[发明专利]一种BaZrS3

说明书

本发明公开了一种BaZrS₃太阳能电池薄膜材料的制备方法，涉及太阳能薄膜电池技术领域，所述方法包括以下步骤：S100、称取BaZrO₃粉末并硫化处理得到靶材A；S200、将蓝宝石放入磁控溅射系统中镀钨得到衬底B；S300、对靶材A和衬底B进行镀膜得到样品C；S400、将样品C进行热处理得到最终产物BaZrS₃太阳能电池薄膜材料。本发明探索的制备条件工艺，解决了烧结制备的过程中高温导致的膜表面粗糙度问题和CS₂高温分解C沉积导致的电学性能改变问题。

技术领域

本发明涉及太阳能电池薄膜材料制备技术领域，尤其涉及BaZrS₃太阳能电池薄膜材料的制备方法。

背景技术

目前，太阳能电池按光吸收层材料分类来说的话，可以分为三类太阳能电池，第一类是硅基太阳能电池这类电池技术成熟，光电转换效率较高，也是目前市场上己经实现商业化应用的的一类电池，第二类是多元化合物薄膜太阳能电池，主要包括GaAs，InP，铜铟镓硒CIGS，碲化镉CdTe太阳能电池等。这类电池的转换效率较高，器件性能稳定，电池吸光层厚度较薄，可以大幅减少原材料消耗，是业界比较看好的薄膜型太阳能电池，但是这类电池使用的材料部分元素有毒性或者储量稀少，限制了大面积的推广使用。第三类新型太阳能电池，主要包括钙钛矿太阳能电池，染料敏化太阳能电池，有机太阳能电池，量子点太阳能电池等。

新一代太阳能电池大多还处在实验室研发阶段，要想真正推向市场，还有一段路要走，这几年新型的钙钛矿太阳能电池迅速收到世界瞩目，因其在很短的时间内能量转换效率增加至22.1％(2016年)，这是其他太阳能电池不曾出现的增长速度，但是目前已有的材料很大一部分是有机无机杂化钙钛矿太阳能电池，抑或是含铅钙钛矿太阳能电池材料，其稳定性和毒性问题亟待解决。

近几年通过研究发现钙钛矿结构过渡金属硫属化合物在光伏性能方面有很大的稳定性和环境友好性，是一种潜在的优异选择，但是其薄膜制备方法上一直未能解决。前述专利中已有一制备的方法，该发明与之前的发明相似之处在于依旧使用的是脉冲激光沉积和管式炉烧结相结合的办法，不同之处在于制备过程中，制备条件做了调整，使得最终的烧结温度大幅度降低，相较于其他现有较为成熟的CIGS太阳能电池的吸收层烧结温度480℃，较为接近。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种无铅钙钛矿太阳能薄膜材料的制备方法，使得该方法的最终烧结温度低于现有技术较高的烧结温度，同时解决制备过程中的碳沉积问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是一种无铅钙钛矿太阳能薄膜材料的制备方法，使得该方法的最终烧结温度低于现有技术较高的烧结温度，同时解决制备过程中的碳沉积问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种BaZrS₃太阳能电池薄膜材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

S100、称取BaZrO₃粉末并硫化处理得到靶材A；

S200、将蓝宝石放入磁控溅射系统中镀钨得到衬底B；

S300、对靶材A和衬底B进行镀膜得到样品C；

S400、将样品C进行热处理得到最终产物BaZrS₃太阳能电池薄膜材料。

本发明与现有技术相比，其优势在于：

本发明探索的制备条件工艺，解决了烧结制备的过程中高温导致的膜表面粗糙度问题和CS₂高温分解C沉积导致的电学性能改变问题。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明方法所用的双气路通道管式炉烧结示意图；