[发明专利]一种电沉积后硫化退火制备太阳能电池缓冲层硫化锌薄膜材料的方法

权利要求书

1.一种电沉积后硫化退火制备太阳能电池缓冲层硫化锌薄膜材料的方法，其特征在于 包括如下步骤：

（1）将氯化胆碱和乙二醇按摩尔比1:2混合，真空放置形成无色透明的离子液体；

（2）将锌的金属盐溶解在步骤（1）所得离子液体中，搅拌使其充分溶解；再加入硫代硫 酸钠，搅拌使其充分溶解，得到离子液体电沉积溶液；

（3）以基底材料为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极，铂丝为对电极，采用三电极恒 电位法对步骤（2）所得离子液体电沉积溶液在基底材料上进行电沉积，得到Zn-S预制膜；

（4）将Zn-S预制膜置于含有硫粉的真空或惰性保护气体中硫化退火，最后得到太阳能 电池缓冲层硫化锌薄膜材料。

2.根据权利要求1所述的电沉积后硫化退火制备太阳能电池缓冲层硫化锌薄膜材料的 方法，其特征在于：所述步骤（1）的真空放置，温度为60～85℃，时间为8~14小时。

3.根据权利要求1所述的电沉积后硫化退火制备太阳能电池缓冲层硫化锌薄膜材料的 方法，其特征在于：所述的锌的金属盐为ZnCl₂、ZnSO₄或Zn(NO₃)₂中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的电沉积后硫化退火制备太阳能电池缓冲层硫化锌薄膜材料的 方法，其特征在于：所述锌的金属盐形成的锌离子浓度为0.01～0.03mol/L。

5.根据权利要求1所述的电沉积后硫化退火制备太阳能电池缓冲层硫化锌薄膜材料的 方法，其特征在于：所述硫代硫酸钠浓度为0.015～0.04mol/L。

6.根据权利要求1所述的电沉积后硫化退火制备太阳能电池缓冲层硫化锌薄膜材料的 方法，其特征在于：所述步骤（3）的基底材料为Mo玻璃，FTO玻璃，Mo箔中的一种，且其在使用 前先用丙酮、乙醇、异丙醇、氨水中的任意两种超声清洗10～30分钟，再用去离子水超声波 清洗10～30分钟，再用氮气吹干备用。

7.根据权利要求1所述的电沉积后硫化退火制备太阳能电池缓冲层硫化锌薄膜材料的 方法，其特征在于：所述步骤（3）的电沉积，沉积电势为-1.3～-1.5V，沉积时间为10～60分 钟，沉积温度为40～70℃，搅拌速度为200～350rpm。

8.根据权利要求1所述的电沉积后硫化退火制备太阳能电池缓冲层硫化锌薄膜材料的 方法，其特征在于，所述步骤（4）的硫化退火，需先将制备的Zn-S预制膜和适量硫粉放入封 闭的容器中，抽真空后通入惰性保护气体，再将退火炉升温至400～550℃并恒温1小时后将 装有样品的容器推入退火炉中硫化退火60～120分钟，退火完成后将容器取出在空气中冷 却至室温。

9.根据权利要求8所述的电沉积后硫化退火制备太阳能电池缓冲层硫化锌薄膜材料的 方法，其特征在于，硫化退火所加硫粉的量根据理想气体方程P=nRT/V计算，其中P是硫粉升 华后的压强，V是放置Zn-S预制膜和适量硫粉的容器的体积，n是硫粉的摩尔量，R为理想气 体常数其值为8.314J/(mol·K)，T是硫化退火的热力学温度，硫粉升华后的气压控制在低 于一个大气压。