[发明专利]制造用于太阳能电池应用的吸光材料的非真空方法

摘要

本发明描述一种利用电化学沉积来制造p型吸光半导体铜锌锡硒化物/硫化物（Cu2(ZnxSn2‑x)(SySe1‑y)4）（缩写为CZTS）的方法。其在与n型无机或有机半导体层组合时可用于制造太阳能电池。本发明的方法包含使用电镀的一步或一系列沉积以制造低成本且大面积的CZTS太阳能电池，而无需在制造过程中使用昂贵且复杂的沉积技术或高毒性且高可燃的化学品。本发明的方法显著降低制造太阳能电池的成本和能量需求。

主权项

一种用于在导电衬底上电镀Cu‑Zn‑Sn‑S‑Se合金层的沉积浴，其包含一种用于在导电衬底上电镀Cu‑Zn‑Sn合金层或Cu/Zn/Sn金属堆积层的第一沉积浴和一种用于在金属或半导体合金衬底上电镀硒层的第二沉积浴，其中第一沉积浴包含：a)含有一元/二元/三元的柠檬酸的钠盐和/或钾盐的溶剂系统，该柠檬酸盐的浓度范围是100mM到500mM；b)铜、锌和锡的一种或多种离子化合物，所述离子化合物是盐酸盐、硝酸盐或硫酸盐且浓度范围是5mM到300mM；c)一种或多种表面活性剂和醛，所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠(SDS)、N,N‑二甲基‑N‑十二烷基甘氨酸甜菜碱和聚乙二醇(PEG)，所述醛包括丙烯醛、芳香醛、甲醛，所述表面活性剂和醛的浓度范围是0.1mM到10mM；其中第二沉积浴包含：a)含有一种或多于一种四烷基季铵盐和20‑60％极性溶剂的溶剂系统，所述四烷基季铵盐包括氯化胆碱、甜菜碱、氯化乙酰胆碱、甲基三苯基溴化磷和四丁基氯化铵；所述极性溶剂包括水、醇、羧酸、胺和酰胺；b)一种或多种硒化合物，所述硒化合物包括四氯化硒、二氧化硒、硫化硒、氧氯化硒、亚硒酸和硒酸，所述硒化合物的浓度范围是5mM到100mM；和c)一种或多种表面活性剂和一种或多种醛；所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙二醇(PEG)，所述醛包括苯甲醛和甲醛，所述表面活性剂和醛的浓度范围是0.5mM到4mM。