一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法。其方案是：通過一步低溫固相反應(yīng)合成含有銅和錫的氧化物納米顆粒粉體，并將顆粒分散于有機(jī)溶劑中，濕磨形成前驅(qū)體漿料；對襯底表面進(jìn)行清洗，將前驅(qū)體漿料在襯底上進(jìn)行沉積形成前驅(qū)體薄膜；將含有銅和錫氧化物的前驅(qū)體薄膜，在硫氣氛下置于密閉或者流通的管式爐內(nèi)進(jìn)行硫化退火，得到吸收層CTS薄膜；選擇密閉升溫管式爐進(jìn)行硒化熱處理，得到吸收層CTSSe薄膜。本發(fā)明采用低溫固相反應(yīng)過程，可以在大氣環(huán)境中完成，過程簡單，周期短；薄膜成分通過控制反應(yīng)金屬鹽的比例來實(shí)現(xiàn)，做到大面積的沉積；通過硫化和硒化得到吸收層薄膜，成本低，可大面積制備沉積。
【專利說明】
一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池材料與器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，常規(guī)化石能源消耗日益增長，由此引起的常規(guī)化石能源危機(jī)日益嚴(yán)峻。同時(shí)，常規(guī)化石能源的大量使用會破壞環(huán)境。因此，為了解決能源短缺問題和環(huán)境協(xié)調(diào)的關(guān)系，尋找一種清潔、可再生的能源迫在眉睫。太陽能是一種儲量豐富的高效能源。而利用太陽能能最直接有效的方式是光伏發(fā)電，即太陽能電池。
[0003]在眾多太陽能電池中，銅鋅錫硫(CZTS)薄膜太陽能具有原材料豐富、價(jià)格低廉等特點(diǎn)和優(yōu)勢，所以被看作是一類有望取代銅銦鎵砸(CIGS)的新型薄膜，具有最有很大發(fā)展?jié)摿?。但是CZTS中組元過多，容易生成ZnS雜相。而Cu2SnS3 (CTS)為簡單的三元化合物，組分單一可以避免其他雜相的生成，是一種直接帶隙半導(dǎo)體且具有與太陽光譜較為匹配的帶隙寬度(1.0eV)，吸收系數(shù)(14Cnf1)較大，因此作為一種替代CZTS或CIGS的新型太陽能電池薄膜材料已經(jīng)開始引起科研工作者的注意。目前基于磁控濺射制備CTS薄膜為吸收層，取得了4.63%效率的太陽能電池;進(jìn)一步通過使用鍺部分替代CTS中的錫已經(jīng)取得了 6%的太陽能電池轉(zhuǎn)換效率;然而與CZTS和CIGS體系相類似，純硫CTS薄膜存在著如下問題，如薄膜結(jié)晶性差、晶粒小、缺陷多、載流子收集效率低等。這類材料本身固有的性質(zhì)將限制著CTS太陽能電池效率的提高。而含有Se的Cu2Sn(S，Se)3 (CTSSe)吸收層生長過程存在低熔點(diǎn)的Cu-Se化合物助溶劑，這有利于薄膜晶粒生長。因此，通常CTSSe薄膜具有晶粒大、結(jié)晶度高、缺陷態(tài)少等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)引起了眾多科研工作的注意。所以，這種新型CTSSe化合物薄膜太陽能電池有著巨大的應(yīng)用前景和商機(jī)。
[0004]當(dāng)前制備CTSSe吸收層的方法有很多，可分為真空法和非真空法。其中真空法主要包括蒸發(fā)法、磁控濺射法等方法，這類方法所需設(shè)備比較昂貴，生產(chǎn)成本較高；而非真空法可分為電沉積、基于溶液以及納米顆粒法等，這類方法具有制備過程簡單、制備成本廉價(jià)、易于大規(guī)模生產(chǎn)等多種優(yōu)點(diǎn)，得到了更多關(guān)注和研究。其中采用納米顆粒制備CTSSe薄膜具有材料利用率高、易于操作等特點(diǎn)。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利檢索發(fā)現(xiàn)，在制備吸收層CTS薄膜和吸收層CTSSe薄膜的方法中，已經(jīng)有利用金屬硫化物、砸化物和銅錫硫化合物納米顆粒為前驅(qū)體制備出吸收層CTS薄膜或吸收層CTSSe薄膜的專利(申請?zhí)朇N201080052113.6)。但是金屬硫化物、砸化物和銅錫硫化合物納米顆粒的合成通常需要在惰性氣氛下合成，制備條件較為苛刻。