[發明專利]CuPbSbS3 有效
| 申請號: | 201811517637.2 | 申請日: | 2018-12-12 |
| 公開(公告)號: | CN109671848B | 公開(公告)日: | 2020-05-19 |
| 發明(設計)人: | 唐江;劉雨昊;楊波;張慕懿 | 申請(專利權)人: | 華中科技大學 |
| 主分類號: | H01L51/46 | 分類號: | H01L51/46;H01L51/42;H01L51/48;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司: | 華中科技大學專利中心 42201 | 代理人: | 許恒恒;李智 |
| 地址: | 430074 湖北*** | 國省代碼: | 湖北;42 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | cupbsbs base sub | ||
1.一種CuPbSbS3新型薄膜太陽能電池的制備方法,制得的CuPbSbS3新型薄膜太陽能電池是以CuPbSbS3薄膜作為吸光層,其特征在于,該制備方法包括CuPbSbS3薄膜的制備步驟,該步驟具體是采用BDCA溶液法制備CuPbSbS3前驅溶液,再將所述CuPbSbS3前驅溶液旋涂于待沉積襯底的表面,然后將該襯底依次經過退火溫度高低不同的低溫退火過程和高溫退火過程,由此得到CuPbSbS3薄膜;
其中,所述BDCA溶液法是基于主要由二硫化碳(CS2)和正丁胺(C4H11N)混合而成的BDCA溶液,該BDCA溶液法具體是將三氧化二銻(Sb2O3)、氧化鉛(PbO)以及氧化亞銅(Cu2O)分別溶解于BDCA溶液中分別形成銻元素的前驅溶液、鉛元素的前驅溶液以及銅元素的前驅溶液,然后再將銻元素的前驅溶液、鉛元素的前驅溶液以及銅元素的前驅溶液三者混合從而得到CuPbSbS3前驅溶液;
另外,所述低溫退火過程用于烘干溶劑,所述高溫退火過程用于使CuPbSbS3結晶從而形成CuPbSbS3薄膜;
所述CuPbSbS3前驅溶液是將銻元素的前驅溶液、鉛元素的前驅溶液以及銅元素的前驅溶液三者按銅元素、鉛元素以及銻元素三者的物質的量的比滿足(0.5~0.99):(1):(1.01~1.5)混合得到的。
2.如權利要求1所述制備方法,其特征在于,所述BDCA溶液還經過緩沖溶液稀釋,所述緩沖溶液為無水乙醇、DMF或DMSO;
所述旋涂所采用的轉速為800~5000rpm;
所述低溫退火過程所采用的退火溫度為80~142℃;
所述高溫退火過程所采用的退火溫度為205~480℃。
3.如權利要求2所述制備方法,其特征在于,所述BDCA溶液是按二硫化碳(CS2)、正丁胺(C4H11N)以及緩沖溶液三者體積比為5:8:10的比例混合而成的。
4.如權利要求1或2所述制備方法,其特征在于,所述制備方法包括以下步驟:
S1:對FTO透明導電玻璃或ITO透明導電玻璃進行超聲清洗,然后在所述FTO透明導電玻璃或所述ITO透明導電玻璃的表面制備緩沖層薄膜;
S2:以所述步驟S1得到的基底作為待沉積襯底,進行所述CuPbSbS3薄膜的制備步驟,從而在所述步驟S1得到的基底表面制備CuPbSbS3薄膜;
S3:利用旋涂的方法在所述步驟S2得到的基底表面制備空穴傳輸層材料;
S4:利用真空蒸鍍法向所述步驟S3所得到的基底表面蒸鍍背電極。
5.如權利要求4所述制備方法,其特征在于,所述步驟S1中,所述緩沖層為氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、硫化鎘(CdS)、氧化錫(SnO2)或鋅鎂氧(ZnMgO),該緩沖層的制備具體是采用噴涂法、旋涂法、溶膠凝膠法或溶液法,所述緩沖層的厚度為50~100nm。
6.如權利要求4所述制備方法,其特征在于,所述步驟S3中,所述空穴傳輸層所采用的材料為spiro-OMeTAD、P3HT、PTAA、PbS量子點、FDT或NiOx;所述旋涂所采用的轉速為1000~5000rpm。
7.如權利要求4所述制備方法,其特征在于,所述步驟S4中,所述背電極所采用的材料為Au、Pb、Al或Ag,并且所述背電極的厚度為80~200nm。
8.如權利要求7所述制備方法,其特征在于,所述背電極的厚度為120nm。
9.一種制備CuPbSbS3薄膜的方法,其特征在于,該方法具體是采用BDCA溶液法制備CuPbSbS3前驅溶液,再將所述CuPbSbS3前驅溶液旋涂于待沉積襯底的表面,然后將該襯底依次經過退火溫度高低不同的低溫退火過程和高溫退火過程,由此得到CuPbSbS3薄膜;
其中,所述BDCA溶液法是基于主要由二硫化碳(CS2)和正丁胺(C4H11N)混合而成的BDCA溶液,該BDCA溶液法具體是將三氧化二銻(Sb2O3)、氧化鉛(PbO)以及氧化亞銅(Cu2O)分別溶解于BDCA溶液中分別形成銻元素的前驅溶液、鉛元素的前驅溶液以及銅元素的前驅溶液,然后再將銻元素的前驅溶液、鉛元素的前驅溶液以及銅元素的前驅溶液三者混合從而得到CuPbSbS3前驅溶液;
另外,所述低溫退火過程用于烘干溶劑,所述高溫退火過程用于使CuPbSbS3結晶從而形成CuPbSbS3薄膜;
此外,所述CuPbSbS3前驅溶液是將銻元素的前驅溶液、鉛元素的前驅溶液以及銅元素的前驅溶液三者按銅元素、鉛元素以及銻元素三者的物質的量的比滿足(0.5~0.99):(1):(1.01~1.5)混合得到的。
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