[发明专利]太阳能电池窗口层ZnO纳米阵列的制备方法

摘要

本发明涉及涉及利用磁控溅射法制备ZnO晶种、利用水热法生长ZnO纳米阵列的制备方法。生长出来的ZnO纳米阵列可作为SnS太阳能电池的窗口层。属太阳能电池无机薄膜元件制备工艺技术领域。本发明先采用磁控溅射法在掺杂氟的SnO2导电玻璃（FTO）上溅射ZnO晶种，工作气压为0.3Pa，溅射功率为150W，溅射时间为20min；接着使用快速退火仪，在N2气氛中对晶种进行热处理，温度为400℃，时间为20min。然后通过水热法生长ZnO纳米阵列，生长溶液为0.05mol/L硝酸锌的水溶液和0.05mol/L六亚甲基四胺（HMT）的水溶液，生长温度为92.5℃，生长时间为2h；最后用管式退火炉，在N2气氛中对ZnO纳米阵列进行退火，温度为400℃，时间为30min。

主权项

一种用于太阳能电池窗口层ZnO纳米阵列的制备方法，其特征在于具有如下工艺过程和步骤：a.玻璃衬底的清洗：采用掺杂氟的SnO2导电玻璃（FTO）作为衬底，先将衬底用曲拉通水溶液、丙酮、无水乙醇、去离子水分别在超声条件下进行清洗;b.ZnO纳米阵列晶种的制备：采用磁控溅射法制备晶种;靶材为掺Al2O3的ZnO靶(AZO靶)，其中ZnO为98wt%，Al2O3为2wt%;磁控溅射条件为：背景真空度为5×10‑4 Pa、工作气压为0.3 Pa、射频溅射功率为150 W、溅射时间为20 min;用快速退火炉对晶种进行热处理，在N2气氛中进行，温度为400 ℃，时间为20 min;c.ZnO纳米阵列的生长：采用水热法生长ZnO纳米阵列;生长溶液为0.05 mol/L硝酸锌的水溶液和0.05 mol/L六亚甲基四胺（HMT）的水溶液，将两种溶液各取10 mL，充分混合后加入到水热反应釜中，将制好晶种的FTO衬底也放入其中，置于92.5 ℃的烘箱中;2小时后取出，用去离子水洗去表面附着的颗粒，最后用管式炉退火;退火在N2气氛中进行，温度为400 ℃，时间为30 min。