[发明专利]一种具有硫组分梯度的铜锌锡硫硒薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种具有硫组分梯度的铜锌锡硫硒薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将钠钙玻璃放入磁控溅射腔室，沉积双层钼背电极；

(2)铜锌锡硫预制层薄膜的制备：利用磁控溅射系统，采用CuS、Sn和ZnS靶，按ZnS/CuS/Sn/CuS的顺序进行多周期分步溅射，沉积铜锌锡硫预制层薄膜；

(3)铜锌锡硒薄膜的制备：将所述铜锌锡硫预制层薄膜进行热处理，然后将热处理过的合金层与硒粉一起放入石墨舟，并推入硒化炉中硒化，自然冷却至室温后得到铜锌锡硒薄膜；

(4)具有硫组分梯度的铜锌锡硫硒薄膜的制备：将所述铜锌锡硒薄膜和硫粉放入等离子体退火炉中，打开机械泵抽至低真空，同时对薄膜进行加热，然后充入氩气作为启辉气体，当真空抽至20Pa以下，打开等离子体设备进行启辉，待硫粉完全升华后，停止加热、关闭等离子体设备，冷却，得到具有硫组分梯度的铜锌锡硫硒薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种具有硫组分梯度的铜锌锡硫硒薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述钠钙玻璃放入磁控溅射腔室之前经过清洗、吹干，具体步骤如下：

将钠钙玻璃分别用去污粉、丙酮和酒精依次超声清洗，然后用重镉酸钾溶液浸泡8-10h，再用去离子水超声清洗，并用氮气吹干，备用。

3.根据权利要求1所述的一种具有硫组分梯度的铜锌锡硫硒薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述双层钼背电极的沉积厚度为1μm。

4.根据权利要求1所述的一种具有硫组分梯度的铜锌锡硫硒薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述铜锌锡硫预制层薄膜的沉积厚度为1.2μm。

5.根据权利要求1所述的一种具有硫组分梯度的铜锌锡硫硒薄膜的制备方法，其特征在于，Cu、Zn和Sn的摩尔原子比符合以下条件：Cu/Zn+Sn＝0.7，Zn/Sn＝1。

6.根据权利要求1所述的一种具有硫组分梯度的铜锌锡硫硒薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述热处理在氩气保护下进行，并且所述热处理温度为200℃，时间为30min。

7.根据权利要求1所述的一种具有硫组分梯度的铜锌锡硫硒薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述硒化炉以20℃/min的升温速率从室温升至540℃，并在540℃下硒化15min。

8.根据权利要求1所述的一种具有硫组分梯度的铜锌锡硫硒薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述启辉功率为100W，退火温度200℃。

9.一种权利要求1-8任一项所述的方法制备得到的具有硫组分梯度的铜锌锡硫硒薄膜。