[发明专利]一种superstrate结构铜锌锡硫太阳电池的非真空制备方法

摘要

一种superstrate结构铜锌锡硫太阳电池的非真空制备方法，步骤是：a、提供衬底；b、导电层制备：在衬底表面雾化热解沉积掺氟二氧化锡薄膜、掺锑二氧化锡薄膜或掺铝氧化锌薄膜；c、致密层制备：在导电层表面雾化热解沉积二氧化钛薄膜或氧化锌薄膜；d、缓冲层制备：采用雾化热解或化学浴在致密层表面制备硫化镉薄膜、硫化锌薄膜、掺锑硫化铟薄膜、氢氧硫化铟薄膜或氧硫化锌薄膜；e、吸收层制备：在缓冲层表面雾化热解沉积铜锌锡硫薄膜，并进行退火处理；f、上电极制备：采用丝网印刷方式在吸收层表面印刷石墨浆或银浆并进行退火处理。优点是：该方法生产成本低廉，操作简单，对环境友好，适合太阳电池的产业化生产。

主权项

一种superstrate结构铜锌锡硫太阳电池的非真空制备方法，其特征是：具体步骤是：a、提供衬底选用清洗干净的玻璃片、透明塑料片或聚酰亚胺片作为衬底；b、导电层制备配制导电层前驱溶液进行雾化热解沉积，所述导电层前驱溶液为氟化氨‑四氯化锡前驱溶液、三氯化锑‑四氯化锡前驱溶液或铝盐‑醋酸锌前驱溶液，导电层前驱溶液经超声雾化成气体，在衬底表面热解沉积成厚度为0.5μm～1.5μm的掺氟二氧化锡薄膜、掺锑二氧化锡薄膜或掺铝氧化锌薄膜作为导电层；c、致密层制备配制致密层前驱溶液进行雾化热解沉积，所述致密层前驱溶液为异丙醇钛前驱溶液或异丙醇锌前驱溶液，致密层前驱溶液经超声雾化成气体，以压缩空气、氮气或氩气为载气，在导电层表面热解沉积成厚度为20nm～200nm的二氧化钛薄膜或氧化锌薄膜作为致密层；d、缓冲层制备采用雾化热解或化学浴在致密层表面制备厚度为20nm～200nm的缓冲层，所述缓冲层为硫化镉薄膜、硫化锌薄膜、掺锑硫化铟薄膜、氢氧硫化铟薄膜或氧硫化锌薄膜；e、吸收层制备配制吸收层前驱溶液进行雾化热解沉积，将吸收层前驱溶液经超声雾化成气体，以氮气或氩气为载气，在缓冲层表面热解沉积成厚度为1μm～10μm铜锌锡硫薄膜，并进行退火处理，得到铜锌锡硫吸收层；配制吸收层前驱溶液时，将铜盐、锌盐、锡盐和硫脲加入溶剂中，配制成铜盐浓度为0.2 mol/L～1 mol/L、锌盐浓度为0.2 mol/L～1 mol/L、锡盐浓度为0.2 mol/L～1 mol/L、硫脲浓度为0.5mol/L～5 mol/L的混合溶液，所述铜盐为二氯化铜、氯化亚铜或碘化亚铜，所述锌盐为二氯化锌或碘化锌，所述锡盐为二氯化锡、四氯化锡或四碘化锡，所述溶剂为N,N‑二甲基甲酰胺和单乙醇胺按照体积比1:1～1:5配制的混合溶液、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、水中的一种；退火处理时，通入氢气体积百分含量为0.1%～4%的氮氢混合气、硫化氢体积百分含量为0.1%～15%硫化氢稀释气体、高纯氮气或氩气为保护气，退火温度为300℃～600℃，升温时间为0.5min～10 min，退火时间为5 min～60 min，降温时间为1 min～15 min或30 min～60 min；f、上电极制备采用丝网印刷方式在吸收层表面印刷石墨浆或银浆并进行退火处理，或采用真空热蒸发方式或电子束蒸发方式在吸收层表面蒸镀银、金、钼、二硫化钼，制备厚度为50nm～150nm 的上电极，真空热蒸发或电子束蒸发时的电流为80 A～120A；退火处理时，通入氢气体积百分含量为0.1%～4%的氮氢混合气、硫化氢体积百分含量为0.1%～15%硫化氢稀释气体、高纯氮气或氩气为保护气，退火温度为300℃～600℃，升温时间为0.5min～10 min，退火时间为5 min～60 min，降温时间为1 min～15 min或30 min～60 min。