[发明专利]一种丝网印刷工艺制备铜铟镓硒薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及丝网印刷技术领域，特别涉及一种丝网印刷工艺制备铜铟镓硒薄膜的方法。

背景技术

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池具有转换效率高、生产成本低、抗辐射性能强和弱光特性好等许多优点,是极具发展前景的薄膜太阳能电池之一。目前, 采用多元共蒸发法在真空条件下制备的小面积CIGS薄膜单体电池光电转换效率已达到 20.3%。然而, 昂贵的真空技术条件增加了 CIGS 电池制备的成本, 且大面积生产时无法保证薄膜的均匀性, 使得产业化的应用受到了一定的限制。

近年来, 丝网印刷法作为一种非真空工艺, 由于具有成本低、节省原料、操作简单、制备周期短等优点, 成为大面积 CIGS 薄膜电池研制的热点技术。然而, 在丝网印刷CIGS薄膜过程中, 还存诸多的问题需要解决，如薄膜成分不纯, 晶格缺陷较多, 薄膜质量较差等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种丝网印刷工艺制备铜铟镓硒薄膜的方法，以解决现有技术中导致的薄膜成分不纯, 晶格缺陷较多, 薄膜质量较差等多项缺陷。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种丝网印刷工艺制备铜铟镓硒薄膜的方法，包括以下步骤：

（1）原料准备： CuIn_0.75Ga_0.25Se₂颗粒，玛瑙球，乙醇，乙基纤维素，松油醇；

（2）将步骤（1）中的CuIn_0.75Ga_0.25Se₂颗粒通过行星球磨机研磨获得均

匀的CIGS纳米粉末；

（3）将步骤（1）中的玛瑙球与步骤（2）中的CIGS纳米粉末按照质

量比 36:1, 再加入乙醇, 通过行星球磨机，研磨30-35h，得到混合纳米粉末；

（4）将步骤（3）中的混合纳米粉末与乙基纤维素、乙醇、松油醇混合, 经机械搅拌超声振荡10-12h后, 用旋蒸仪分离溶液中的乙醇, 得到CIGS胶体浆料；

（5）在石英玻璃基底上通过丝网印刷CIGS胶体获得CIGS前驱层, 经管式炉高温处理得到CIGS薄膜。

优选的，所述步骤（1）中CuIn_0.75Ga_0.25Se₂颗粒的粒径为120-140μm。

优选的，所述步骤（3）中行星球磨机的转速为500r/min，研磨30-35h，得到混合纳米粉末。

优选的，所述步骤（5）中管式炉高温控制在620-850℃。

采用本发明的技术方案有益效果是：本技术方案中CuIn_0.75Ga_0.25Se₂颗

粒通过行星球磨机研磨获得均匀的CIGS纳米粉末，玛瑙球与CIGS纳米粉末按照质量比 36:1, 再加入乙醇, 通过行星球磨机，研磨30-35h，得到混合纳米粉末，混合纳米粉末与乙基纤维素、乙醇、松油醇混合，经机械搅拌超声振荡10-12h后, 用旋蒸仪分离溶液中的乙醇, 得到CIGS胶体浆料，采用丝网印刷工艺制备前驱层, 经高温后处理方式处理后可以获得致密均匀单一相的 CIGS 薄膜，工艺简单，制得的CIGS 薄膜的结晶性好，薄膜成分较纯,质量好。

具体实施方式

        

一种丝网印刷工艺制备铜铟镓硒薄膜的方法，包括以下步骤：

（1）原料准备： 粒径为120μmCuIn_0.75Ga_0.25Se₂颗粒，玛瑙球，乙醇，乙基纤维素，松油醇；

（2）将步骤（1）中的CuIn_0.75Ga_0.25Se₂颗粒通过行星球磨机研磨获得均

匀的CIGS纳米粉末；

（3）将步骤（1）中的玛瑙球与步骤（2）中的CIGS纳米粉末按照质

量比 36:1, 再加入乙醇, 通过转速为500r/min的行星球磨机研磨35h，得到混合纳米粉末；

（4）将步骤（3）中的混合纳米粉末与乙基纤维素、乙醇、松油醇混合, 经机械搅拌超声振荡12h后, 用旋蒸仪分离溶液中的乙醇, 得到CIGS胶体浆料；

（5）在石英玻璃基底上通过丝网印刷CIGS胶体获得CIGS前驱层, 经管式炉高温850℃处理得到CIGS薄膜。