銅鋅錫硫吸收層薄膜及銅鋅錫硫太陽(yáng)能電池的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了銅鋅錫硫吸收層薄膜的制備方法，采用電化學(xué)共沉積CZTS前驅(qū)體后硫化得到CZTS太陽(yáng)能電池吸收層。本發(fā)明進(jìn)一步公開了銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法。本發(fā)明可在常溫常壓下操作，易調(diào)控，避免H2S污染，設(shè)備簡(jiǎn)單，成本節(jié)約，制得的銅鋅錫硫吸收層薄膜表面光滑且非常致密，制得的電池效率高，本發(fā)明可廣泛用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】銅鋅錫硫吸收層薄膜及銅鋅錫硫太陽(yáng)能電池的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體材料與器件領(lǐng)域，涉及一種銅鋅錫硫吸收層薄膜的制備方法及銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，能源和環(huán)境成為人類社會(huì)面臨的兩大重要課題。隨著化石能源日益匱乏及使用化石能源造成的環(huán)境污染，各國(guó)政府紛紛出臺(tái)了相應(yīng)的政策，開發(fā)和利用可再生新能源。太陽(yáng)能發(fā)電無(wú)論從可再生、總量大、分布廣等優(yōu)點(diǎn)，還是從技術(shù)的安全性和可靠性來(lái)看，都比其它能源更具有優(yōu)越性。今后，隨著光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，太陽(yáng)能光伏發(fā)電將會(huì)成為全球新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
[0003]到目前為止，廣泛研究的太陽(yáng)電池主要包括:硅半導(dǎo)體太陽(yáng)電池(單晶硅太陽(yáng)電池、多晶硅太陽(yáng)電池、硅薄膜太陽(yáng)電池)、化合物半導(dǎo)體(砷化鎵(GaAs)、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)電池和碲化鎘(CdTe)薄膜太陽(yáng)電池)。在所有太陽(yáng)能電池中，晶硅太陽(yáng)電池技術(shù)最成熟，但制造過(guò)程會(huì)消耗較多能量，硅片切割過(guò)程會(huì)消耗大量硅料。非晶硅薄膜太陽(yáng)電池消耗硅材料少，存在光致衰退效應(yīng)。GaAs、CIGS和CdTe薄膜太陽(yáng)能電池雖然具有高轉(zhuǎn)換效率，但是采用了對(duì)環(huán)境不友好的元素或稀缺元素，大規(guī)模推廣有可能會(huì)受到環(huán)保和資源短缺的雙重制約。近幾年時(shí)間里，一種銅基化合物銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池引起了人們的極大的關(guān)注。相比于CIGS，銅鋅錫硫中各組分在地殼中儲(chǔ)量豐富并且安全無(wú)毒無(wú)污染，禁帶寬度可以在1.0?1.5eV之間可調(diào)及在可見光內(nèi)吸收系數(shù)在IO4CnT1以上，所以被認(rèn)為是最有前景的光伏材料。
[0004]目前，制備銅鋅錫硫薄膜的制備方法有磁控濺射、熱蒸發(fā)、脈沖激光沉積、分子外延生長(zhǎng)、電沉積、噴霧熱分解、溶膠凝膠及涂布法等。濺射法、熱蒸發(fā)、脈沖激光沉積及分子外延生長(zhǎng)等方法需要昂貴的大型設(shè)備，并且對(duì)要求非常高的真空條件；用非真空法特別是電化學(xué)沉積法相對(duì)于真空法制備銅鋅錫硫薄膜具有設(shè)備廉價(jià)而且過(guò)程容易控制，并且生產(chǎn)過(guò)程中能量消耗少，原材料利用率高優(yōu)點(diǎn)。1997年Katagiri等人第一次采用電子束蒸發(fā)后硫化制備出Cu2ZnSnS4薄膜，獲得轉(zhuǎn)化效率為0.66%的CZTS太陽(yáng)能電池。