[发明专利]薄膜太阳能电池吸收层CuInSe2薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种薄膜太阳能电池吸收层CuInSe₂薄膜的制备方法，其特征在于，采用离子束溅射系统的离子束溅射沉积法，在同一高真空环境下，高温退火三元溅射叠层或三元溅射周期叠层制备所述CuInSe₂薄膜：具体包括以下步骤：

A、将纯度为99.0％～100％的Cu、In和Se靶分别安装在可旋转的多工位旋转架上待溅射；

B、基底材料均用有机溶剂进行超声波清洗，然后利用辅助源溅射基底清洗；

C、在沉积制备的本底真空度高于9.0×10^-4Pa的条件下，向真空室通入高纯Ar气4～10sccm，控制工作真空度高于9.0×10^-2Pa；

D、预溅射各个元素靶材除去表面杂质；

E、准确调整离子束溅射不同元素靶材的参数，以及根据不同成分要求、厚度和周期叠层数的具体要求而设置溅射靶材时间，分别溅射Cu、In和Se靶制备三元叠层或三元周期叠层薄膜；

F、通过调节基底温控电源，使基片快速升温至300～600℃，真空度抽至高于9.0×10^-4Pa，进行退火处理后生成CIS晶体，冷却至室温，然后关闭真空系统，向真空室充入高纯氮气，取出样品。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基底材料包括光学玻璃、钠碱玻璃、石英、硅、ITO、氧化铝或氧化锌。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤E中的调整离子束溅射不同元素靶材的参数包括：等离子体能量为0.5～2KeV、加速极电压为200～300V、阳极电压为5～20V、阴极电流为5～20A、束流为1～30mA和溅射靶材的时间。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述纯度99.9％的Cu、In和Se靶分别安装于四工位旋转架上待溅射，在所述沉积制备的本底真空度为4.0×10^-4Pa，工作真空度为6.0×10^-2Pa的条件下，利用辅助离子源发射出来的Ar离子束轰击基片进一步清洗5分钟，然后在Ar气氛下预溅射靶材20分钟，利用溅射源离子束分别溅射5.5分钟Cu靶、6分钟In靶和60分钟Se靶制备三元叠层，衬底升温至400℃，真空室真空度抽至9.0×10^-4Pa退火1h后生成厚度约为500nm铜铟硒薄膜，冷却至室温。