專(zhuān)利名稱(chēng)：一種太陽(yáng)能電池用CuInSe₂薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種太陽(yáng)能電池用Cdr^e2薄膜的制備方法。
背景技術(shù)：
環(huán)境污染和能源短缺是當(dāng)今社會(huì)存在的兩大基本問(wèn)題，因此，開(kāi)發(fā)清潔的環(huán)保型可再生能源成為人類(lèi)社會(huì)面臨的迫切課題。太陽(yáng)能作為一種可再生清潔能源在全球范圍內(nèi)得到快速的發(fā)展，特別是利用光伏效應(yīng)提供綠色新能源的太陽(yáng)能電池具有廣闊的應(yīng)用前景。銅銦硒(Cdr^e2)薄膜太陽(yáng)能電池作為一種新型的太陽(yáng)能電池，具有轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定性好，高吸收系數(shù)和弱光性能好等優(yōu)點(diǎn)，是光伏能源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域中具有良好前景的一種太陽(yáng)能電池。CuInSe2薄膜太陽(yáng)能電池以Cdr^e2薄膜為光吸收層，所述Cdr^e2薄膜的制備方法分為真空法與非真空法，其中，由于真空法存在制備條件苛刻、成本高的缺點(diǎn)，限制了其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。與真空法相比，采用非真空法制備Cuhk2薄膜可大幅降低太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)成本，目前得到了廣泛的研究。非真空法具體包括以下方法(1)電化學(xué)法 (Lincot D，Guillemoles JF,Taunier S，Guimard D，SicxKurdi J，Chaumont A，Roussel 0， Ramdani 0，Hubert C，F(xiàn)auvarque JP, Bodereau N，Parissi L, Panheleux P，F(xiàn)anouillere P，Naghavi N，Grand PP, Benfarah M，Mogensen P，Kerrec 0. Chalcopyrite thin film solar cells by electrodeposition. Solar Energy 2004 ；77 (6) :725-737.) (2) ^ (Mitzi DBiYuan M，LiuW，Kellock A,Chey SJ，Deline V，Schrott AG. A high-efficiency solution-deposited thin-film photovoltaic device. Advanced Materials 2008 ；20 3657-3662.) (3)顆粒法(Kapur VK，Bansal A，Le P，Asensio 01. Non-vacuum processing of CuInl-xGaxSe2solar cells on rigid and flexible substrates using nanoparticle precursor inks. Thin Solid Films 2003 ;431_432 :53)。顆粒法由于具有成本低、效率高等特點(diǎn)，是制備Cdr^e2薄膜的重要方法，根據(jù)前驅(qū)物顆粒不同，顆粒法分為銅銦硒顆粒法、二元硒化物顆粒法、氧化物顆粒法和金屬顆粒法等。現(xiàn)有技術(shù)中報(bào)道的利用金屬顆粒法制備Cdr^e2薄膜的方法主要包括以下步驟將銅粉、銦金屬顆粒和硒粉球磨分散，得到含有納米顆粒的液相前驅(qū)體；將液相前軀體涂覆于襯底表面得到前驅(qū)薄膜；將前驅(qū)薄膜進(jìn)行熱處理，得到Cdr^e2薄膜。但是，由于該方法的反應(yīng)原料中的銦金屬顆粒的延展性較好，粘附性較強(qiáng)，在球磨分散時(shí)銦金屬顆粒較難破碎，從而導(dǎo)致制備的Cdr^e2薄膜的成分不均勻，致密性較差。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種太陽(yáng)能電池用Cdr^e2薄膜的制備方法，該方法制備的Cdr^e2薄膜成分均勻、致密性良好。本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能電池用CuIr^e2薄膜的制備方法，包括以下步驟