2003年他們通過(guò)改進(jìn)硫化設(shè)備得到了轉(zhuǎn)化效率為5.45%的CZTS薄膜電池。2010年，Schubert等人采用四元共蒸發(fā)技術(shù)，獲得的CZTS的轉(zhuǎn)換效率為4.1 %。2010年IBM通過(guò)共蒸發(fā)方法獲得了 CZTS的最高轉(zhuǎn)化效率達(dá)到6.8%。盡管該方法是共蒸發(fā)制備出轉(zhuǎn)化效率最高，但是該工藝對(duì)設(shè)備要求較高，各個(gè)元素蒸發(fā)速率較難控制，且在生產(chǎn)制備過(guò)程中重復(fù)性較差，不利于連續(xù)生產(chǎn)。同年IBM通過(guò)混合溶液反應(yīng)制備了轉(zhuǎn)化效率高達(dá)9.7%的CZTSSe薄膜電池。2011年，IBM公司將Cu2ZnSn (S，Se) 4薄膜電池的轉(zhuǎn)換效率提高到了 10.1 %，然而水合肼具有劇毒而且不穩(wěn)定，并且非常難處理。2010年，Scragg等人使用電沉積金屬疊層Zn/Sn/Cu，并將金屬預(yù)制層置于裝有S粉的石英管式爐中進(jìn)行硫化退火，再在含有10% H2與N2氣中575°C退火2小時(shí)，得到轉(zhuǎn)化效率為3.2%的CZTS薄膜太陽(yáng)電池。2009年Ennaoui等人通過(guò)共沉積金屬預(yù)制層Cu-Zn-Sn制備CZTS前驅(qū)體，并將金屬預(yù)制層置于石英管式爐中進(jìn)行硫化退火，再在含有5% H2S的Ar氣中550°C退火2小時(shí)，制備出了轉(zhuǎn)化效率達(dá)3.4%的CZTS薄膜太陽(yáng)電池，是目前采用電沉積制備出CZTS薄膜電池的最高轉(zhuǎn)化效率。但是，Scragg組采用在N2/H2+S氣氛中進(jìn)行硫化CZTS前驅(qū)體，該工藝過(guò)程會(huì)發(fā)生H2爆炸以及產(chǎn)生有毒的H2S造成了極大的危險(xiǎn)和環(huán)境污染；盡管Ennaoui組通過(guò)共沉積金屬預(yù)制層Cu-Zn-Sn后硫化CZTS工藝優(yōu)化于Scragg組，但是不能避免采用H2S氣體，并且總退火時(shí)間大于8小時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)化生產(chǎn)所需。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出銅鋅錫硫(CZTS)吸收層薄膜及銅鋅錫硫(CZTS)太陽(yáng)能電池的制備方法。
[0006]本發(fā)明提供一種銅鋅錫硫吸收層薄膜的制備方法，包括以下步驟:
[0007](I)清洗襯底；所述襯底依次使用堿性溶液、丙酮、乙醇及去離子水超聲清洗，然后用氮?dú)獯蹈?，在放入真空干燥箱中干燥備用。所述襯底包括玻璃襯底。
[0008](2)利用磁控濺射技術(shù)在所述襯底上沉積銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池用的金屬M(fèi)o背電極薄膜或ITO導(dǎo)電薄膜；
[0009](3)按摩爾比為I?4: 0.5?2: 0.5?2: I?10: 5?50稱取硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錫、硫代硫酸鈉和酒石酸鉀，溶解于溶劑中，超聲得到待鍍電解液，接著進(jìn)行電沉積鍍膜，得到致密的銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜；
[0010](4)將前述銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜和足夠量的硫粉置于真空條件下進(jìn)行硫化退火處理，得到所述銅鋅錫硫吸收層薄膜。
[0011]本發(fā)明銅鋅錫硫吸收層薄膜的制備方法中，所述步驟(3)中，硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錫、硫代硫酸鈉、酒石酸鉀的用量的摩爾比為:1?4: 0.5?2: 0.5?2: I?
