[发明专利]一种铜锌锡硫吸收层薄膜的化学合成方法

摘要

本发明公开了一种铜锌锡硫吸收层薄膜的化学合成方法，包括（S10）将铜源、锌源、锡源和硫源采用水热法制备Cu2ZnSnS4纳米晶；（S20）对制备的Cu2ZnSnS4纳米晶进行离心提纯处理；（S30）将提纯后的Cu2ZnSnS4纳米晶均匀分散在有机溶剂里，丝网印刷成膜后低温烧结，制得预制薄膜；（S40）对步骤（S30）获得的预制薄膜进行后硫化处理，获得Cu2ZnSnS4吸收层薄膜。本发明制备的Cu2ZnSnS4吸收层薄膜成分均匀，杂质较少，适用于薄膜太阳能电池，作为Cu2ZnSnS4薄膜太阳能电池的吸收层，能有效改善电池的电光性能，并且该方法操作简单、设备简易、过程可控，适用于Cu2ZnSnS4薄膜太阳能电池的研发和中小型生产。

主权项

一种铜锌锡硫吸收层薄膜的化学合成方法，其特征在于，包括以下步骤：（S10）将铜源、锌源、锡源和硫源采用水热法制备Cu2ZnSnS4纳米晶：（S11）选择铜、锌、锡的硫酸盐、硝酸盐或氯化物作为铜源、锌源和锡源，硫脲作为硫源，按摩尔比例为2:1:1:4选取铜源、锌源、锡源和硫源混合均匀后，将混合物作为溶质溶于特定溶剂中配制成混合溶液，其中特定溶剂与溶质的质量比为10±0.5:1；（S12）对上述制得的混合溶液进行超声分散和超声破碎，直到溶质完全溶解在溶剂中；（S13）将步骤（S12）制得的溶液转移至水热釜内进行水热反应，其填充率为50~90%，加热温度为374~628℃，反应时间为1~42h，制得Cu2ZnSnS4纳米晶；（S20）对制备的Cu2ZnSnS4纳米晶进行离心提纯处理；（S30）将提纯后的Cu2ZnSnS4纳米晶均匀分散在有机溶剂里，丝网印刷成膜后低温烧结，制得预制薄膜；其中，低温烧结的温度为100~250℃，烧结时间为2~10min，重复1~10次，制得的预制薄膜厚度为0.1 ~50μm；（S40）对步骤（S30）获得的预制薄膜进行后硫化处理：（S41）将沉积了预制薄膜的衬底在H2S气氛下加热至450~600℃，并保温0.5~3h；（S42）以10~30℃/min的速度降温至衬底200~300℃，停止通入H2S气；（S43）停止加热，待衬底冷却至室温后取出，获得Cu2ZnSnS4吸收层薄膜。