提供含有銅源化合物和銦源化合物的前體溶液；將所述前體溶液與堿溶液混合，控制pH值為8 10，反應(yīng)后得到混合膠體；將所述混合膠體與黏合劑在有機(jī)溶劑中混合，得到前驅(qū)體漿料；將所述前驅(qū)體漿料進(jìn)行成膜處理、干燥處理和退火處理，得到預(yù)制薄膜；將所述預(yù)制薄膜與硒進(jìn)行硒化反應(yīng)，得到Cdr^e2薄膜。優(yōu)選的，所述銅源化合物為硝酸銅或氯化銅。優(yōu)選的，所述銦源化合物為硝酸銦或氯化銦。優(yōu)選的，所述銅源化合物中銅元素與所述銦源化合物中銦元素的摩爾比為(8 10) (8 10)。優(yōu)選的，所述pH值為9。優(yōu)選的，所述得到混合膠體的反應(yīng)溫度為50 80°C。優(yōu)選的，所述前體溶液中銅源化合物的濃度為0. 001 0. 006mol/L。優(yōu)選的，所述前體溶液中銦源化合物的濃度為0. 001 0. 006mol/L。優(yōu)選的，所述堿溶液為濃度為0. 08 0. 2mol/L的氫氧化鈉溶液。優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑為乙醇、戊醇和/或松油醇，所述黏合劑為乙烯基纖維素和 /或聚乙烯吡咯烷酮。本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池用Cuhk2薄膜的制備方法，包括以下步驟將所述前體溶液與堿溶液混合，控制PH值為8 10，反應(yīng)后得到混合膠體；將所述混合膠體與黏合劑在有機(jī)溶劑中混合，得到前驅(qū)體漿料；將所述前驅(qū)體漿料進(jìn)行成膜處理和退火處理，得到預(yù)制薄膜；將所述預(yù)制薄膜與硒進(jìn)行硒化反應(yīng)，得到Cdr^e2薄膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用共沉淀法將含有銅源化合物和銦源化合物的前體溶液與堿溶液進(jìn)行共沉淀反應(yīng)， 使銅元素與銦元素進(jìn)行分子水平的混合，有利于制備成分均勻的Cdr^e2薄膜，避免了采用球磨法帶來(lái)的成分不均勻等問(wèn)題。并且，由于制備的預(yù)制薄膜在與硒進(jìn)行硒化反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生體積膨脹，因此，制備得到的Cdr^e2薄膜的致密性較好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備的 CuInSe2薄膜成分均勻、致密性良好。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的Cdr^e2薄膜的X射線衍射圖譜；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的Cdr^e2薄膜的拉曼圖譜；圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制備的Cdr^e2薄膜的掃描電鏡圖片；圖4為本發(fā)明實(shí)施例2制備的Cdr^e2薄膜的掃描電鏡圖片；圖5為本發(fā)明實(shí)施例3制備的Cdr^e2薄膜的掃描電鏡圖片。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)能電池用CuIr^e2薄膜的制備方法，包括以下步驟提供含有銅源化合物和銦源化合物的前體溶液；將所述前體溶液與堿溶液混合，控制pH值為8 10，反應(yīng)后得到混合膠體；將所述混合膠體與黏合劑在有機(jī)溶劑中混合，得到前驅(qū)體漿料；將所述前驅(qū)體漿料進(jìn)行成膜處理和退火處理，得到預(yù)制薄膜；將所述預(yù)制薄膜與硒進(jìn)行硒化反應(yīng)，得到Cdr^e2薄膜。本發(fā)明采用的銅源化合物優(yōu)選為硝酸銅或氯化銅；所述銦源化合物優(yōu)選為硝酸銦或氯化銦；所述銅源化合物中銅元素與所述銦源化合物中銦元素的摩爾比優(yōu)選為(8 10) (8 10)，更優(yōu)選為10 9;所述前體溶液中銅源化合物的濃度優(yōu)選為0.001 0. 006mol/L,更優(yōu)選為0. 002 0. 005mol/L,最優(yōu)選為0. 003mol/L ；所述前體溶液中銦源化合物的濃度為0. 001 0. 006mol/L,更優(yōu)選為0. 002 0. 005mol/L,最優(yōu)選為0. 003mol/L。 本發(fā)明提供的含有銅源化合物和銦源化合物的前體溶液優(yōu)選按照如下方法制備將銅源化合物和銦源化合物置于去離子水中，得到含有銅源化合物和銦源化合物的前體溶液。