[发明专利]硒/第1b族油墨及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硒/第1b族油墨，其包含以下组分作为起始组分：一种 硒组分，其包含硒，化学式选自RZ-Z′R′和R²-SH的有机硫属化物组分；以 及稳定分散在液体载体中的第1b族组分。本发明还涉及一种制备所述硒/ 第1b族油墨的方法以及使用所述硒/第1b族油墨在基材上沉积M_aSe_h的方 法。

背景技术

具有半导体性质的金属硫属化物可以用于制造电子器件和光电器件。 金属硫属化物的一个非常有前途的应用是用于制造光伏电池，用来将太阳 光转化为电能。具体来说，将硒和第1b族材料用于制造基于第1a-1b-3a-6a 族的混合金属硫属化物材料(包括例如二硒化铜铟(CuInSe₂)，二硒化铜镓 (CuGaSe₂)和二硒化铜铟钾(CuIn_1-xGa_xSe₂))的光伏电池受到人们的关注，因 为这些器件具有很高的太阳能-电能转化效率。有时候，人们通常将第 1a-1b-3a-6a族混合金属硫属化物半导体通称为CIGS材料。常规的CIGS太 阳能电池包括背电极，然后是钼层，CIGS吸收层，CdS结配对层，以及透 明导电性氧化物层电极(例如ZnO_x或SnO₂)；其中所述钼层沉积在背电极上， 所述CIGS吸收层夹在钼层和CdS结配对层之间，所述CdS结配对层夹在 CIGS吸收层和透明导电性氧化物层电极之间。

这种有前途的技术的一个问题是，如何开发成本有效的制造CIGS材 料的技术。常规的用来沉积硒的方法通常包括使用基于真空的工艺，包括 例如真空蒸发、溅射和化学气相沉积。这些沉积技术具有低生产力能力和 高成本。为了促进以高生产能力低成本地大规模生产含硒的CIGS材料，人 们希望能够提供基于液体的沉积技术。

Pejova等人在“Cu₃Se₂和CuSe薄膜的化学沉积和表征(Chemical Deposition and Characterization of Cu₃Se₂and CuSe Thin Films)”，Journal of Solid State Chemistry，第158卷，第49-54页(2001))(″Pejova″)中揭示了一种 无电沉积Cu₃Se₂和CuSe膜的方法。Pejova揭示了基于包含铜(II)盐和络合 剂的碱溶液中硫酸硒的分解，生长Cu₃Se₂和CuSe膜。

然而，人们仍然需要用于制造CIGS材料的硒/第1b族油墨。具体来说， 人们需要一种能够促进M_aSe_h材料沉积的硒/第1b族油墨，其中沉积的 M_aSe_h材料中M与Se的摩尔比可以调节。

发明内容

在本发明的一个方面，提供一种硒/第1b族油墨，其包含以下物质作 为初始组分：包含硒的硒组分；化学式选自RZ-Z′R′和R²-SH的有机硫属化 物组分；其中Z和Z′各自独立地选自硫、硒和碲；其中R选自H，C_1-20烷基， C_6-20芳基，C_1-20烷基羟基，芳基醚基和烷基醚基；其中R′和R²选自C_1-20烷 基，C_6-20芳基，C_1-20烷基羟基，芳基醚基和烷基醚基；第1b族组分，其包含 与多齿配体络合的选自铜和银的至少一种第1b族材料；液体载体；其中所 述硒/第1b族油墨是稳定的分散体。