[发明专利]一种铜锌锡硫太阳电池吸收层的墨水多层涂敷制备方法

摘要

本发明涉及一种铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4)太阳电池吸收层的墨水多层涂敷制备方法，其包括如下步骤(a)采用化学溶液法制备铜锌锡硫纳米颗粒并制成铜锌锡硫纳米墨水；(b)具有良好环境相容性的前驱体分子溶液墨水(含有Cu2+、Zn2+、Sn2+、S2‑的混合溶液)的制备；(c)采用旋涂法或喷涂法或刮涂法分别将铜锌锡硫纳米墨水和前驱体分子溶液墨水涂敷在衬底上，制备出铜锌锡硫预制薄膜；(d)在惰性气氛或硫气氛或硒气氛下退火制备高质量铜锌锡硫薄膜。本发明所提供的制备铜锌锡硫薄膜方法不需要昂贵的设备与原材料，且工艺稳定性好，易于大规模生产，制备的高质量铜锌锡硫薄膜可用于高效铜锌锡硫薄膜太阳电池制作。

主权项

一种铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4)太阳电池吸收层的墨水多层涂敷制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1).衬底的清洗：采用肥皂水、去离子水、乙醇、去离子水依次超声清洗衬底；(2).Cu2ZnSnS4纳米墨水的制备：采用微波液相合成法制备Cu2ZnSnS4纳米颗粒；将所制备Cu2ZnSnS4纳米颗粒分散到有机溶剂中制成Cu2ZnSnS4纳米墨水，其浓度为50‑500mg/mL；(3).分子溶液墨水的制备：将含Cu、Zn、Sn的化合物及含硫化合物，按照摩尔比Cu/(Zn+Sn)＝0.7‑1.2，Sn/Zn＝0.8‑1.2，S/(Cu+Zn+Sn)＝1‑5，将含有Cu、Zn、Sn和S的化合物添加到有机溶剂中，从而制得分子溶液墨水；(4).Cu2ZnSnS4预制薄膜的制备：采用旋涂法、喷涂法或刮涂法将所制备的Cu2ZnSnS4纳米墨水涂敷到衬底上，在100‑400℃下烘干1‑10min，重复多次上述步骤制成具有一定厚度的Cu2ZnSnS4预制薄膜；然后再将分子溶液墨水涂敷到Cu2ZnSnS4预制薄膜之上，再在100‑400℃下烘干1‑10min，重复上述步骤制成具有一定厚度的Cu2ZnSnS4预制薄膜；或先将分子溶液墨水涂敷到衬底上，然后再将Cu2ZnSnS4纳米墨水涂敷到已涂敷分子墨水薄膜之上；(5).退火处理：将步骤(4)中所制备的Cu2ZnSnS4预制薄膜进行退火处理，气氛为惰性氩气气体或惰性氮气气体或硫气氛或硒气氛，退火温度为300‑600℃，时间为10‑120min，气压为2‑200KPa。