[发明专利]一种脉冲电沉积铜铟镓硒半导体薄膜材料的方法

权利要求书

1、脉冲电沉积铜铟镓硒半导体薄膜材料的方法，其特征在于：先是在含有铜、铟、镓和硒离子的电沉积溶液中，采用阴极脉冲电位沉积的方法在基底上沉积含铜、铟、镓和硒的预制层CuIn_aGa_bSe_c，0＜a≤2，0＜b≤2，0＜c≤5；其中，电沉积溶液温度为20～150℃，沉积时间为10～150分钟，脉冲电位波形为方波、三角波或正弦波，脉冲电位为-3.0～-0.3Vvs.SCE，占空比为5％～100％，脉冲周期为1～150ms，然后将预制层置于含固态Se源的真空、空气、氩气或氮气中，在250～550℃温度下热处理0.1～4.5小时，最终生成铜铟镓硒薄膜。

2、根据权利要求1所述的脉冲电沉积铜铟镓硒半导体薄膜材料的方法，其特征在于：所述的电沉积溶液体系为水溶液体系，含有浓度分别为0.001～0.05mol/L、0.01～0.30mol/L、0.03～0.50mol/L、0.002～0.15mol/L的铜、铟、镓、硒离子。

3、根据权利要求2所述的脉冲电沉积铜铟镓硒半导体薄膜材料的方法，其特征在于：所述的电沉积溶液水溶液体系中pH＝1.0～4.0，温度为20～80℃，脉冲电位为-1.2～-0.3Vvs.SCE。

4、根据权利要求1所述的脉冲电沉积铜铟镓硒半导体薄膜材料的方法，其特征在于：所述的电沉积溶液体系为有机溶液体系，含有极性有机溶剂，含有浓度分别为0.001～0.05mol/L、0.01～0.30mol/L、0.03～0.50mol/L、0.002～0.15mol/L的铜、铟、镓、硒离子。

5、根据权利要求4所述的脉冲电沉积铜铟镓硒半导体薄膜材料的方法，其特征在于：所述的有机溶剂体系还加入水。

6、根据权利要求4或5所述的脉冲电沉积铜铟镓硒半导体薄膜材料的方法，其特征在于：所述的极性有机溶剂选自二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙醇、甲醇、丙酮、四氢呋喃、苯、甲苯、乙二胺或二乙基醚中的一种或几种。

7、根据权利要求2或4所述的脉冲电沉积铜铟镓硒半导体薄膜材料的方法，其特征在于：所述的电沉积溶液的有机溶液体系或水溶液体系还含有浓度分别0～1.0mol/L和0～1.0mo/L的支持电解质和络合剂。

8、根据权利要求7所述的脉冲电沉积铜铟镓硒半导体薄膜材料的方法，其特征在于：所述的支持电解质选自NaCl、Na₂SO₄、NaNO₃、KCl、K₂SO₄、KNO₃、LiCl、Li₂SO₄、LiNO₃中的一种或几种。

9、根据权利要求7所述的脉冲电沉积铜铟镓硒半导体薄膜材料的方法，其特征在于：所述的络合剂选自柠檬酸钠、乙二胺、氰化钾、硫氰化钾、焦磷酸酸钾、柠檬酸、酒石酸、乙二胺四乙酸、氨三乙酸、羟基亚乙基二膦酸中的一种或几种。

10、根据权利要求9所述的脉冲电沉积铜铟镓硒半导体薄膜材料的方法，其特征在于：所述的电沉积溶液有机溶液体系的络合剂还可选自氨基乙酸、三乙醇胺。

11、根据权利要求1所述的脉冲电沉积铜铟镓硒半导体薄膜材料的方法，其特征在于：所述的基底材料为镀Mo的钠钙玻璃、ITO玻璃、不锈钢、Mo箔、Al箔、Au箔、聚酰亚胺薄膜中的一种。