[發明專利]In摻雜CdS薄膜、制備方法及制備的CIGS電池

有效

• 申請號: 202011526666.2
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112563118B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 周正基;袁勝杰;武四新;常倩倩
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L31/0296;H01L31/032;H01L31/0352;H01L31/0392;H01L31/068
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 王紅培

1.一種用于CIGS太陽能電池緩沖層的In摻雜CdS薄膜的制備方法，其特征在于，步驟如下：

（1）利用銅粉、銦粉、鎵粉和硒粉制備CIGS前驅體薄膜，將CIGS前驅體薄膜硒化處理，制得CIGS吸收層薄膜；所述步驟（1）中將銅粉、銦粉、鎵粉和硒粉按照質量比為1:0.8:0.4:2溶于溶劑中，于70℃攪拌形成均勻穩定的褐色溶液，將褐色溶液旋涂到鉬玻璃上，在350 ℃加熱1 min，重復旋涂和加熱的步驟，制得1-2μm的CIGS前驅體薄膜；

（2）向硝酸鎘溶液中加入氨水和硫脲溶液，混合后加入步驟（1）制備得到的CIGS吸收層薄膜，65-85℃水浴加熱；其中硫脲溶液的濃度是1.0~1.5mol/L，硝酸鎘溶液的濃度是0.01~0.015mol/L，硝酸鎘溶液、氨水和硫脲溶液的體積比為20:36:12.8；

（3）將In(NO₃)₃溶液加入恒壓漏斗中，稀釋后逐滴滴加到步驟（2）的水熱溶液中，控制滴加速度為4 s每滴；其中In(NO₃)₃溶液的濃度為1.5×10^-4 mol/L，控制溶液中In和Cd的物質的量比在1:（100~400）之間；

（4）滴加完畢后，待薄膜表面呈藍紫色后取出，得到In摻雜CdS薄膜。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中CIGS前驅體薄膜置于裝有硒粉的石墨盒中，在通入氬氣的快速升溫爐中550 ℃下硒化處理15 min，制得CIGS吸收層薄膜。

3.權利要求1-2任一項所述的制備方法制備的In摻雜CdS薄膜，其特征在于：所述In摻雜CdS薄膜的厚度為50~70nm。

4.利用權利要求3所述的In摻雜CdS薄膜制備的CIGS電池，其特征在于：包括鈉鈣玻璃襯底、Mo背電極、CIGS吸收層、In摻雜CdS緩沖層、本征ZnO和Al摻雜ZnO薄膜窗口層以及Ni-Al頂電極。

5.根據權利要求4所述的In摻雜CdS薄膜制備的CIGS電池，其特征在于：所述Mo背電極由直流磁控濺射制備，厚度為800~1000nm；本征ZnO和Al摻雜ZnO薄膜窗口層均由磁控濺射法制備，厚度分別為50 nm和250 nm；Ni-Al頂電極由熱蒸發法制備，厚度為1μm。