[发明专利]ZnSnS薄膜与ZnSnS/SnS 异质结的制备与太阳能电池应用

权利要求书

1.三元ZnSnS薄膜的制备方法，其特征是电沉积一步生长ZnSnS薄膜的方法，具体过程如下：玻璃、陶瓷或硅片镀有金属膜作为电极构成带电极的衬底材料、或采用ITO衬底，经清洗后在电解液中以脉冲电位法进行电沉积，电解液的温度为室温至45℃；电沉积过程：在阴极即工作电极上夹好带电极的衬底或ITO衬底浸入到电解液中，调节脉冲电位法的参数为，开启电位-1.0至-1.2V，开启时间10±2s，沉积时的关断电位不是0V，而是设置为负关断电位-0.6±0.1V，关断时间10±2s；重复上述电沉积过程或增加相应的脉冲次数以获得需要的厚度；

电解液的配备：硫代硫酸钠为100±20mM，硫酸锌为20-40mM，调节硫酸亚锡的浓度从0.1-10mM来制备出具有不同Sn组分比的薄膜，然后通过滴入稀硫酸使溶液pH调节为2.0-4。

2.根据权利要求1所述的三元ZnSnS薄膜的制备方法，其特征是电沉积过程结束后冲洗干燥后经退火处理，典型的在氮气下320±20℃退火0.5-2h即获得质量较好的ZnSnS薄膜材料。

3.根据权利要求1所述的ZnSnS/SnS异质结的制备方法，其特征是在ZnSnS薄膜材料上利用常规电沉积方法制备SnS薄膜。

4.根据权利要求1或2所述的ZnSnS/SnS异质结的制备方法，其特征是先利用常规脉冲电位法制备SnS薄膜，然后在SnS薄膜上沉积ZnSnS构成SnS/ZnSnS异质结构，最后热蒸发法蒸Al电极，在320±20℃退火0.5-2h即获得质量良好且金属接触良好的异质结构。

5.根据权利要求3或4所述的ZnSnS/SnS异质结的制备方法，其特征是SnS薄膜的制备方法：电解液含有硫代硫酸钠为硫源50mM，硫酸亚锡为10mM。把准备好的电解液放入到35℃的水浴加热器中，开启电化学工作站(CHI6.0)，装好参比电极，对电极(铂丝)和阴极上夹好ITO衬底浸入到电解液中。电沉积过程中开启电位-0.72V，开启时间10s，关断电位0V，关断时间1S。脉冲次数为490次(1.5h)。

6.根据权利要求3或4所述的ZnSnS/SnS异质结的制备方法，其特征是电解液的配备：硫代硫酸钠为100mM，硫酸锌为30mM。

7.根据权利要求3、4或5所述的ZnSnS/SnS异质结的金属膜电极/SnS/ZnSnS/Al电极用于太阳能电池。

8.根据权利要求7的金属膜电极/SnS/ZnSnS/Al电极用于太阳能电池，其特征是ZnSnS薄膜含锡量禁带宽度变化，ZnSnS薄膜的厚度为180-500nm；禁带宽度从3.37eV至1.81eV。