[发明专利]一种镉掺杂的铜锌锡硫硒薄膜制备方法及其在太阳能电池中的应用

权利要求书

1.一种镉掺杂的铜锌锡硫硒薄膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配置铜盐、锌盐、锡盐、硫脲与有机溶剂混合的溶胶凝胶溶液；

(2)将溶胶凝胶溶液通过非真空工艺于镀Mo的钠钙玻璃衬底之上制备出前驱体薄膜；

(3)通过真空工艺于步骤(2)制备的薄膜上沉积一层5-50nm金属或金属硫化物或金属硒化物；

(4)通过化学水浴法在步骤(3)制备的薄膜上沉积一层10-100nm的CdS，得到预制层薄膜；

(5)将步骤(4)的预制层薄膜置于盛有硒粉或者硫粉的石墨盒，于400-600℃高温下进行退火处理5-30min，自然冷却后得到镉掺杂的铜锌锡硫硒薄膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中铜盐为二价铜化合物，包括CuCl₂或Cu(CH₃COO)₂；锌盐包括ZnCl₂或Zn(CH₃COO)₂；锡盐为二价锡化合物，包括SnCl₂或Sn(CH₃COO)₂。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中有机溶剂包括乙二醇单甲醚、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中金属元素比例为0.6≤Cu/(Zn+Sn)≤1.0，1.0≤Zn/Sn≤1.3，4.0≤S/Zn≤8.0。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中非真空工艺包括旋转涂布法、丝网印刷法或提拉法。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中制备的前驱体薄膜厚度在0.5-3μm之间。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中真空工艺为磁控溅射法或蒸发法。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中金属包括Cu或Zn或Sn中的一种或多种，金属硫化物包括CuS或Cu₂S或ZnS或SnS或SnS₂中的一种或多种，金属硒化物包括CuSe或Cu₂Se或ZnSe或SnSe或SnSe₂中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中硒粉或者硫粉为0.5g。

10.权利要求1所述的镉掺杂的铜锌锡硫硒薄膜在太阳能电池中的应用。