[發(fā)明專利]銅鋅錫硫硒薄膜太陽(yáng)能電池及其前驅(qū)體溶液制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811458828.6
• 申請(qǐng)日: 2018-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN109678123A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟慶波;郭林寶;于晴;段碧雯;石將建;李冬梅;羅艷紅;吳會(huì)覺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院物理研究所
• 主分類號(hào): C01B19/00
• 分類號(hào): C01B19/00;H01L31/032;H01L31/18
• 代理公司: 北京智匯東方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11391
• 代理人: 康正德;薛峰

1.一種用于銅鋅錫硫硒薄膜太陽(yáng)能電池的前驅(qū)體溶液制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，惰性氣氛中，在巰基乙酸水溶液中通入含有氨氣的氣體或加入碳酸銨鹽，加熱攪拌得到澄清水溶液；

S2，惰性氣氛中，加入含有銅、鋅和錫三種元素的氧化物或者鹽，加熱攪拌使其溶解，得到前驅(qū)體溶液。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，S1中，所述含有氨氣的氣體包括純氨氣或氨氣混合氣體。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，S1中，所述氨氣混合氣體為氨氣與惰性氣體的混合氣體；所述惰性氣體包括氮?dú)饣驓鍤狻?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，S1中，所述氨氣混合氣體中氨氣的體積百分比為0～100％，優(yōu)選地，體積百分比范圍是40％～60％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，S1中，所述碳酸銨鹽包括碳酸氫銨和碳酸銨中的一種或兩種的組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，S1中，所述碳酸銨鹽的濃度為5～90％，優(yōu)選地，濃度為50～90％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，S1中，所述加熱攪拌的控溫范圍為50～90℃，優(yōu)選溫度范圍為65～80℃；S2中，所述加熱攪拌的控溫范圍為50～90℃，優(yōu)選溫度范圍為65～80℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，S2中，所述含有銅、鋅和錫三種元素的氧化物或者鹽包括氧化銅、氧化鋅、氧化亞錫、乙酸銅、乙酸銅一水合物、乙酸鋅、乙酸鋅二水合物、氯化亞錫、氯化亞錫二水合物、硝酸銅、硝酸鋅、硝酸亞錫、硝酸錫中的一種或多種的組合；優(yōu)選地，組合方式為氧化亞錫、氧化銅、氧化鋅。

9.一種用于銅鋅錫硫硒薄膜太陽(yáng)能電池的前驅(qū)體溶液制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S11，在惰性氣氛中，向巰基乙酸水溶液中通入含有氨氣的氣體或加入碳酸銨鹽，加熱攪拌，得到澄清水溶液。

S12，在惰性氣氛中，將含有銅、鋅和錫三種元素的氧化物或者鹽加入該水溶液中，加熱攪拌使其溶解，得到前驅(qū)體溶液。

10.一種銅鋅錫硫硒薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，包括銅鋅錫硫硒薄膜，所述銅鋅錫硫硒薄膜采用權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的制備方法制備的前驅(qū)體溶液制備而成；包括以下步驟：

S21，在鈉鈣玻璃襯底上濺射雙層鉬電極；

S22，配制巰基乙酸水溶液；

S23，向巰基乙酸水溶液中通入含有氨氣的氣體，或者加入碳酸銨鹽，加熱攪拌得到澄清水溶液；

S24，向澄清水溶液加入含有銅、鋅、錫三種元素的氧化物或鹽，加熱攪拌使其溶解，獲得前驅(qū)體溶液；

S25，用所述前驅(qū)體溶液通過旋涂、噴涂方式制備Cu₂ZnSnS₄薄膜，再經(jīng)過硒化得到Cu₂ZnSnS_xSe_4-x薄膜，在Cu₂ZnSnS_xSe_4-x薄膜上依次沉積CdS緩沖層、氧化鋅和氧化銦錫層及Ag電極，得到銅鋅錫硫硒薄膜太陽(yáng)能電池。