[发明专利]一种制备铜基硫硒化物半导体薄膜方法

权利要求书

1.一种高效光电性能铜基硫硒化物半导体薄膜，其特征是所述多元铜基硫硒化物 的化学通式为Cu_x1M1_x2M2_x3(SSe)_x4，M1和M2为不同的金属元素，且分别为Zn、Sn、 Ge、Si、In、Ga、Al中的一种；多元铜基硫硒化物为铜锌锡硫或CuGaS₂薄膜；制备 方法采用溶液-旋涂法，具体步骤为：

1)将醋酸铜，氯化铜，氯化亚铜，硝酸铜中的一种或者两种以上的任意比例混合物 与权利1所述的M1和M2金属离子的硝酸盐、氯化盐或者醋酸盐中的一种或者任意两 种的任意比例混合物以及硫脲加分别加入到溶剂中进行搅拌混合，得到澄清的前驱体溶 液；所述的溶剂为乙二醇甲醚，二甲亚讽，甲醇，乙醇和乙二醇中的一种或者两种以上 的任意比例混合物；

2)将步骤1)配制的澄清前驱体溶液在相对湿度为5％-95％的环境中老化0.5-200小时。 老化后的前驱体溶液旋涂在导电衬底上，在200-550℃的空气中煅烧1-60分钟得到一层 薄膜，重复以上旋涂和煅烧步骤获得0.05-3微米的最优厚度样品；旋涂和煅烧完成后， 把样品在450-600℃的温度下进行硫硒化，硫硒化时间为20-120分钟，硫硒化是单质硫 与硒蒸汽气氛或者硫化氢与硒化氢气体中进行；硫化或硒化完成后，得到约0.05-3微米 厚的多元铜基硫硒化物薄膜。

3)将步骤1)所得的透明的前驱体溶液利用步骤2)同样的方法制备成薄膜。不同的是 透明前驱体溶液旋涂前不进行老化，而是在旋涂的过程中，调控环境相对湿度在5％-95％ 之间进行旋涂操作。

2.根据权利要求1所述的铜基硫硒化物半导体薄膜，其特征是所述澄清前驱体溶 液，对其在调控的湿度环境条件下老化或者不同湿度条件下旋涂均有助于多元铜基硫硒 化物薄膜光电性能的提高。

3.根据权利要求1所述的铜基硫硒化物半导体薄膜，其特征是在20-30％的相对环 境湿度条件下老化或旋涂。

4.根据权利要求1-3之一所述的铜基硫硒化物半导体薄膜，其特征是所述的多元 铜基硫硒化物薄膜，应用到薄膜太阳能电池或用于发光二极管光电转换器件上。