[发明专利]一种用于CZTS薄膜的旋涂装置及制备CZTS电池的方法

权利要求书

1.一种制备CZTS电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对衬底进行清洗并吹干；

S2、在步骤S1处理后的衬底表面沉积背电极；

S3、配置铜锌锡硫墨水；

S4、将墨水滴于背电极的表面，采用用于CZTS薄膜的旋涂装置将墨水旋涂成膜，在旋涂的同时进行较热，烘干；重复多次，沉积得到CZTS薄膜层；

S5、进行硫化处理以改善所述CZTS薄膜层的结晶性；

S6、沉积正面电极；

其中，所述用于CZTS薄膜的旋涂装置，包括中空的外壳、可转动地设置在所述外壳内的用于吸合衬底的托盘，所述托盘内嵌设有电阻丝，所述电阻丝的两端分别固定连接有金属接触电极，所述旋涂装置还包括用于供电的主机、两个分别与所述主机的正负极固定相接的金属摩擦片，两个所述金属摩擦片固定设置在所述外壳内，其中一个所述金属摩擦片和其中一个所述金属接触电极保持接触且另一个所述金属摩擦片和另一个所述金属接触电极保持接触以在托盘转动时为所述电阻丝连续供电。

2.根据权利要求1所述的制备CZTS电池的方法，其特征在于：步骤S3中，将0.5-3mmol的Cu(NO₃)₂·3H₂O，1-3 mmolZn(CH₃COO)₂·2H₂O，1.0-3.0 mmol SnCl₂·2H₂O，5-10 mmol CS(NH₂)₂ 和0.5-1.0 g PVP 依次加入到50 mL 的乙二醇中，依次经过磁力搅拌、微波辅助反应和离心处理得到CZTS纳米颗粒，在50-100℃下真空干燥5-10h，最后将纳米颗粒分散在三乙醇胺和正丙醇的混合溶液中，进行超声分散1 h，制得所述铜锌锡硫墨水。

3.根据权利要求1所述的制备CZTS电池的方法，其特征在于：步骤S4中，所述旋涂装置的转盘温度设置为25-50℃，在转速500-3000 r/min下旋涂5-50s，然后将转盘温度设置为200-400℃进行烘干，所述烘干时间为1-5min；重复10-30次。

4.根据权利要求1所述的制备CZTS电池的方法，其特征在于，步骤S6进一步包括：

S61、在所述CZTS薄膜层的表面上沉积CdS薄膜层；

S62、在所述CdS薄膜层的表面上沉积缓冲层；

S63、在所述缓冲层的表面上沉积正面电极。

5.根据权利要求4所述的制备CZTS电池的方法，其特征在于：

步骤S61中，取150mL去离子水、10-50mLCS(NH₂)₂溶液、10-50mL CdSO₄溶液以及20mL氨水溶液制成混合液，将步骤S5处理后的衬底置于混合液中，并在60-100℃下水浴，搅拌速度为10-30r/min，然后冲洗烘干；

和/或；

步骤S62中，采用磁控溅射法沉积i-ZnO薄膜作为所述的缓冲层；

和/或；

步骤S63中，采用磁控溅射法沉积AZO 薄膜作为所述的正面电极。

6.根据权利要求1所述的制备CZTS电池的方法，其特征在于：所述托盘由聚四氟乙烯或陶瓷制成。

7.根据权利要求1所述的制备CZTS电池的方法，其特征在于：所述托盘的加热温度为20-400℃。

8.根据权利要求1所述的制备CZTS电池的方法，其特征在于：两个所述金属接触电极之间设有用于将二者隔开的绝缘介质。

9.根据权利要求1所述的制备CZTS电池的方法，其特征在于：所述主机还包括温控器，所述温控器的温控精度为1℃。