[发明专利]IIIA族元素掺杂CdS的CZTS太阳电池制备方法

权利要求书

1.一种采用IIIA族元素掺杂硫化镉薄膜的CZTS薄膜太阳电池制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

清洗基底；在清洗后的基底上沉积金属钼作为背电极；在背电极上沉积CZTS前驱体薄膜；将CZTS前驱体薄膜退火处理后，得到CZTS吸收层薄膜；在CZTS吸收层薄膜上沉积CdS薄膜，并采用离子注入法向CdS薄膜中掺入IIIA族元素；将沉积有掺杂CdS的样品退火处理后，在掺杂CdS上沉积窗口层；在窗口层上制备顶电极，获得CZTS薄膜太阳电池。

2.如权利要求1所述的采用IIIA族元素掺杂硫化镉薄膜的CZTS薄膜太阳电池制备方法，其特征在于，离子注入的注入选项为B单质、Al单质、Ga单质、In单质或Ta单质中的任一种，注入剂量为1×10¹¹at/cm²～1×10¹⁸at/cm²，离子注入气体采用BF₃、PH₃、AsH₃、Ar或N₂中的任一种，注入时间为10min～120min，靶室真空度为2×10^-5Pa～2×10^-4Pa，标准注入电流为5mA～100mA。

3.如权利要求2所述的采用IIIA族元素掺杂硫化镉薄膜的CZTS薄膜太阳电池制备方法，其特征在于，掺杂CdS的样品的退火温度为100℃～400℃；退火时间为5min～120min；保温气压设为-0.1MPa～-0.03MPa；升温速率设为5℃/min～20℃/min。

4.如权利要求1-3任一项所述的采用IIIA族元素掺杂硫化镉薄膜的CZTS薄膜太阳电池制备方法，其特征在于，CdS的制备方法包括化学水浴法、磁控溅射法、热蒸发法。

5.如权利要求1-3任一项所述的采用IIIA族元素掺杂硫化镉薄膜的CZTS薄膜太阳电池制备方法，其特征在于，所述清洗基底的步骤包括：将基底依次用去离子水、玻璃清洗剂、丙酮、酒精、去离子水超声清洗，然后用氮气枪吹干。

6.如权利要求1-3任一项所述的采用IIIA族元素掺杂硫化镉薄膜的CZTS薄膜太阳电池制备方法，其特征在于，基底包括铜箔、ITO导电玻璃、FTO导电玻璃、AZO导电玻璃中的任一种。

7.如权利要求1-3任一项所述的采用IIIA族元素掺杂硫化镉薄膜的CZTS薄膜太阳电池制备方法，其特征在于，金属钼背电极的制备方法包括磁控溅射法、热蒸发法。

8.如权利要求1-3任一项所述的采用IIIA族元素掺杂硫化镉薄膜的CZTS薄膜太阳电池制备方法，其特征在于，CZTS前驱体薄膜的制备方法包括溶胶凝胶法、磁控溅射法、连续离子层沉积法。

9.如权利要求1-3任一项所述的采用IIIA族元素掺杂硫化镉薄膜的CZTS薄膜太阳电池制备方法，其特征在于，CZTS前驱体薄膜的退火气氛包括硫化退火、硒化退火。

10.如权利要求1-3任一项所述的采用IIIA族元素掺杂硫化镉薄膜的CZTS薄膜太阳电池制备方法，其特征在于，采用溅射法制备窗口层，其中窗口层中的本征氧化锌的射频溅射功率为80W，溅射气压为2Pa，溅射时间为6min；窗口层中的低阻氧化锌的直流溅射功率为150W，溅射气压为0.4Pa，溅射时间为20min。