[发明专利]一种铜锌锡硫吸收层薄膜、制备及包含其的太阳电池

权利要求书

1.一种基于含氧预制层制备铜锌锡硫吸收层薄膜的方法，其特征在于，具体的制备步骤为：

(1)衬底清洗：将钠钙玻璃依次置于一、二号溶液进行煮沸清洗；

所述一号溶液按照浓盐酸、过氧化氢和水的体积比为1:2:5配制而成，所述二号溶液按照氨水、过氧化氢和水的体积比为1:2:8配制而成；

所述煮沸时间均为10min；

(2)双层钼背电极薄膜的制备：将步骤(1)处理的钠钙玻璃放入磁控溅射系统中抽真空，沉积出双层钼背电极薄膜；

(3)含氧铜锌锡硫预制层薄膜：利用磁控溅射系统，采用ZnO靶、SnO₂靶和单质Cu靶，按照ZnO/SnO₂/Cu的顺序在步骤(2)所述双层钼背电极薄膜基础上进行多周期分步溅射，沉积出含氧铜锌锡硫预制层薄膜；

(4)铜锌锡硫吸收层薄膜的制备：对步骤(3)所述含氧铜锌锡硫预制层薄膜进行热处理，将其与硫粉一起放入石墨舟，然后置于硫化炉中加热，最后冷却得到铜锌锡硫吸收层薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种基于含氧预制层制备铜锌锡硫吸收层薄膜的方法，其特征在于，步骤(1)所述浓盐酸质量百分浓度为36.46％、所述过氧化氢质量百分浓度为30％、所述氨水质量百分浓度为30％。

3.根据权利要求1所述的一种基于含氧预制层制备铜锌锡硫吸收层薄膜的方法，其特征在于，步骤(2)所述双层钼背电极薄膜的厚度为1μm。

4.根据权利要求1所述的一种基于含氧预制层制备铜锌锡硫吸收层薄膜的方法，其特征在于，步骤(3)所述含氧铜锌锡硫预制层薄膜中Cu、Zn和Sn的摩尔原子比符合以下条件：Cu/(Zn+Sn)＝0.8，Zn/Sn＝1.1；所述含氧铜锌锡硫预制层薄膜的厚度为800nm。

5.根据权利要求1所述的一种基于含氧预制层制备铜锌锡硫吸收层薄膜的方法，其特征在于，步骤(4)所述热处理的温度为300℃，时间为30min。

6.根据权利要求1所述的一种基于含氧预制层制备铜锌锡硫吸收层薄膜的方法，其特征在于，步骤(4)所述硫化炉的加热升温速率为25℃/min，并升到590℃，且维持25min。

7.一种权利要求1-6任一项所述方法制备得到的铜锌锡硫吸收层薄膜。

8.一种铜锌锡硫薄膜太阳电池，其特征在于，包括权利要求7所述铜锌锡硫吸收层薄膜。

9.根据权利要求8所述一种铜锌锡硫薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：

1)将所述铜锌锡硫吸收层薄膜通过化学水浴沉积方法制备n型CdS缓冲层；

2)在所述缓冲层的基础上通过磁控溅射方法制备出i-ZnO和ITO薄膜作为窗口层；

3)在所述窗口层蒸镀出Ni-Al电极，得到铜锌锡硫薄膜太阳电池。

10.根据权利要求8或9所述一种铜锌锡硫薄膜太阳电池，其特征在于，所述铜锌锡硫薄膜太阳电池具有SLG/Mo/CZTS/CdS/i-ZnO/ITO/Ni-Al的结构。