10: 5?50。優(yōu)選地，硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錫、硫代硫酸鈉、酒石酸鉀的用量的摩爾比為:
2:1:1: 4: 10。
[0012]本發(fā)明銅鋅錫硫吸收層薄膜的制備方法中，硫化退火處理步驟包括以下方式I或方式II:
[0013]方式1.將銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜與足夠量的硫粉放在石墨舟中，然后將石墨舟置于退火爐中，進(jìn)行抽真空，接著通入N2,以0.5?1°C /S升溫速率加熱退火爐，從室溫升到450?600°C，保溫5?120分鐘，然后自然降溫至室溫。
[0014]方式I1.將銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜與足夠量的硫粉放在石墨舟中，然后將石墨舟置于退火爐中，進(jìn)行抽真空，接著通入N2,以I?80°C /S升溫速率加熱退火爐，從室溫升到450?600°C，保溫5?120分鐘，然后自然降溫至室溫。
[0015]本發(fā)明銅鋅錫硫吸收層薄膜的制備方法中，硫化退火處理可不同的升溫速率，例如，0.5?1°C /S升溫速率、或I?80°C /S升溫速率。不同的硫化退火升溫速率對(duì)銅鋅錫硫吸收層薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌以及電學(xué)性質(zhì)會(huì)產(chǎn)生一定影響，例如，升溫速度在0.5?1°C /S內(nèi)生長(zhǎng)的銅鋅錫硫吸收層薄膜的XRD半高寬小，具有較高的結(jié)晶度，薄膜的SEM形貌非常致密，并且銅鋅錫硫電池效率更高。例如，升溫速度在I?80°C /S內(nèi)生長(zhǎng)的銅鋅錫硫薄膜的XRD半高寬較大，薄膜的晶粒尺寸相對(duì)較小。本發(fā)明研究表明，銅元素在低溫200°C以下就開始與硫粉發(fā)生反應(yīng)生成硫化銅，在升溫初期，薄膜表面很快就被一層致密的硫化銅所覆蓋，從而硫粉只能緩慢地?cái)U(kuò)散到前驅(qū)體底層，導(dǎo)致薄膜硫化不完全徹底。
[0016]本發(fā)明還提供了一種銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，包括以下步驟:
[0017](I)清洗襯底；所述襯底依次使用堿性溶液、丙酮、乙醇及去離子水超聲清洗，然后用氮?dú)獯蹈?，在放入真空干燥箱中干燥備用。所述襯底包括玻璃襯底。
[0018](2)利用磁控濺射技術(shù)在所述襯底上沉積銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池用的金屬M(fèi)o背電極薄膜或ITO導(dǎo)電薄膜；
[0019](3)按摩爾比為I?4: 0.5?2: 0.5?2: I?10: 5?5稱取硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錫、硫代硫酸鈉和酒石酸鉀，溶解于溶劑中，超聲得到待鍍電解液，接著進(jìn)行電沉積鍍膜，得到致密的銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜；優(yōu)選地，稱取硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錫、硫代硫酸鈉、酒石酸鉀的用量在摩爾比為02: I: I: 4: 10 ；
[0020](4)將前述銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜和足夠量的硫粉置于真空條件下進(jìn)行硫化退火處理，得到所述銅鋅錫硫吸收層薄膜；其中，足夠量的硫粉為100?2000mg硫粉。
[0021](5)采用化學(xué)水浴法在所述銅鋅錫硫吸收層薄膜上沉積CdS緩沖層；
[0022](6)在前述所述CdS緩沖層繼續(xù)沉積透明導(dǎo)電氧化物1-ZnO和ΑΖ0,得到銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池。
[0023]其中，所述CdS緩沖層的厚度為40?140納米。優(yōu)選地，CdS緩沖層的厚度包括40納米、60納米、80納米、140納米等。較優(yōu)選地，CdS緩沖層的厚度為40納米、60納米。
