[發(fā)明專利]一種制備銅銦鎵碲薄膜的方法

在審

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• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108767059A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉科高;李靜;許超;趙忠新;劉宏
• 申請（專利權(quán)）人: 山東建筑大學(xué)
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/032;H01L21/368
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一種制備銅銦鎵碲薄膜材料的制備方法，屬于光電薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明通過如下步驟得到，首先清洗玻璃基片，然后將TeO₂、Cu(NO₃)₂、In(NO₃)₃和Ga(NO₃)₃先后放入溶劑中，配制澄清透明溶液，用旋涂法在玻璃片上得到前驅(qū)體薄膜，自然晾干，放入有水合聯(lián)氨的可密閉容器，使前驅(qū)體薄膜樣品不與聯(lián)氨接觸，將裝有前驅(qū)體薄膜樣品的密閉容器進行加熱后取出樣品進行干燥，可通過增加反應(yīng)次數(shù)和熱處理工藝改善薄膜質(zhì)量，得到銅銦鎵碲光電薄膜。本發(fā)明不需要高溫高真空條件，對儀器設(shè)備要求低，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，易于操作。所得銅銦鎵碲光電薄膜有較好的連續(xù)性和均勻性，這種新工藝為制備高性能的銅銦鎵碲光電薄膜提供了一種成本低、可實現(xiàn)工業(yè)化的生產(chǎn)方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能電池用光電薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種制備銅銦鎵碲薄膜的方法。

背景技術(shù)

眾所周知，經(jīng)濟的高速發(fā)展必然帶來能源消耗量的激增。隨著近年來我國社會和經(jīng)濟高速發(fā)展，能源緊缺及消費能源帶來的污染已成為國內(nèi)社會發(fā)展中的突出問題，因此開發(fā)利用清潔能源對保護環(huán)境、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和構(gòu)筑和諧社會都有重要的意義。為了更充分的利用太陽能這種清潔、安全和環(huán)保的可再生資源，近年來光電材料的研究和應(yīng)用日益受到重視。

銅銦鎵碲薄膜太陽電池目前可以認為是最有發(fā)展前景的薄膜電池，這是因為其吸收層材料CuIn_1-xGa_xTe₂具有較高的光電轉(zhuǎn)化率等一系列優(yōu)點。特別是以銅銦鎵碲光電薄膜的制備研究已經(jīng)取得了較大的進展。

目前銅銦鎵碲薄膜的制備方法主要有溶劑熱法、噴射熱解法、離子燒結(jié)法、化學(xué)沉積法、反應(yīng)濺射法、真空蒸發(fā)法等。由于原料成本低，因此是一種非常有發(fā)展前途的光電薄膜材料，但現(xiàn)有工藝路線復(fù)雜、制備成本高，因而需要探索低成本的制備工藝。

如前面所述方法一樣，其它方法也有不同的缺陷。與本發(fā)明相關(guān)的還有如下文獻：

[1] Fahim Ahmed, Naohito Tsujii, Takao Mori. Microstructure analysis andthermoelectric properties of iron doped CuGaTe₂. Journal of Materiomics,2018.

主要研究了Fe摻雜對黃銅礦型CuGaTe₂結(jié)構(gòu)和熱輸運性質(zhì)的影響，采用放電等離子燒結(jié)法制備多晶樣品CuGa_1-xFe_xTe₂（x為0～0.05）。

[1]Zhang Jian, Qin, Xiaoying; Li, Di; et al. Enhanced thermoelectricperformance of CuGaTe₂ by Gd-doping and Te incorporation. Intermetallics,2015.

采用熔融法制備了摻雜CuGaTe₂，在300～800K的溫度范圍內(nèi)研究了它們的熱電性能。結(jié)果表明，Gd摻雜和Te摻入的協(xié)同效應(yīng)顯著提高了CuGaTe₂的熱電性能。

[2] Fujii, Yosuke; Kosuga, Atsuko. High-Temperature Formation Phasesand Crystal Structure of Hot-Pressed Thermoelectric CuGaTe₂ with Chalcopyrite-Type Structure. Journal of Electronic Materials, 2017.