[發明專利]一種柔性銀銦雙重梯度摻雜的CZTSSe薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011469652.1
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112531036B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 程樹英;嚴瓊;鄧輝;孫全震;楊志遠;謝暐昊
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/032;H01L31/18
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 林文弘;蔡學俊

1.一種柔性銀銦雙重梯度摻雜的CZTSSe薄膜，其特征在于：薄膜由不同銀或銦摻雜濃度的CZTSSe薄膜疊層構成，其中薄膜上部分為不同銀摻雜濃度的CZTSSe薄膜，銀含量從上往下梯度降低；下部分為不同銦摻雜濃度的CZTSSe薄膜，銦含量從下往上梯度降低；

所述的柔性銀銦雙重梯度摻雜的CZTSSe薄膜的制備方法具體包括以下步驟：

（1）清洗柔性襯底并烘干：

（2）將單質銅、鋅、錫、銀或銦、硫、硒加入到乙二胺和乙二硫醇中，加熱攪拌至溶解，調整銀或銦的加入量，制備不同銀摻雜濃度的CZTSSe前驅體溶液和不同銦摻雜濃度的CZTSSe前驅體溶液；

（3）再在步驟（2）制備的CZTSSe前驅體溶液中加入穩定劑后，加熱攪拌至溶解；

（4）在步驟（1）處理后的柔性襯底上，將步驟（3）制備的CZTSSe前驅體溶液分批旋涂并退火，退火溫度為250~350℃，制得預制層薄膜；

（5）把預制層薄膜置于充滿氮氣的快速熱退火爐中進行硒化處理，制得銀銦雙重梯度摻雜的CZTSSe薄膜；

步驟（4）中分批旋涂并退火的具體操作如下：在步驟（1）處理后的柔性襯底上，先分批旋涂并退火不同銦摻雜濃度的CZTSSe前驅體溶液，銦含量梯度降低；再分批旋涂并退火不同銀摻雜濃度的前驅體溶液，銀含量梯度增加。

2.根據權利要求1所述的柔性銀銦雙重梯度摻雜的CZTSSe薄膜，其特征在于：所述薄膜中從下往上為P+型—P型—P-/N+型的分布，在薄膜內形成一個弱電場。

3.根據權利要求1或2所述的柔性銀銦雙重梯度摻雜CZTSSe薄膜，其特征在于：所述柔性銀銦雙重梯度摻雜的CZTSSe薄膜為鋅黃錫礦結構，薄膜厚度為1~3μm。

4.根據權利要求1所述的柔性銀銦雙重梯度摻雜的CZTSSe薄膜，其特征在于：所述不同銀摻雜濃度的CZTSSe前驅體溶液中Ag/(Ag+Cu)的摩爾百分比為0~6%，所述不同銦摻雜濃度的CZTSSe前驅體溶液中In/(In+Sn)的摩爾百分比為0~12%。

5.根據權利要求1所述的柔性銀銦雙重梯度摻雜的CZTSSe薄膜，其特征在于：步驟（3）所述穩定劑是乙醇胺、巰基乙酸、乙二醇甲醚按照物質的量比為1∶1∶2混合配成。

6.根據權利要求1所述的柔性銀銦雙重梯度摻雜的CZTSSe薄膜，其特征在于：步驟（5）中的硒化處理條件為：硒化溫度為500~600℃，其升溫速率為9℃/s；硒化時間為8~20min。

7.根據權利要求1所述的柔性銀銦雙重梯度摻雜的CZTSSe薄膜，其特征在于：所述柔性襯底為鉬箔或濺射了Mo薄膜的金屬箔/聚酰亞胺薄膜。