[0024]其中，所述透明導(dǎo)電氧化物1-ZnO的沉積厚度為50?150納米。優(yōu)選地，i_ZnO的沉積厚度為50納米、80納米、150納米等。較優(yōu)選地，1-ZnO的沉積厚度為50納米、80納米。
[0025]其中，所述AZO的沉積厚度為400?900納米。優(yōu)選地，AZO的沉積厚度為500、600納米、900納米。較優(yōu)選地，AZO的沉積厚度為500、600納米。
[0026]采用本發(fā)明制備方法能夠低成本地制備得到0.1?3.0%轉(zhuǎn)化效率的銅鋅錫硫太陽(yáng)能電池，該銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu):
[0027]SLG/Mo or IT0/CZTS/CdS/1-Zn0/AZ0
[0028]本發(fā)明銅鋅錫硫吸收層薄膜及銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，采用電化學(xué)共沉積CZTS前驅(qū)體后硫化工藝，即先在常溫常壓下電沉積CZTS前驅(qū)體薄膜，然后將銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜與足夠量的硫粉放在石墨舟中，并將石墨舟置于RTP快速退火爐硫化，得到銅鋅錫硫吸收層薄膜，進(jìn)一步制備得到較高轉(zhuǎn)化效率的CZTS太陽(yáng)能電池。與現(xiàn)有其他工藝(例如磁控濺射法、真空蒸發(fā)法及脈沖激光沉積等需要在真空體系下生長(zhǎng)薄膜的方法)比較，本發(fā)明的CZTS前驅(qū)體在硫粉中快速退火工藝過(guò)程，即，在常溫常壓下操作，可以通過(guò)改變電化學(xué)參數(shù)及電解液組成很方便地獲得不同厚度、化學(xué)性能穩(wěn)定及成分易調(diào)控的CZTS前驅(qū)體薄膜；然后采用預(yù)熱時(shí)間更短、工藝控制精確、升溫時(shí)間更短、快速熱退火爐(RTP)硫化前驅(qū)體。本發(fā)明采用電沉積CZTS薄膜所需要的設(shè)備簡(jiǎn)單，易調(diào)控，成本低廉，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。而且，本發(fā)明中用硫粉替代現(xiàn)有技術(shù)H2S硫化，避免了 H2S對(duì)人和環(huán)境造成危害以及后續(xù)廢氣的處理。
[0029]本發(fā)明有益效果還包括，采用快速退火爐，升溫速度極快，控溫精度，確保了在高溫硫化銅鋅錫硫前驅(qū)體過(guò)程中制備出單一相的銅鋅錫硫薄膜，且薄膜表面光滑，致密高高質(zhì)量吸收層，保證銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池器件較高的轉(zhuǎn)化效率。本發(fā)明制備方法具有重復(fù)性好，有益于環(huán)境，電池效率較高，節(jié)約成本，有利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等有益效果，具有廣泛研究及應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的銅鋅錫硫吸收層薄膜的XRD圖；
[0031]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的銅鋅錫硫吸收層薄膜的SEM圖；
[0032]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制備的銅鋅錫太陽(yáng)能電池的J-V圖；
[0033]圖4為本發(fā)明實(shí)施例2制備的銅鋅錫硫吸收層薄膜的XRD圖；
[0034]圖5為本發(fā)明實(shí)施例2制備的銅鋅錫硫吸收層薄膜的SEM圖；
