[发明专利]一种硒化亚锗或硫化亚锗多晶薄膜及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种硒化亚锗或硫化亚锗多晶薄膜，其特征在于，所述多晶薄膜是在水溶性还原剂、锗源、硫或硒源通过水热法在基底上形成非晶膜后，再进行退火处理得到，所述多晶薄膜的晶粒以站立取向生长；

述水溶性还原剂为H₃PO₂，NaBH₄，NaHSO₃的至少一种；

所述锗源为GeO₂，所述硫源为硫脲，所述硒源为硒脲或硒粉；

所述锗源，硫源或硒源，和水溶性还原剂的摩尔比为1：1 -2：1-2；

含有水溶性还原剂的水溶液中，还原剂浓度为0.02-0.1mol/L；

水热反应的温度为100-200℃；水热反应的时间为2-10h。

2.根据权利要求1所述的硒化亚锗或硫化亚锗多晶薄膜，其特征在于，对于硫化亚锗多晶薄膜，其XRD衍射图谱在2θ=33.3°±0.3°处出现特征峰；对于硒化亚锗多晶薄膜，其XRD衍射图谱在2θ=32.0°±0.3°处出现特征峰。

3.根据权利要求2所述的硒化亚锗或硫化亚锗多晶薄膜，其特征在于，对于硫化亚锗多晶薄膜，其XRD衍射图谱在2θ=32.2°±0.3°，2θ=33.3°±0.3°，2θ=34.2°±0.3°出现特征峰，且在2θ=33.3°±0.3°的特征峰最强；对于硒化亚锗多晶薄膜，其XRD衍射图谱在2θ=30.9°±0.3°，2θ=32.0°±0.3°，2θ=34.2°±0.3°处出现特征峰，且在2θ=32.0°±0.3°处的峰最强。

4.权利要求1-3任一项所述硒化亚锗或硫化亚锗多晶薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将锗源加入到含有水溶性还原剂水溶液中，搅拌加热至无色透明溶液；

(2)在上述透明溶液中加入硫源或硒源搅拌溶解；

(3)将基底置于步骤(2)所得溶液进行水热反应得到硒化亚锗或硫化亚锗非晶薄膜；

(4)将水热得到的非晶薄膜进行退火处理，得到硒化亚锗或硫化亚锗多晶薄膜；

述水溶性还原剂为H₃PO₂，NaBH₄，NaHSO₃的至少一种；

所述锗源为GeO₂，所述硫源为硫脲，所述硒源为硒脲或硒粉；

所述锗源，硫源或硒源，和水溶性还原剂的摩尔比为1：1 -2：1-2；

含有水溶性还原剂的水溶液中，还原剂浓度为0.02-0.1mol/L；

水热反应的温度为100-200℃；水热反应的时间为2-10h。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述锗源，硫源或硒源，和水溶性还原剂的摩尔比为1：1.2-1.5：1.2-1.5。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，含有水溶性还原剂的水溶液中，还原剂浓度为0.04-0.06mol/L。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，水热反应的温度为100-200℃；水热反应的时间为2-10h；

步骤(4)中，薄膜的退火在500-700 Torr的氮气氛围中进行；退火温度为400-480℃；退火处理的时间为3-15min。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，硒化亚锗薄膜的退火温度为430-450℃，硫化亚锗的退火温度为430-480℃。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，退火处理的时间为5-10 min。

10.权利要求1-3任一项所述的硒化亚锗或硫化亚锗多晶薄膜，或者权利要求4-8任一项所述制备方法制得的硒化亚锗或硫化亚锗多晶薄膜作为太阳电池的p型吸收层的用途。