[发明专利]一种小面积硫化镉薄膜的制备方法

权利要求书

1.基于铜铟镓硒衬底使用化学水浴法低氨条件下制备小面积硫化镉薄膜制备。其特征在于：用清洗干净后的苏打柠檬玻璃上使用磁控溅射方法制备Mo背电极和CIGS吸收层，然后在这种SLG/Mo/CIGS复合衬底上使用低氨条件下化学水浴法制备CdS薄膜。

2.一种如权利要求1所述的铜铟镓硒衬底使用化学水浴法低氨条件下制备小面积硫化镉薄膜制备方法，其特征在于：采用四个分离的烧杯结构的水浴锅，使得不考虑温度梯度，和升温速率对薄膜生长均匀性的影响需要将衬底切割成小面积的衬底约为3cm×3cm，采用化学水浴低氨法制备步骤如下：

1)对CIGS衬底表面的清理和处理；

2)配置化学水浴所需要的试剂溶液然后将处理好的衬底垂直放入溶液中；

3)将事先加热的水浴锅温度恒定80℃，将含有衬底和溶质的烧杯放入水浴锅中调节温度使得反应充分，并且无沉淀产生。

3.根据权利要求2所述的CIGS衬底制备方法，其特征在于①将3cm×3cm的苏打玻璃放入重氢氧化钾溶液中浸泡2h；②将冲洗洁净的苏打玻璃置于浓度为99.5％的丙酮溶液中，放入超声波清洗机中清洗超声波频率为50kHz，时间为30min，可以适当加热为40℃；③将苏打玻璃从丙酮溶液中取出，用去离子水冲洗；④将洗完的苏打柠檬玻璃衬底用酒精清洗然后用氮气吹干。用磁控溅射生长1-2um的MO层，然后再生长1-2um的CIGS层。

4.根据权利要求2所述基于铜铟镓硒衬底使用化学水浴法低氨条件下制备小面积硫化镉薄膜制备方法，其特征在于：实验化学计量比

(CH3COO)₂Cd∶CH₃COONH₄∶SC(NH₂)₂＝0.001M∶0.003M∶0.01M，温度设定为80℃，氨水量NH₃质量比重为28％-30％的氨水，NH₄OH量为4滴/L，约为(2.644*10^-3mol/L)。

5.根据权利要求2低氨条件下控制温度反应充分其特征如下：在反应初期约10min左右并无明显颜色变化，在随时间变化的过程中20min后颜色将变为橙黄色，然后可以计时30min后取出样品清洗吹干。

6.根据权利要求5要求后期清洗需要在刚取出的瞬间使用去离子水冲洗，冲洗后需要放入1L的去离子水中使用超声清洗15min，超声频率控制在25Hz，加热40℃。

7.根据权利要求2要求低氨法配比时需要加入缓冲剂CH₃COONH₄和氨水共同作用PH控制在9.2左右，温度控制在80℃。

8.根据权利要求2所述基于铜铟镓硒衬底使用化学水浴法低氨条件下制备小面积硫化镉薄膜制备方法，其特征在于：①本底真空为4.2×10^-4Pa，衬底温度为500℃，共蒸发In、Ga、Se预置层2min，其中In蒸发源温度为800℃，Ga蒸发源温度为840℃，Se蒸发源温度为440℃，蒸发时间为20min；②衬底温度为550℃，共蒸发Cu、Se，其中Cu蒸发源温度为1100℃，Se蒸发源温度为250℃，蒸发时间为20min；③衬底温度保持第二步中的温度不变，共蒸发In、Ga、Se，其中In蒸发源温度为850℃，Ga蒸发源温度为880℃，Se蒸发源温度为450℃，蒸发时间为5min；④将衬底冷却，当蒸发Se的同时将衬底冷却到400℃时，关闭Se蒸发源，再将衬底冷却到室温即可得到玻璃衬底上的铜铟镓硒薄膜。

9.一种如权利要求1所述的钼背接触层薄膜的制备方法，其特征在于：采用直流磁控溅射制备系统，以纯度为99.99％的Mo为靶材，采用射频磁控溅射制备系统在衬底表面分别沉积一层高阻和低阻的钼薄膜，低阻层薄膜的制备工艺参数为：工作气压为2-2.5Pa，衬底温度为室温30-40℃，射频功率为1600-1800W，Ar气流量为20-25sccm，基靶行走速度为4-7mm/s，沉积时间(基靶的往复次数)为5次。