[发明专利]一种三元化合物半导体薄膜的制备方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种三元化合物半导体薄膜的制备方法。本发明提供了一种三元化合物半导体薄膜的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将乙二醇、铜盐溶液和锡盐溶液混合并进行第一超声，形成含有Cu元素和Sn元素的第一溶液；步骤2：将乙酰丙酮和含硫化合物混合并进行第二超声，形成含有S元素的第二溶液；步骤3：将所述第一溶液和所述第二溶液混合并进行第三超声，形成Cu₂SnS₃前驱体溶胶；步骤4：将所述Cu₂SnS₃前驱体溶胶旋涂在玻璃衬底上，微波处理并硫化得到三元化合物半导体薄膜。本发明解决了现有溶液法制备的Cu₂SnS₃薄膜也易出现较多二次相，且颗粒的粒径较小的技术问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种三元化合物半导体薄膜的制备方法。

背景技术

近几年的研究表明，三元化合物半导体Cu₂SnS₃薄膜具有作为薄膜太阳能电池吸收层的潜力。Cu₂SnS₃薄膜在可见光区具有高光吸收系数，其带隙满足作为吸收层的要求，薄膜元素无毒且在地壳中含量丰富。与四元Cu₂ZnSnS₄相比，三元Cu₂SnS₃的二次相较少，具有一定的优势。Cu₂SnS₃薄膜的制备方法分为真空法和非真空法两大类，真空法包括磁控溅射、真空蒸发等方法，非真空法包括溶胶凝胶法、电沉积法、溶剂热法、喷雾热解法、连续离子层吸附反应法等。其中溶胶凝胶法作为一种低成本的绿色溶液法，可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性，化学反应容易进行，近年来成为制备Cu₂SnS₃薄膜的有效方法。然而现有溶液法制备的Cu₂SnS₃薄膜易出现较多二次相，且颗粒的粒径较小，上述缺陷成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种三元化合物半导体薄膜的制备方法，解决了现有溶液法制备的Cu₂SnS₃薄膜也易出现较多二次相，且颗粒的粒径较小的技术问题。

本发明提供了一种三元化合物半导体薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将乙二醇、铜盐溶液和锡盐溶液混合并进行第一超声，形成含有Cu元素和Sn元素的第一溶液；

步骤2：将乙酰丙酮和含硫化合物混合并进行第二超声，形成含有S元素的第二溶液；

步骤3：将所述第一溶液和所述第二溶液混合并进行第三超声，形成Cu₂SnS₃前驱体溶胶；

步骤4：将所述Cu₂SnS₃前驱体溶胶旋涂在玻璃衬底上，微波处理并硫化得到三元化合物半导体薄膜。

优选的，所述铜盐溶液包括醋酸铜溶液、硝酸铜溶液、硫酸铜溶液或氯化铜溶液。

更优选的，所述铜盐溶液的浓度为0.5～1.5mol/L

优选的，所述锡盐溶液包括氯化亚锡、硝酸亚锡、硫酸亚锡或醋酸亚锡。

更优选的，所述锡盐溶液的浓度为0.25～0.94mol/L。

优选的，所述含硫化合物包括硫脲、硫代乙酰胺或硫醇。

所述乙二醇和所述乙酰丙酮的体积比为1:5。

需要说明的是，所述锡盐溶液和所述铜盐溶液的溶剂均为上述有机溶剂。

优选的，所述第一超声、所述第二超声和所述第三超声的时间均为30分钟；