[发明专利]太阳能电池用化合物薄膜的制备方法

摘要

本发明公开一种化合物薄膜太阳能电池用化合物薄膜的制备方法，首先利用直流脉冲电源溅射CIGS四元化合物靶材，在玻璃基片上低温沉积厚度均匀、成分均匀、理想元素配比的非晶态或者纳米晶态的薄膜材料；其次使薄膜在电阻式热源与卤钨灯管热源形成的热场下快速热处理来抑制Se元素的流失，获取结晶度高，晶粒尺寸大，致密度高，优质黄铜矿结构相的CIGS薄膜，为了更有效的抑制Se元素的流失，向热场中通入适量的H2Se+Ar或H2S+Ar的混合气体用来补偿；然后把薄膜快速转移到H2S+Ar的气氛下进行急冷；最后在H2+Ar混合气体氛围下对CIGS薄膜进行低温退火，消除薄膜的应力与内部缺陷，钝化载流子复合中心。

主权项

太阳能电池用化合物薄膜的制备方法，其特征在于，在密闭状态下依次经过以下步骤：第一步、将清洗干燥后的玻璃基片装上基片架送入溅射沉积室，利用直流脉冲电源溅射CIGS四元化合物靶材，在玻璃基片上溅射沉积厚度为1.0~1.5微米非晶态或纳米晶态的CuIn1‑xGaxSe2‑ySy薄膜，溅射沉积时，玻璃基片的温度小于127℃，溅射气压为0.8~1.0Pa，靶材的功率密度为2.5~4.0W/cm2，沉积速率为25~60nm/min；第二步、沉积薄膜后的玻璃基片进入电阻式热源与卤钨灯管热源形成的热场内进行退火处理，热场内H2S+Ar或H2Se+Ar混合气体的气压维持在20~60kPa，薄膜在电阻式热源区的退火时间为3~6min，在卤钨灯管热源区的退火时间为1~3min，退火温度维持在500~560℃的范围内；第三步、退火处理后的沉积有薄膜的玻璃基片在H2S+Ar的混合气体氛围下进行急速冷却，H2S+Ar混合气体的气压维持在20~60kPa，急速冷却时间为3~5min；第四步、急速冷却后的沉积有薄膜的玻璃基片在H2+Ar混合气体氛围下进行低温退火处理，退火时间为15~20min，退火温度为150~200℃，H2+Ar混合气体的气压维持在5~10kPa，低温退火处理结束后，CuIn1‑xGaxSe2‑ySy薄膜制备完成。