[发明专利]铜铟镓硒光吸收层薄膜的四元单靶射频磁控溅射制备方法

摘要

本发明涉及一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池光吸收层薄膜的制备方法，其特征在于，使用四元铜铟镓硒单靶射频磁控溅射制备铜铟镓硒薄膜，不涉及传统的后续硒化退火工艺。首先使用直流磁控溅射在钠钙玻璃衬底上制备双层钼薄膜作为金属背电极，然后在钼背电极上使用射频磁控溅射制备铜铟镓硒薄膜。在铜铟镓硒薄膜的制备过程中关键是在较高温度的钼背电极上沉积铜铟镓硒薄膜，以实现薄膜生长与热处理的同步进行。该方法制备的铜铟镓硒薄膜具有黄铜矿相晶体结构，晶粒尺寸大，(220/204)择优取向明显，柱状晶粒贯穿薄膜上下表面，可用作薄膜太阳能电池的光吸收层。本发明所述的方法工艺简单，可重复性好，制备成本低，安全环保，适合工业化大规模生产。

主权项

铜铟镓硒光吸收层薄膜的四元单靶射频磁控溅射制备方法，其特征在于，使用单一的四元铜铟镓硒靶材，通过调控射频磁控溅射的溅射参数及选择靶材成分配比，直接制备能用作太阳能电池光吸收层的铜铟镓硒薄膜，无需后续的硒化退火工艺，其特征在于，该方法制备步骤如下：(1)在磁控溅射腔体内安装好Mo靶和CuIn1‑xGaxSey靶，然后把清洗好的钠钙玻璃基片安装在腔体内，对溅射腔体抽真空至1x10‑3Pa以下，接着对基片进行加热，待基片加热温度稳定后通入纯度大于99.99％的Ar气，使用直流溅射在基片上沉积总厚度为0.5‑1.5μm的钼薄膜，作为薄膜太阳能电池的钼背电极；(2)保持一定的衬底温度，使用射频磁控溅射在镀有钼背电极的钠钙玻璃衬底上沉积厚度为1.0‑3.0μm的CIGS薄膜，得到可用作薄膜太阳能电池光吸收层的铜铟镓硒薄膜。