[0035]圖6為本發(fā)明實(shí)施例2制備的銅鋅錫太陽(yáng)能電池的J-V圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]結(jié)合以下具體實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容不局限于以下實(shí)施例。在不背離發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點(diǎn)都被包括在本發(fā)明中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護(hù)范圍。實(shí)施本發(fā)明的過(guò)程、條件、試劑、實(shí)驗(yàn)方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識(shí)和公知常識(shí)，本發(fā)明沒有特別限制內(nèi)容。
[0037]實(shí)施例1
[0038]I)清洗玻璃襯底:襯底依次使用堿性溶液、丙酮、乙醇及去離子水超聲清洗，然后用氮?dú)獯蹈?，在放入真空干燥箱中干燥備用?br> [0039]2)利用磁控濺射技術(shù)在玻璃襯底上沉積銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池用的金屬鑰背電極薄膜；該金屬鑰背電極薄膜的厚度為600納米；
[0040]3)按摩爾比2:1:1:4: 10稱取硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錫、硫代硫酸鈉和酒石酸鉀溶解于溶劑中超聲5分鐘后得到待鍍電解液；接著在步驟2制備的鑰背電極進(jìn)行電沉積鍍膜，得到致密的納米銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜；
[0041 ] 4)硫化退火處理:將銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜與0.5g的硫粉放在石墨舟中，然后將石墨舟置于退火爐中，進(jìn)行抽真空，接著通入N2,以0.5°C /S升溫速率加熱退火爐，從室溫升到550°C，保溫30分鐘，然后自然降溫至室溫；得到產(chǎn)品銅鋅錫硫吸收層薄膜，其XRD圖如圖1所示，表明制備得到的產(chǎn)品為銅鋅錫硫吸收層薄膜，該薄膜中不存在其它雜相。其SEM圖如圖2所示，表明制備得到的銅鋅錫硫吸收層薄膜產(chǎn)品表面光滑、表面致密、結(jié)晶完好。
[0042]另一實(shí)施例中，按1°C /S升溫速率加熱退火爐，其他操作與本實(shí)施例1相同，得到的產(chǎn)品銅鋅錫硫吸收層薄膜與本實(shí)施例1的產(chǎn)物相同。
[0043]進(jìn)一步地繼續(xù)以下步驟，以制備銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池:
[0044]5)將在銅鋅錫硫吸收層上采用化學(xué)水浴方法沉積CdS緩沖層，厚度為40納米；
[0045]6)將在CdS緩沖層上繼續(xù)沉積透明導(dǎo)電氧化物1-ZnO和ΑΖ0，厚度分別為50納米、500納米；制備得到銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池，其J-V圖如圖3所示，可見該銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池具有2.63%的轉(zhuǎn)化效率，轉(zhuǎn)化效率高。
[0046]本發(fā)明實(shí)施中采用的磁控濺射技術(shù)、化學(xué)水浴法等均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0047]實(shí)施例2[0048]I)清洗襯底:襯底依次使用堿性溶液、丙酮、乙醇和去離子水超聲清洗，然后用氮?dú)獯蹈桑诜湃胝婵崭稍锵渲懈稍飩溆茫?br> [0049]2)利用磁控濺射技術(shù)在玻璃襯底上沉積銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池用的金屬M(fèi)o背電極薄膜，其厚度為900納米；
[0050]3)按摩爾比2:1:1:4: 10稱取硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錫、硫代硫酸鈉和酒石酸鉀溶解于溶劑中超聲10分鐘后得到待鍍電解液；接著在步驟2制備的鑰背電極進(jìn)行電沉積鍍膜，得到致密的納米銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜；在其他實(shí)施例子中，按摩爾比為I?
