[发明专利]一种碲硒镉靶材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碲硒镉靶材，涉及太阳能电池领域。所述碲硒镉靶材，包括以下组分：CdSe粉和CdTe粉；其中，所述CdSe粉和CdTe粉的摩尔比为：CdSe粉：CdTe粉＝1:3.5‑4.5。本发明提供的制备工艺简单，对设备要求较低，成本较低，制得的靶材纯度和密度均较高。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，尤其是一种碲硒镉靶材及其制备方法。

背景技术

随着电子信息产业的飞速发展，薄膜科学应用日益广泛。溅射法是制备薄膜材料的主要技术之一，溅射沉积薄膜的源材料即为靶材。用靶材溅射沉积的薄膜致密度高，附着性好。20世纪90年代以来，微电子行业新器件和新材料发展迅速，电子、磁性、光学、光电和超导薄膜等已经广泛应用于高新技术和工业领域，促使溅射靶材市场规模日益扩大。如今，靶材已蓬勃发展成为一个专业化产业。

碲化镉薄膜(CdTe)太阳能电池具有发电效率高、制造成本低、应用广泛且对环境的影响小的优点，是未来发展前景好的太阳能电池技术之一。在传统的碲化镉薄膜太阳能电池工艺中，采用硫化镉(CdS)作为窗口层材料。但由于CdS的光学带隙在2.4eV附近，对太阳光的短波段(300～600nm)有明显的吸收，造成短波吸收损失，从而限制了太阳能电池短路电流(Jsc)的提高，并进一步影响电池发电效率。美国Toledo大学的Yan Yanfa研究团队最早采用硒化镉(CdSe)薄膜替代CdS作为电池的窗口层材料，发现CdSe能够与CdTe互扩散形成CdSeTe合金，同时改善了电池的短波响应和长波响应，电池的短路电流(Jsc)大幅提升。

碲硒镉(CdSeTe)，是一种化合物半导体材料。碲硒镉的能隙值为1.5eV左右，处于理想的太阳电池能隙范围，有很好的光电转换效率。随着薄膜产业的飞速发展，薄膜科学技术与薄膜材料在材料学领域已成为研究的热点。碲硒镉作为一种三元化合物薄膜太阳能材料，具有广阔的发展前景，研究其合成方法有利于薄膜太阳能材料的发展。同时碲硒镉化合物也用于制作红外调制器，红外探测等用途。目前国内外关于碲硒镉合成的方法，鲜有报道。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种碲硒镉靶材及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种碲硒镉靶材，包括以下组分：CdSe粉和CdTe粉；其中，所述CdSe粉和CdTe粉的摩尔比为：CdSe粉：CdTe粉＝1:3.5-4.5。

本发明将CdSe粉和CdTe粉按照一定的摩尔比配合使用，发明人发现，相对于用Cd粉、Se粉、Te粉合成CdSeTe，本申请提供的组分及其搭配，更方便且合成效率更高。本申请发明人实际操作中发现，CdSe粉和CdTe粉的摩尔比在1:3.5以下会有游离物的出现，1:4.5以上也会有游离物的出现，均不能达到本申请的要求。

优选地，所述CdSe粉和CdTe粉的摩尔比为：CdSe粉：CdTe粉＝1:4。本申请发明人经过大量实验探究发现，CdSe粉和CdTe粉的摩尔比为1:4时，得到的靶材相对密度更高，各方面性能均达到最佳。

优选地，所述CdSe粉的纯度为5N，CdTe粉的纯度为4.8N。优选地，所述CdSe粉的粒径为35-100μm，CdTe粉的粒径为35-100μm。

粉体中会存在粒度D10、D50、D90目前无法对粉体进行优选，粒径越小越利于热压，对靶材密度越有利；但粒径越小，比表面增大，会是粉体发生团聚，对粉体流动性不利，粉体的流动性不好，在装料过程中比较困难，无法实现一次装料，易引入杂质。本发明申请人经过大量的实验得到，选择的粉体粒径在35-100μm对靶材密度以及流动性较佳。

进一步地，本申请提供了所述的碲硒镉靶材的制备方法，包括如下步骤：

(1)将CdSe粉和CdTe粉加入均质机，均质后得到混合物料，将混合物料装入石墨磨具，将装好混合物料的石墨磨具放入热压炉中，进行预压；