[发明专利]生产铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池的电化学方法

权利要求书

1.用于在导电衬底上形成CuIn_xGa_1-xSe₂薄膜的方法，其步骤包括：

(a)形成包含离子溶剂和铜、铟、镓和硒离子的离子液体组合物；

(b)将所述导电衬底的表面浸入所述离子液体，将对电极浸入所述离子液体，将所述导电衬底与所述对电连接至电源；以及

(c)以一锅法电化学沉积由具有化学计量CuIn_xGa_1-xSe₂的铜、铟、镓和硒组成的膜，x数值范围约为0.6至0.8。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述离子溶剂为Reline。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述离子溶剂选自基于咪唑鎓的离子液体和基于吡啶鎓的离子液体。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述电化学沉积CuIn_xGa_1-xSe₂膜的步骤包括使用恒电流沉积、恒电压沉积和循环伏安法中的任一种电化学沉积所述膜。

5.如权利要求4所述的方法，其中使用循环伏安法沉积所述膜，并且其中所施加的电压在约-0.2V和-2.2V之间周期性扫描。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述离子液体组合物中铜离子组分的浓度约为5mmol/L和10mmol/L之间，并且其中所述离子液体组合物中镓离子组分的浓度约为40mmol/L和60mmol/L之间，并且其中所述离子液体组合物中铟离子组分的浓度约为40mmol/L和60mmol/L之间，并且其中所述离子液体组合物中硒离子组分的浓度约为60mmol/L和80mmol/L之间。

7.如权利要求4所述的方法，其中使用恒电流沉积来沉积所述膜，并且其中将约-1.2mA/cm²和-4.2mA/cm²之间的恒定电流施加至所述导电衬底。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述离子液体组合物中铜离子组分的浓度约为5mmol/L和10mmol/L之间，并且其中所述离子液体组合物中镓离子组分的浓度约为40mmol/L和60mmol/L之间，并且其中所述离子液体组合物中铟离子组分的浓度约为60mmol/L和90mmol/L之间，并且其中所述离子液体组合物中硒离子组分的浓度约为40mmol/L和80mmol/L之间。

9.如权利要求4所述的方法，其中使用恒电压沉积来沉积所述膜，其中施加至所述导电衬底的恒电压为约-1.30V至-1.60V。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述离子液体组合物中铜离子组分的浓度约为5mmol/L和10mmol/L之间，并且其中所述离子液体组合物中镓离子组分的浓度约为40mmol/L和50mmol/L之间，并且其中所述离子液体组合物中铟离子组分的浓度约为40mmol/L和60mmol/L之间，并且其中所述离子液体组合物中硒离子组分的浓度约为40mmol/L和70mmol/L之间。

11.如权利要求1至10中任一权利要求所述的方法，其中从硫酸铜、醋酸铜、溴化铜、氟化铜、氯化铜、碘化铜、氢氧化铜、硝酸铜、草酸铜、柠檬酸铜、磷酸铜、钨酸铜、铜水合物或其组合的离子液体溶液中获得所述铜离子。

12.如权利要求1至11中任一权利要求所述的方法，其中从硫酸镓、醋酸镓、溴化镓、氟化镓、氯化镓、碘化镓、氢氧化镓、硝酸镓、草酸镓、柠檬酸镓、磷酸镓、钨酸镓、镓水合物或其组合的离子液体溶液中获得所述镓离子。

13.如权利要求1至12中任一权利要求所述的方法，其中从硫酸铟、醋酸铟、溴化铟、氟化铟、氯化铟、碘化铟、氢氧化铟、硝酸铟、草酸铟、柠檬酸铟、磷酸铟、钨酸铟、铟水合物或其组合的离子液体溶液中获得所述铟离子。

14.如权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其中从硫酸硒、醋酸硒、溴化硒、氟化硒、氯化硒、碘化硒、氢氧化硒、硝酸硒、草酸硒、柠檬酸硒、磷酸硒、钨酸硒、硒水合物或其组合的离子液体溶液中获得所述硒离子。