[发明专利]一种铜锌锡硫太阳电池窗口层的制备方法

摘要

本发明涉及一种铜锌锡硫太阳电池窗口层的制备方法，属太阳能电池薄膜器件制备工艺技术领域。利用磁控溅射法制备ZnO晶种、利用水热法生长ZnO纳米阵列以及利用水热法硫化生长ZnS壳层结构的制备方法。水热法制备的ZnO@ZnS纳米阵列核壳结构与衬底的附着强度较高，具有高透过率、良好的电学特性，能够作为CZTS太阳能电池的窗口层，与后续电池的制备工艺具有良好的衔接。

主权项

一种铜锌锡硫太阳电池窗口层的制备方法，其特征在于，利用旋涂法制备ZnO纳米阵列晶种，利用水热法生长ZnO纳米阵列，利用水热法硫化生长ZnS壳层结构，具有如下工艺过程和步骤：a)玻璃衬底的清洗：采用载玻片作为衬底，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：乙醇胺和醋酸锌溶于乙醇，浓度均为0.05 mol/L，超声均匀；将载玻片衬底放入匀胶机中，用滴管将晶种溶液滴在衬底上，通过匀胶机进行旋涂，转速为1000 r/min；旋涂后对晶种进行热处理；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0.05mol/L硝酸锌的水溶液和0.05mol/L六亚甲基四胺的水溶液；将两种溶液各取8mL，充分混合后加入到水热反应釜中，将制好ZnO纳米阵列晶种的载玻片衬底也放入其中，并置于92.5℃的烘箱中；1~3小时后取出，用去离子水洗去表面附着的颗粒，最后用真空管式炉退火；退火在N2气氛中进行，温度为400℃，时间为30min；d)ZnS壳层结构的生长：采用水热法硫化生长ZnS壳层结构；生长溶液为0.05~0.50mol/L硫代乙酰胺的水溶液，取17ml生长溶液，加入到水热反应釜中，将制好的ZnO纳米阵列也放入其中；并置于90℃的烘箱中；硫化1~9小时后取出，用去离子水洗去表面附着的颗粒，最后放入烘箱，烘干得到ZnS包覆的ZnO纳米阵列核壳结构，即为铜锌锡硫太阳电池窗口层。