在得到混合膠體的步驟中，所述堿溶液可以為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液等，所述堿溶液的濃度優(yōu)選為0. 08 0. 2mol/L，更優(yōu)選為0. 08 0. 15mol/L，最優(yōu)選為0. Imol/ L ；所述pH值優(yōu)選為8. 5 9. 5，更優(yōu)選為9 ；所述反應(yīng)溫度優(yōu)選為50 80°C，更優(yōu)選為60 70°C，最優(yōu)選為65°C。本發(fā)明所述前體溶液與堿溶液混合可以采用如下方式將所述前體溶液與所述堿溶液同時(shí)滴加至反應(yīng)器中，其中，滴加速度優(yōu)選為0. 56 1. 68ml/min，更優(yōu)選為0. 8 1. 5ml/min，最優(yōu)選為1. 12ml/min。本發(fā)明制備的混合膠體為氫氧化銅和氫氧化銦的混合物。此外，得到混合膠體的步驟還包括將所述前體溶液與堿溶液混合反應(yīng)后， 靜置2 5小時(shí)，離心分離得到沉淀，將所述沉淀洗滌，震蕩分散，得到混合膠體。本發(fā)明采用共沉淀方法制備氫氧化銅和氫氧化銦的混合物使銅銦元素進(jìn)行分子水平的混合，有利于銅銦硒薄膜中各元素化學(xué)計(jì)量的精確控制，避免了電化學(xué)法中薄膜化學(xué)計(jì)量比難以控制的問(wèn)題。同時(shí)，本發(fā)明以氫氧化物顆粒作為前驅(qū)物，避免了采用氧化物法制備的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池中存在的由于氧化銦難以被還原完全而導(dǎo)致的銅銦硒薄膜雜質(zhì)含量高的問(wèn)題。在得到混合膠體后，將所述混合膠體與黏合劑在有機(jī)溶劑中混合，所述黏合劑優(yōu)選為乙烯基纖維素和/或聚乙烯吡咯烷酮；所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為乙醇、戊醇和/或松油醇； 所述混合膠體中氫氧化銅在所述有機(jī)溶劑中濃度優(yōu)選為0. 028 0. 056g/ml,更優(yōu)選為 0. 03 0. 05g/ml，最優(yōu)選為0. 0375g/ml ；所述混合膠體中氫氧化銦在所述有機(jī)溶劑中濃度優(yōu)選為0. 028 0. 056g/ml，更優(yōu)選為0. 03 0. 05g/ml，最優(yōu)選為0. 0375g/ml。在得到前驅(qū)體漿料的步驟中，還包括將所述混合膠體與黏合劑在有機(jī)溶劑的混合物置于磁力攪拌加熱器中濃縮處理，冷卻后得到前驅(qū)體漿料，所述濃縮溫度優(yōu)選為50 120°C，更優(yōu)選為 60 100°C，最優(yōu)選為79°C ；所述濃縮時(shí)間優(yōu)選為10 30min，更優(yōu)選為15 20min，最優(yōu)選為17min。按照本發(fā)明，所述成膜處理可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的處理方法，例如滴注
5成膜法和刀刮法(doctor-blade)等。以采用滴注成膜法(drop-casting)為例，涂覆在單位面積前驅(qū)體漿料上的前驅(qū)體漿料的體積優(yōu)選為0. 0055 0. 022ml/cm2,更優(yōu)選為0. 006 0. 02ml/cm2，最優(yōu)選為0. Ollml/cm2，所述成膜基底可以采用本發(fā)明本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的基底，優(yōu)選為鈉鈣玻璃；在采用滴注成膜法的成膜處理方法時(shí)，所述干燥處理的溫度優(yōu)選為 30 60°C，更優(yōu)選為30 50°C，最優(yōu)選為40°C，所述干燥時(shí)間優(yōu)選為10 36小時(shí)，更優(yōu)選為15 30小時(shí)，最優(yōu)選為M小時(shí)。此外，所述成膜處理還可以采用刀刮法，刀口深度優(yōu)選為20微米，該方法可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的成膜基底，可以為鈉鈣玻璃。在采用刀刮法的成膜處理方法時(shí)，所述干燥溫度優(yōu)選為60 100°C，更優(yōu)選為70 90°C，最優(yōu)選為80°C ；干燥時(shí)間優(yōu)選為0. 5 3小時(shí)，更優(yōu)選為0. 