1?x)₄薄膜材料的制備方法，該銅鍶錫硫硒薄膜材料的制備方法包括：在清潔處理后的基材表面通過反應濺射沉積Cu?Sr?Sn?S/Se預制層；將表面沉積有預制層的基材放入反應性氣氛下進行高溫退火處理；對高溫退火處理后的Cu₂SrSn(S_xSe_1?x)₄的表面進行刻蝕處理，得到高質量Cu₂SrSn(S_xSe_1?x)₄薄膜材料。本發明提出的Cu₂SrSn(S_xSe_1?x)₄薄膜材料的制備方法具有成本低、薄膜成分易控可調、重現性好和適合薄膜大面積生長等優點，所制備的薄膜具有良好的成分可控性和均勻性，以及優越的結晶質量及性質。

技術領域

本發明涉及光電材料技術領域，尤其涉及一種Cu₂SrSn(S_xSe_1-x)₄薄膜材料的制備方法。

背景技術

當前全球能源危機和大氣污染問題日益突出，全世界都把目光投向可再生能源，其中太陽能以其獨有的優勢而成為人們關注的焦點。豐富的太陽輻射能是重要的能源，取之不盡、用之不竭，是人類能夠自由利用的能源。太陽能的直接利用方式主要有三種：光熱轉化、光化學轉化和光電轉換。太陽能熱水系統是光熱轉化的典型應用，目前已被廣泛應用。光化學轉換基本處于實驗室階段，比較典型的就是光化學制氫。光電轉化則是太陽能利用最重要的方向之一，其主要表現形式為光伏發電。

在當前我國經濟調整的拐點下，光伏發電將迎來新的技術進步和產業增長，作為一種利用太陽能的新能源，并不需要像傳統能源那樣競爭石油、煤炭等資源，而是體現在對核心技術的需求上。太陽電池作為光伏發電的主體，其生產成本和轉換效率決定了應用價值。目前來看，作為市場主流的晶硅太陽電池，其技術發展空間在逐漸縮小，且依然沒有達到與化石燃料發電成本持平的地步，因此發展新型的低成本電池材料以及合適的制備技術是很有必要的。

當前商業化的Cu(In,Ga)Se₂和CdTe薄膜太陽電池面臨著In、Ga、Se和Te的資源緊缺或Cd的環境污染問題。開發新型礦源豐富、環境友好的光吸收層材料及其低成本制備技術是薄膜太陽電池領域的重要發展方向。經理論計算，Cu₂SrSn(S_xSe_1-x)₄的直接帶隙約1.5-2.0eV(與太陽輻射匹配性好)，其具備光吸收系數高、原料在地殼中儲量大、成本低和無毒等諸多優點，同時可以有效地避免深能級，而且還可以生成有利的淺能級缺陷，是一種化合物薄膜太陽能電池光電轉化材料的最佳候選材料，但是目前并沒有一種方法將Cu₂SrSn(S_xSe_1-x)₄制備成光吸收層薄膜。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種Cu₂SrSn(S_xSe_1-x)₄薄膜材料的制備方法，旨在解決目前沒有一種方法將Cu₂SrSn(S_xSe_1-x)₄制備成光吸收層薄膜的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供的Cu₂SrSn(S_xSe_1-x)₄薄膜材料的制備方法包括：

第一步，基材表面清潔處理；

第二步，在清潔處理后的基材表面通過反應濺射沉積Cu-Sr-Sn-S或Cu-Sr-Sn-Se或Cu-Sr-Sn-S-Se預制層；