[發(fā)明專(zhuān)利]一種銅鐵錫硫大塊晶粒薄膜的溶液加工制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810856543.1
• 申請(qǐng)日: 2018-07-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109326503A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董超;王命泰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/02
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/02;H01L21/477;H01L31/032;B82Y30/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

1.一種銅鐵錫硫大塊晶粒薄膜的溶液加工制備方法，其特征在于，將醋酸銅、硫酸亞鐵、氯化亞錫和硫脲溶解在N，N-二甲基甲酰胺的有機(jī)溶劑中，得到銅鐵錫硫反應(yīng)前驅(qū)物溶液，將銅鐵錫硫反應(yīng)前驅(qū)物溶液在襯基上旋涂成膜制得銅鐵錫硫反應(yīng)前驅(qū)物薄膜，通過(guò)對(duì)銅鐵錫硫反應(yīng)前驅(qū)物薄膜的熱處理原位生成銅鐵錫硫納米顆粒預(yù)制薄膜，經(jīng)過(guò)銅鐵錫硫納米顆粒預(yù)制薄膜的生長(zhǎng)得到納米顆粒薄膜，最后對(duì)銅鐵錫硫納米顆粒薄膜進(jìn)行常壓硫化處理得到銅鐵錫硫大塊晶粒薄膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鐵錫硫大塊晶粒薄膜的溶液加工制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將醋酸銅、硫酸亞鐵、氯化亞錫和硫脲，依次加入到N，N-二甲基甲酰胺中，并于50℃攪拌20-40 min，得到醋酸銅濃度為0.30-0.50 mol/L的銅鐵錫硫反應(yīng)前驅(qū)物溶液，其中醋酸銅：硫酸亞鐵：氯化亞錫：硫脲的摩爾比為（1.6-2）：（1.0-1.2）：1：（6-10）；

（2）將所得的銅鐵錫硫反應(yīng)前驅(qū)物溶液在襯基上由旋涂法成膜，重復(fù)旋涂2-4次，得到銅鐵錫硫反應(yīng)前驅(qū)物薄膜；將銅鐵錫硫反應(yīng)前驅(qū)物薄膜，先在真空干燥箱中于50-70℃干燥10-20min，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)的熱臺(tái)上于300-400℃熱處理3-7min，得到銅鐵錫硫納米顆粒預(yù)制薄膜，每完成一次銅鐵錫硫納米顆粒預(yù)制薄膜的制備過(guò)程為一個(gè)銅鐵錫硫納米顆粒預(yù)制薄膜的生長(zhǎng)過(guò)程，重復(fù)若干次銅鐵錫硫納米顆粒預(yù)制薄膜的生長(zhǎng)過(guò)程，得到銅鐵錫硫納米顆粒薄膜；

（3）將所得的銅鐵錫硫納米顆粒薄膜置于含有硫粉的石墨盒中，于管式爐中在常壓氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行兩級(jí)升溫?zé)崽幚磉^(guò)程，兩級(jí)升溫?zé)崽幚磉^(guò)程結(jié)束后于惰性氣體保護(hù)下自然冷卻至室溫，得到銅鐵錫硫大塊晶粒薄膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銅鐵錫硫大塊晶粒薄膜的溶液加工制備方法，其特征在于，所述的銅鐵錫硫的化學(xué)式為Cu₂FeSnS₄。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鐵錫硫大塊晶粒薄膜的溶液加工制備方法，其特征在于，所述的襯基是玻璃。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅鐵錫硫大塊晶粒薄膜的溶液加工制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中旋涂法的旋涂要求：旋涂轉(zhuǎn)速為1800-2200轉(zhuǎn)/分鐘，旋涂時(shí)間為30秒。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅鐵錫硫大塊晶粒薄膜的溶液加工制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中旋涂法可以用絲網(wǎng)印刷法或刮片法或噴墨打印法代替。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅鐵錫硫大塊晶粒薄膜的溶液加工制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中兩級(jí)升溫?zé)崽幚磉^(guò)程為：先將管式爐的溫度以10℃/min的速率由室溫升至200-300℃并在此溫度下保溫5-15min，接著再將管式爐的溫度以10℃/min的速率升溫至550-600℃并在此溫度下保溫50-70min。