8 2小時(shí)，最優(yōu)選為1小時(shí)。所述退火處理的步驟中，退火氣氛優(yōu)選為氬氣或氫氣。采用氬氣的退火氣氛時(shí)，退火溫度優(yōu)選為250 450°C，更優(yōu)選為300 400°C，最優(yōu)選為350°C，其中，升溫速率優(yōu)選為 5 20°C /分，更優(yōu)選為8 15°C /分，最優(yōu)選為10°C /分；所述退火時(shí)間優(yōu)選為30 90 分鐘，更優(yōu)選為40 70分鐘，最優(yōu)選為60分鐘。在采用氬氣退火時(shí)，退火溫度較低，有利于降低成本。采用氫氣的退火氣氛時(shí)，退火溫度優(yōu)選為450 550°C，更優(yōu)選為480 520°C， 最優(yōu)選為500°C ；升溫速率優(yōu)選為5 20°C /分，更優(yōu)選為8 15°C /分，最優(yōu)選為10°C / 分；所述退火時(shí)間優(yōu)選為30 90分鐘，更優(yōu)選為40 70分鐘，最優(yōu)選為60分鐘。在采用氫氣退火時(shí)，無(wú)需采用過(guò)量的氫氣，有利于節(jié)約原料。本發(fā)明中，所述預(yù)制薄膜與硒進(jìn)行硒化反應(yīng)的真空度優(yōu)選為2 10帕，更優(yōu)選為 3 8帕，最優(yōu)選為5帕；反應(yīng)溫度優(yōu)選為450 580°C，更優(yōu)選為500 580°C，最優(yōu)選為 550°C;反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為10 60分鐘，更優(yōu)選為20 50分鐘，最優(yōu)選為30分鐘。其中，由室溫升至所述硒化反應(yīng)的反應(yīng)溫度的升溫速率優(yōu)選為40 70°C /分，更優(yōu)選為50 70。C/ 分，最優(yōu)選為60°C/分。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用共沉淀法將含有銅源化合物和銦源化合物的前體溶液與堿溶液進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，使銅元素與銦元素實(shí)現(xiàn)分子水平的混合，有利于制備成分均勻的Cdr^e2薄膜，避免了采用球磨法帶來(lái)的成分不均勻等問(wèn)題。并且，由于制備的預(yù)制薄膜在與硒進(jìn)行硒化反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生體積膨脹，因此，制備得到的Cdr^e2薄膜的致密性較好， 并且，該Cdr^e2薄膜具有結(jié)晶性好、平整度好、物相純度高等特點(diǎn)。此外，本發(fā)明提供的制備方法可方便的調(diào)整薄膜中各元素的化學(xué)計(jì)量比，方法簡(jiǎn)單，原料利用率高，對(duì)于Cdr^e2 薄膜太陽(yáng)能電池的發(fā)展與應(yīng)用具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明實(shí)施例中采用的化學(xué)試劑均為市購(gòu)。實(shí)施例11)銅銦氫氧化物前驅(qū)物漿料的制備將純度大于99 % 的 Cu (NO3) 2 · 3H20 和純度為 99. 0 % 的 In (NO3) 3 · 41/2H20 按照銅元素和銦元素的摩爾比為10 9進(jìn)行稱(chēng)量，溶解于去離子水中，得到50ml前體溶液，所述 Cu (NO3)2 · 3H20的濃度為0. 003摩爾/升，所述L(NO3)3 · 41/2H20的濃度為0. 0027摩爾/ 升；
將純度大于99%的NaOH溶解于去離子水中，得到100ml NaOH溶液，所述NaOH濃度為0. 1摩爾/升；在水浴溫度為65°C條件下，將所述前體溶液與NaOH溶液同時(shí)滴入反應(yīng)器中進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，控制PH值為9，滴加完成后攪拌反應(yīng)lh，然后靜置3h，離心分離，分別用去離子水和無(wú)水乙醇將得到的沉淀洗滌三遍，用超聲儀將沉淀震蕩分散，得到CuAn氫氧化物混合膠體；將所述CuAn氫氧化物混合膠體分散在6ml乙醇與6ml松油醇的混合溶劑中，在常溫下磁力攪拌Ih后，加入0. 3g聚乙烯吡咯烷酮和0. 