[发明专利]一种银掺杂铜锌锡硫硒光吸收层薄膜材料及其在太阳能电池中的应用

权利要求书

1.一种银掺杂铜锌锡硫硒光吸收层薄膜材料，其特征在于该薄膜材料通过以下方法制备得到：

1）为配置不同Ag含量的CZTS前驱体溶液，Cu+Ag的总浓度保持在0.07~0.13 mol/L范围内，将0.07~0.13 mol/L金属铜盐和金属银盐加入有机溶剂中，搅拌至完全溶解后，加入0.03~0.07 mol/L金属锡盐继续搅拌至溶解，然后加入0.03~0.09 mol/L金属锌盐搅拌至完全溶解，最后加入2 mol/L的含硫化合物搅拌至完全溶解形成稳定的ACZTS前驱体溶液；

2）将镀钼玻璃依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗干净；

3）将前驱体溶液旋涂到镀钼的玻璃基底上，然后在150 ℃~550 ℃干燥1~10分钟，反复旋涂沉积；

4）待旋涂完毕后将样品置于400 ℃~600 ℃硒化处理5分钟~1小时，升温速率为10 ℃/min~50 ℃/s，在退火过程中，持续通保护气体N₂，流量为10~40 mL/min，即可得到ACZTSSe薄膜。

2.如权利要求1所述的薄膜材料，其特征在于所述ACZTSSe薄膜的厚度为1.5~3 μm。

3.如权利要求1所述的薄膜材料，其特征在于所述铜盐、锌盐及锡盐为铜、锌、锡的硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐或氯化盐；所述银盐为硝酸银。

4.如权利要求1所述的薄膜材料，其特征在于所述含硫化合物为硫粉、硫脲、硫代乙酰胺或硫醇；所述有机溶剂为乙醇、乙二醇甲醚、二甲基亚砜、乙醇胺、乙二醇或水。

5.如权利要求1至4中任一项所述银掺杂铜锌锡硫硒光吸收层薄膜材料在太阳能电池中的应用，其特征在于通过银掺杂铜锌锡硫硒光吸收层薄膜材料制备太阳能电池的步骤：

1）将镉盐加入去离子水中，待搅拌至完全溶解后加入氨水形成镉的前驱体溶液，记为溶液a；将硫脲加入去离子水中，搅拌至完全形成含硫的前驱体溶液，记为溶液b；将ACZTSSe薄膜浸入溶液a中60~85 ℃预处理5~30分钟，然后加入溶液b沉积5~25分钟形成硫化镉缓冲层；

2）采用射频磁控溅射方法，采用纯度为99.99%的i-ZnO靶材在硫化镉缓冲层上沉积本征氧化锌薄膜，工艺参数为：本底真空度≤5.0×10^-4 Pa，射频溅射功率为80~300W，衬底温度为室温，Ar流量为2~35 sccm，溅射时间为10~60分钟；

3）采用直流磁控溅射方法，以99.99%的In₂O₃:SnO₂为靶材，在本底真空度≤5.0×10^-4Pa，直流溅射功率为10~100 W，衬底温度为室温，Ar流量为10 sccm的条件下溅射20~60分钟得到厚度为100~400 nm厚的In₂O₃:SnO₂（ITO）透明导电层；

4）采用热蒸发的方式制备铝电极，工艺参数为：本底真空度≤5.0×10^-4 Pa，蒸发舟为钼舟，衬底温度为室温，蒸发电流为120 A，持续时间为6~20分钟。

6.如权利要求5所述的应用，其特征在于所述硫化镉缓冲层经干燥处理，干燥温度为60~200 ℃，干燥时间为5~30分钟。

7.如权利要求5所述的应用，其特征在于所述镉盐为镉的硫酸盐、氯化盐、碘化盐或醋酸盐。

8.如权利要求5所述的应用，其特征在于所述溶液a中镉的浓度为0.01~0.2 mol/L，溶液b中硫的浓度为1~5 mol/L，氨水的质量百分比浓度为25%~28%。

9.如权利要求5所述的应用，其特征在于所述硫化镉缓冲层的厚度为20~100 nm。