[發(fā)明專利]一種鎘摻雜的銅鋅錫硫硒薄膜制備方法及其在太陽能電池中的應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210509998.2
• 申請日: 2022-05-11
• 公開（公告）號: CN114899280A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉芳洋;黃子儀;蔣良興;賈明;張宗良;趙祥云;潘逸寧;陳望獻(xiàn);楊文通
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/032;H01L31/0445
• 代理公司: 長沙智勤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43254
• 代理人: 曾芳琴

1.一種鎘摻雜的銅鋅錫硫硒薄膜制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)配置銅鹽、鋅鹽、錫鹽、硫脲與有機(jī)溶劑混合的溶膠凝膠溶液；

(2)將溶膠凝膠溶液通過非真空工藝于鍍Mo的鈉鈣玻璃襯底之上制備出前驅(qū)體薄膜；

(3)通過真空工藝于步驟(2)制備的薄膜上沉積一層5-50nm金屬或金屬硫化物或金屬硒化物；

(4)通過化學(xué)水浴法在步驟(3)制備的薄膜上沉積一層10-100nm的CdS，得到預(yù)制層薄膜；

(5)將步驟(4)的預(yù)制層薄膜置于盛有硒粉或者硫粉的石墨盒，于400-600℃高溫下進(jìn)行退火處理5-30min，自然冷卻后得到鎘摻雜的銅鋅錫硫硒薄膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中銅鹽為二價銅化合物，包括CuCl₂或Cu(CH₃COO)₂；鋅鹽包括ZnCl₂或Zn(CH₃COO)₂；錫鹽為二價錫化合物，包括SnCl₂或Sn(CH₃COO)₂。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中有機(jī)溶劑包括乙二醇單甲醚、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亞砜。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中金屬元素比例為0.6≤Cu/(Zn+Sn)≤1.0，1.0≤Zn/Sn≤1.3，4.0≤S/Zn≤8.0。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中非真空工藝包括旋轉(zhuǎn)涂布法、絲網(wǎng)印刷法或提拉法。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中制備的前驅(qū)體薄膜厚度在0.5-3μm之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中真空工藝為磁控濺射法或蒸發(fā)法。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中金屬包括Cu或Zn或Sn中的一種或多種，金屬硫化物包括CuS或Cu₂S或ZnS或SnS或SnS₂中的一種或多種，金屬硒化物包括CuSe或Cu₂Se或ZnSe或SnSe或SnSe₂中的一種或多種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(5)中硒粉或者硫粉為0.5g。

10.權(quán)利要求1所述的鎘摻雜的銅鋅錫硫硒薄膜在太陽能電池中的應(yīng)用。