15g乙烯基纖維素作為黏合劑，常溫磁力攪拌池，超聲分散20min，得到前驅(qū)體漿料；2) CiJnk2 薄膜沉積 將所述前驅(qū)體漿料滴注于經(jīng)過(guò)清洗的鈉鈣玻璃上成膜，所述前驅(qū)體漿料在鈉鈣玻璃上的涂覆量為O.Ollml/cm2，將涂覆后的薄膜在烘箱中于40°C下干燥對(duì)小時(shí)后，置于氫氣氣氛下于50(TC退火60分鐘，得到預(yù)制薄膜；在550°C條件下，將所述預(yù)制薄膜在硒蒸汽進(jìn)行硒化反應(yīng)30分鐘，緩慢冷卻到室溫后，得到Cuhk2薄膜。利用X射線衍射和拉曼光譜對(duì)本實(shí)施例制備的Cdr^e2薄膜進(jìn)行測(cè)試，如圖1所示，為本實(shí)施例制備的Cdr^e2薄膜的X射線衍射圖譜，圖2為該Cdr^e2薄膜的拉曼圖譜，從圖1和圖2可以看出，所述Cdr^e2薄膜為單相的Cdr^e2黃銅礦結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的 (112)取向。利用通過(guò)掃描電鏡對(duì)本實(shí)施例制備的Cuhk2薄膜進(jìn)行觀察，如圖3所示，為該Cuhk2薄膜的掃描電鏡圖片，從圖中可以看出，該Cuhk2薄膜致密性好、結(jié)晶性好、平整度高。實(shí)施例21)銅銦氫氧化物前驅(qū)物漿料的制備將純度大于99 % 的 Cu (NO3) 2 · 3H20 和純度為 99. O % 的 In (NO3) 3 · 41/2H20 按照銅元素和銦元素的摩爾比為10 9進(jìn)行稱(chēng)量，溶解于去離子水中，得到50ml前體溶液，所述 Cu (NO3)2 · 3H20的濃度為0. 003摩爾/升，所述L(NO3)3 · 41/2H20的濃度為0. 0027摩爾/ 升；將純度大于99%的NaOH溶解于去離子水中，得到IOOml NaOH溶液，所述NaOH濃度為0. 1摩爾/升；在水浴溫度為65°C條件下，將所述前體溶液與NaOH溶液同時(shí)滴入反應(yīng)器中進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，控制PH值為9，滴加完成后攪拌反應(yīng)lh，然后靜置3h，離心分離，分別用去離子水和無(wú)水乙醇將得到的沉淀洗滌三遍，用超聲儀將沉淀震蕩分散，得到CuAn氫氧化物混合膠體；將所述CuAn氫氧化物混合膠體分散在6ml乙醇與6ml松油醇的混合溶劑中，在常溫下磁力攪拌Ih后，加入0. 3g聚乙烯吡咯烷酮和0. 15g乙烯基纖維素作為黏合劑，常溫磁力攪拌池，超聲分散20min，得到前驅(qū)體漿料；2) CiJnk2 薄膜沉積將所述前驅(qū)體漿料滴注于經(jīng)過(guò)清洗的鈉鈣玻璃上成膜，所述前驅(qū)體漿料在鈉鈣玻璃上的涂覆量為0. Ollml/cm2，將涂覆后的薄膜在烘箱中于40°C下干燥M小時(shí)后置于氬氣
7氣氛下于350°C退火60分鐘，得到預(yù)制薄膜；在550°C條件下，將所述預(yù)制薄膜在硒蒸汽進(jìn)行硒化反應(yīng)30分鐘，緩慢冷卻到室溫后，得到Cuhk2薄膜。如圖4所示，為本實(shí)施例制備的(MnSh薄膜的掃描電鏡圖片，從圖中可以看出， 該Cdr^e2薄膜致密性好、平整度高。實(shí)施例31)銅銦氫氧化物前驅(qū)物漿料的制備將純度大于99 % 的 Cu (NO3) 2 · 3H20 和純度為 99. 0 % 的 In (NO3) 3 · 41/2H20 按照銅元素和銦元素的摩爾比為10 9進(jìn)行稱(chēng)量，溶解于去離子水中，得到50ml前體溶液，所述 Cu (NO3)2 · 3H20的濃度為0. 003摩爾/升，所述L(NO3)3 · 41/2H20的濃度為0. 0027摩爾/ 升；將純度大于99%的NaOH溶解于去離子水中，得到100ml NaOH溶液，所述NaOH濃度為0. 1摩爾/升；在水浴溫度為65°C條件下，將所述前體溶液與NaOH溶液同時(shí)滴入反應(yīng)器中進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，控制PH值為9，滴加完成后攪拌反應(yīng)lh，然后靜置3h，離心分離，分別用去離子水和無(wú)水乙醇將得到的沉淀洗滌三遍，用超聲儀將沉淀震蕩分散，得到CuAn氫氧化物混合膠體；將所述CuAn氫氧化物混合膠體分散在6ml乙醇與6ml松油醇的混合溶劑中，在常溫下磁力攪拌Ih后，加入0. 3g聚乙烯吡咯烷酮和0. 