因此本專利專注于此問題，采用穩(wěn)定性好、合成簡單的氧化物納米顆粒為前驅(qū)，通過簡單的成膜制備出氧化物前驅(qū)薄膜，隨后在硫氣氛中退火形成CTS薄膜，再通過在砸氣氛中熱處理，獲得均勻大面積、高質(zhì)量吸收層CTSSe薄膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種低成本氧化物納米顆粒法制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法。本發(fā)明所使用的是空氣中合成氧化物納米顆粒為前驅(qū)體，經(jīng)過硫(S)和砸(Se)氣氛中熱處理的方法，具有合成工藝簡單、制備設(shè)備不復(fù)雜、原料成本低廉、材料利用率高、可大面積均勻制備、薄膜成分以及厚度易控等優(yōu)點(diǎn)，適用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是:
步驟一:通過一步低溫固相反應(yīng)合成含有銅和錫的氧化物納米顆粒粉體，并將氧化物納米顆粒分散于有機(jī)溶劑中，濕磨形成穩(wěn)定的前驅(qū)體漿料；
步驟二:對襯底表面進(jìn)行清洗，將步驟一所述前驅(qū)體漿料在襯底上進(jìn)行沉積形成氧化物前驅(qū)體薄膜，干燥后保存；
步驟三:將在步驟二得到的含有銅和錫氧化物的前驅(qū)體薄膜，在硫(S)氣氛下置于密閉或者流通的管式爐內(nèi)進(jìn)行硫化退火，得到吸收層CTS薄膜。
[0007]步驟四:利用步驟三)得到的吸收層CTS薄膜，選擇密閉升溫管式爐，在砸氣氛中進(jìn)行砸化熱處理，得到吸收層CTSSe薄膜。
[0008]本發(fā)明步驟一所述的低溫固相反應(yīng)合成氧化物納米顆粒法是指:將銅和錫的無機(jī)鹽，與反應(yīng)劑碳酸氫銨混合研磨后，在中低溫下燒結(jié)，獲得氧化物納米顆粒。
[0009]本發(fā)明所述的銅的無機(jī)鹽和錫的無機(jī)鹽，銅和錫兩者之間的摩爾比為1.6?2.4:1o
[0010]本發(fā)明所述的碳酸氫銨，其使用量為銅和錫摩爾總量的1.1?2.0倍。
[0011 ]本發(fā)明所述的研磨，采用普通球磨機(jī)、超能球磨機(jī)、濕磨機(jī)或研缽，研磨時(shí)間為6?15 min0
[0012]本發(fā)明所述的濕磨，采用普通球磨機(jī)、超能球磨機(jī)、濕磨機(jī)或研缽，濕磨時(shí)間為36?48 h，濕磨后漿料中固含量控制在200?400 mg/ml ο
[0013]漿料中固含量控制在200?400 mg/ml。
[0014]所述的中低溫下燒結(jié)，其溫度范圍在300?400°C之間，燒結(jié)時(shí)間1min?180min。
[0015]本發(fā)明步驟二中所述的襯底為鍍鉬薄膜、鈉鈣玻璃、石英玻璃以及金屬箔中的一種。
[0016]本發(fā)明所述銅的無機(jī)鹽是指硝酸銅、乙酸銅中的一種或兩種任意比例的混合物； 本發(fā)明所述錫的無機(jī)鹽是指乙酸錫、草酸亞錫中的一種或兩種任意比例的混合物； 本發(fā)明所述的有機(jī)溶劑是指乙醇、乙二醇或者松油醇中的一種或者幾種的混合；
本發(fā)明所述的沉積，是指刀刮、旋涂、絲網(wǎng)印刷中的一種；
本發(fā)明所述的氧化物前驅(qū)體薄膜，其厚度控制在I?3μπι之間。
[0017]本發(fā)明步驟三中所述硫(S)氣氛下進(jìn)行硫化退火，是指將前驅(qū)體薄膜與固態(tài)硫源或硫化氫氣體置于密閉空間退火處理，或者是將前驅(qū)體薄膜處于流動的硫蒸汽或者硫化氫氣體中退火；
當(dāng)上述步驟中的硫化退火采用固態(tài)硫源時(shí)，保持固態(tài)硫源溫度450?600°C，硫化時(shí)間
20?60 mino
[0018]本發(fā)明步驟四中所述砸化熱處理，是指將吸收層CTS薄膜與固態(tài)砸源或砸化氫氣體置于密閉空間進(jìn)行砸化熱處理，或者是將前驅(qū)體薄膜處于流動的砸蒸汽或者砸化氫氣體中進(jìn)行砸化熱處理。
[0019]上述步驟中的砸化熱處理采用固態(tài)砸源時(shí)，砸粉與吸收層CTS薄膜置于密閉管式爐內(nèi)，添加在管式爐的一端，抽背景真空至10—2pa，使砸粉與吸收層CTS薄膜同時(shí)從室溫開始升溫，升溫速率40°C/min，保持固態(tài)砸源溫度450?600°C，砸化時(shí)間20?60 min，隨后緩慢冷卻到室溫
