[发明专利]一种铜铝硫光伏薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏薄膜制备技术领域，尤其涉及一种铜铝硫光伏薄膜的制备方法。

背景技术

随着社会的不断发展，可再生资源的消耗越来越多，全球储量锐减。资源的紧缺和成本的持续增长使众多国家将注意力转向于新能源的研究，太阳能以其清洁性；可持续性及来源广泛等优点，在众多可再生能源中脱颖而出。为充分利用太阳能，各国均潜心投入于太阳能电池的研究。

铜铝硫广泛应用在光伏探测器，太阳能电池，和发光二极管等。铜铝硫基薄膜太阳能电池是目前研究最热门的光学材料之一，这是因为其吸收层材料CuInS₂属于I-III-VI₂族具有黄铜矿结构，直接能隙为3.49电子伏特，具有电转化率等一系列优点。薄膜材料的择优取向生长是提高半导体材料在一定方向上性能的重要途径，这需要改善制备工艺才能做到。

目前铜铝硫光伏薄膜的制备方法主要有喷射热解法、溶剂热法、化学沉积法、反应溅射法、真空蒸发法等。由于原料成本低，因此是一种非常有发展前途的光电薄膜材料，但现有工艺路线复杂、制备成本高，因而同样需要探索低成本的制备工艺。

像前面所述方法一样，其它方法也有不同的缺陷。与本发明相关的还有如下文献：

[1]Caglar M, Ilican S, Caglar Y. Structural, morphological and optical properties of CuAlS₂ films deposited by spray pyrolysis method[J]. Optics Communications, 2008, 281(6): 1615-1624.

主要描述以CuCl₂.2H₂O, AlCl₃.6H₂O和(NH₂)₂CS为原料以适当的配比通过喷雾热分解法制备CuAlS₂薄膜，计算出CuAlS₂薄膜的光学带隙为3.45电子伏特并对CuAlS₂膜的光学常数如折射率，消光系数和介电常数的进行了测定。

[2]Yue G H, Wang X, Wang L S, et al. Synthesis of single crystal CuAlS₂ nanowires via a low temperature direct polyol route. Physics Letters A, 2008, 372(38): 5995-5998.

主要描述以氯化亚铜，氯化铝和硫脲为原料加入到100毫升的烧瓶中并加入50毫升乙二醇中通过低温度下制备CuAlS₂纳米线，通过X-射线衍射数据表明为黄铜矿结构和计算样品的直接能隙为3.48电子伏特并对其光致发光的研究。

[3]Liu M L, Wang Y M, Huang F Q, et al. Optical and electrical properties study on p-type conducting CuAlS_{2+ x} with wide band gap. Scripta Materialia, 2007, 57(12): 1133-1136.

主要描述通过放电等离子烧结出黄铜矿结构的块状CuAlS_{2+ x}证明所有样品都是p型半导体，并对宽禁带CuAlS_2+x半导体材料的光学和电学特性的研究。

[4]Fu-Qiang Huang, Min-Ling Liu, Chongyin Yang, Highly enhanced p-type electrical conduction in wide band gap Cu_1+xAl_1-xS₂ polycrystals. Solar Energy Materials & Solar Cells 95 (2011) 2924–2927.

主要描述对CuAlS₂参杂Cu对其光学和电学性能的影响。