15g乙烯基纖維素作為黏合劑，常溫磁力攪拌池，超聲分散20min，然后置于磁力攪拌加熱器上79°C加熱17min，冷卻至室溫，得到具有較高粘度的銅銦氫氧化物前驅(qū)物漿料；2) CiJnk2 薄膜沉積將所述前驅(qū)體漿料通過(guò)刀刮法(doctor-blade)在經(jīng)過(guò)清洗的鈉鈣玻璃上成膜， 刀口深度為20微米，將涂覆后的薄膜在烘箱中于80°C下干燥1小時(shí)后，置于氫氣氣氛下于 500°C退火60分鐘，得到預(yù)制薄膜；在550°C條件下，將所述預(yù)制薄膜與硒蒸汽進(jìn)行硒化反應(yīng)30分鐘，緩慢冷卻到室溫后，得到本發(fā)明提供的Cuhk2薄膜。如圖5所示，為本實(shí)施例制備的(MnSh薄膜的掃描電鏡圖片，從圖中可以看出， 該Cdr^e2薄膜致密性好、結(jié)晶質(zhì)量好、成分均勻、平整度高。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
8
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池用Cdr^e2薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟提供含有銅源化合物和銦源化合物的前體溶液；將所述前體溶液與堿溶液混合，控制PH值為8 10，反應(yīng)后得到混合膠體；將所述混合膠體與黏合劑在有機(jī)溶劑中混合，得到前驅(qū)體漿料；將所述前驅(qū)體漿料進(jìn)行成膜處理、干燥處理和退火處理，得到預(yù)制薄膜；將所述預(yù)制薄膜與硒進(jìn)行硒化反應(yīng)，得到Cdr^e2薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銅源化合物為硝酸銅或氯化銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銦源化合物為硝酸銦或氯化銦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銅源化合物中銅元素與所述銦源化合物中銦元素的摩爾比為(8 10) (8 10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述PH值為9。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述得到混合膠體的反應(yīng)溫度為 50 80 。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述前體溶液中銅源化合物的濃度為 0.001 0. 006mol/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述前體溶液中銦源化合物的濃度為 0.001 0. 006mol/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述堿溶液為濃度為0.08 0. 2mol/L的氫氧化鈉溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為乙醇、戊醇和/或松油醇，所述黏合劑為乙烯基纖維素和/或聚乙烯吡咯烷酮。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)能電池用CuInSe2薄膜的制備方法，包括以下步驟將所述前體溶液與堿溶液混合，控制pH值為8～10，反應(yīng)后得到混合膠體；將所述混合膠體與黏合劑在有機(jī)溶劑中混合，得到前驅(qū)體漿料；將所述前驅(qū)體漿料進(jìn)行成膜處理和退火處理，得到預(yù)制薄膜；將所述預(yù)制薄膜與硒進(jìn)行硒化反應(yīng)，得到CuInSe2薄膜。本發(fā)明采用共沉淀法將含有銅源化合物和銦源化合物的前體溶液與堿溶液進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，使銅元素與銦元素進(jìn)行分子水平的混合，有利于制備成分均勻的CuInSe2薄膜，避免了采用球磨法帶來(lái)的成分不均勻等問(wèn)題。并且，由于預(yù)制薄膜在與硒進(jìn)行硒化反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生體積膨脹，得到的CuInSe2薄膜的致密性較好。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102270700SQ20111020335
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者劉偉豐, 朱長(zhǎng)飛, 江國(guó)順, 陳桂林 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)