4: 0.5?2: 0.5?2: I?10: 5?50范圍之內(nèi)的任何具體數(shù)值，稱取硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錫、硫代硫酸鈉、酒石酸鉀，均可得到銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜；
[0051]4)硫化退火處理:將銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜與0.5g的硫粉放在石墨舟中，然后將石墨舟置于退火爐中，進(jìn)行抽真空，接著通入N2,以30°C /S升溫速率加熱退火爐，從室溫升到580°C，保溫15分鐘，然后自然降溫至室溫；得到產(chǎn)品銅鋅錫硫吸收層薄膜，其XRD圖如圖4所示，表明制備得到的產(chǎn)品為銅鋅錫硫吸收層薄膜，該薄膜中不存在其它雜相。其SEM圖如圖5所示，表明制備得到的銅鋅錫硫吸收層薄膜產(chǎn)品表面光滑、表面致密、結(jié)晶完好。
[0052]其他實(shí)施例中，分別按10°C /S、60°C /S或80°C /S升溫速率加熱退火爐，其他操作與本實(shí)施例2相同，得到的產(chǎn)品銅鋅錫硫吸收層薄膜與本實(shí)施例2的產(chǎn)物相同。
[0053]進(jìn)一步地繼續(xù)以下步驟，以制備銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池:
[0054]5)將在銅鋅錫硫吸收層上采用化學(xué)水浴方法沉積CdS緩沖層，厚度為60納米；
[0055]6)將在CdS緩沖層上繼續(xù)沉積透明導(dǎo)電氧化物1-ZnO和ΑΖ0，厚度分別為80納米、600納米，銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池完成，制備得到的銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池，其J-V圖如圖6所示，可見該銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池具有1.65%的轉(zhuǎn)化效率，轉(zhuǎn)化效率高。
[0056]從實(shí)施例1、2可見，升溫速度在0.5?1°C /S內(nèi)生長(zhǎng)的銅鋅錫硫吸收層薄膜的XRD半高寬小，其結(jié)晶度較高，該銅鋅錫硫吸收層薄膜的SEM形貌非常致密，進(jìn)一步制得的銅鋅錫硫電池具更高效率。升溫速度在I?80°C /S內(nèi)生長(zhǎng)的銅鋅錫硫吸收層薄膜的XRD半高寬較大，銅鋅錫硫吸收層薄膜的晶粒尺寸相對(duì)較小。
【權(quán)利要求】
1.一種銅鋅錫硫吸收層薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)清洗襯底； (2)利用磁控濺射技術(shù)在所述襯底上沉積鑰背電極薄膜或ITO導(dǎo)電薄膜； (3)按摩爾比為I?4: 0.5?2: 0.5?2: I?10: 5?50稱取硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錫、硫代硫酸鈉和酒石酸鉀，溶解于溶劑中，超聲得到待鍍電解液，接著進(jìn)行電沉積鍍膜，得到致密的銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜； (4)將前述銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜和100?2000mg硫粉置于真空條件下進(jìn)行硫化退火處理，得到所述銅鋅錫硫吸收層薄膜。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中的硫化退火處理，是將所述銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜與硫粉放在石墨舟中，然后將石墨舟置于退火爐中，抽真空，接著通入N2,以0.5?1°C /S升溫速率加熱退火爐，從室溫升到450?600°C，保溫5?120分鐘，然后自然降溫至室溫。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中的硫化退火處理，是將所述銅鋅錫硫前驅(qū)體薄膜與硫粉放在石墨舟中，然后將石墨舟置于退火爐中，抽真空，接著通入N2，以I?80°C /S升溫速率加熱退火爐，從室溫升到450?600°C，保溫5?120分鐘，然后自然降溫至室溫。
4.一種銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括:進(jìn)行所述步驟⑴至⑷之后，繼續(xù)以下步驟: (5)采用化學(xué)水浴法在所述銅鋅錫硫吸收層薄膜上沉積CdS緩沖層； (6)在前述所述CdS緩沖層繼續(xù)沉積透明導(dǎo)電氧化物1-ZnO和ΑΖ0，得到銅鋅錫硫薄膜太陽(yáng)能電池。
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述CdS緩沖層的厚度為40?140納米。
6.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述透明導(dǎo)電氧化物1-ZnO的沉積厚度為50?150納米。
7.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述AZO的沉積厚度為400?900納米。
【文檔編號(hào)】H01L31/032GK103762257SQ201410021101
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】陶加華, 孫琳, 楊平雄, 褚君浩 申請(qǐng)人:華東師范大學(xué)