上述技術(shù)方案中所涉及到的銅和錫的無機(jī)鹽、碳酸氫銨、有機(jī)溶劑等化學(xué)試劑均采購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司，砸粉以及草酸亞錫均采購于Aladdin Chemistry c0.ltd，襯底所涉及到的鍍鉬玻璃和鈉鈣玻璃分別采購于生陽新材料科技(寧波)有限公司和洛陽龍耀玻璃有限公司。
[0020]本發(fā)明的原理是:
I)使用低溫固相反應(yīng)合成氧化物納米顆粒后再在襯底上沉積出含銅和錫的氧化物的前驅(qū)體薄膜。
[0021]2)將上述氧化物前驅(qū)體薄膜在硫氣氛下退火形成吸收層CTS薄膜后，進(jìn)而在砸的氣氛下退火，得到吸收層CTSSe薄膜。
[0022]本發(fā)明具有以下突出有益效果:本發(fā)明提出了一種利用低成本、制備過程簡單的低溫固相反應(yīng)法制備含銅和錫的氧化物納米顆粒前驅(qū)體，經(jīng)過球磨、攪拌分散于醇溶劑中，通過刀刮、旋涂或絲網(wǎng)印刷成膜，并利用后續(xù)退火工藝得到吸收層薄膜。根據(jù)前面相關(guān)專利報(bào)道，其他金屬硫化物、砸化物和銅錫硫化合物納米顆粒的合成通常需要在惰性氣氛下合成，制備條件較為苛刻。因此本專利采用了公認(rèn)的制備方法簡單的低溫固相方法成功合成含銅和錫的氧化物納米顆粒前驅(qū)體。具體有益如下幾點(diǎn):
I)有專利報(bào)道金屬硫化物、砸化物和銅錫硫化合物納米顆粒的合成較為復(fù)雜，本專利采用低溫固相反應(yīng)合成氧化物納米顆粒，制備過程可以在大氣環(huán)境中完成，過程簡單，周期短，解決了大規(guī)?；a(chǎn)成本高的問題。
[0023]2)專利檢索發(fā)現(xiàn)，本專利首次利用低成本的氧化物前驅(qū)體制備出吸收層CTSSe薄膜；
3)氧化物納米顆粒法制備銅基(銅銦鎵砸、銅鋅錫硫)薄膜有文獻(xiàn)報(bào)道有兩個(gè)大的方面的益處:其一，在于薄膜成分可以很容易的通過控制反應(yīng)金屬鹽的比例來實(shí)現(xiàn);其二，在于低溫固相反應(yīng)法合成氧化物納米顆粒可以做到大面積的沉積，適合工業(yè)化大規(guī)模制備要求；
4)本發(fā)明利用氧化物納米顆粒的方法制備前驅(qū)體薄膜，并通過硫化和砸化得到吸收層薄膜，具有設(shè)備簡單，制備成本低廉，可大面積制備沉積，制備周期較短，成分以及薄膜厚度易控等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0024]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0025]圖1為本發(fā)明所述制備吸收層CTSSe薄膜工藝流程圖。
[0026]圖2為本發(fā)明所述實(shí)施例1制備的前驅(qū)體薄膜SEM圖。
[0027]圖3為本發(fā)明所述實(shí)施例1制備的吸收層CTSSeXRD圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了對本發(fā)明有更好的理解，現(xiàn)以實(shí)施例的方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。實(shí)施例I
1、首先對鈉鈣玻璃襯底進(jìn)行清洗:將襯底依次浸入洗滌劑、去離子水、乙醇，丙酮溶液中，然后去離子水超聲并沖洗干凈，氮?dú)獯蹈桑?br> 2、將硝酸銅(Cu(N03)2.3H20)和草酸亞錫(SnC2O4)原料，按照銅元素、錫元素的摩爾比為2:1分別稱取16.2與6.9克，另稱取摩爾量為Cu+Sn摩爾量的1.5倍的碳酸氫銨(NH4HCO3)
11.9克。將這三種原料放入研缽，進(jìn)行混合研磨1min。反應(yīng)過程中伴隨著二氧化碳、氨氣氣體的離開，整個(gè)反應(yīng)體系出現(xiàn)大量的氣泡。當(dāng)研磨反應(yīng)結(jié)束后，最后獲得藍(lán)色固體混合物。隨后將所得混合物放入小坩禍置于大氣環(huán)境中的馬弗爐380°C燒結(jié)30min得到混合的CuO和SnO2粉末。
[0029]3、將CuO和Sn02粉末混合物分散于乙醇中，分散后體系的固含量為400mg/ml，在球磨機(jī)中研磨2天，得到均勻的前驅(qū)體漿料。然后將所得前驅(qū)體漿料通過刀刮法沉積于鈉鈣玻璃上成膜，將涂覆后的薄膜在100°C的烘箱下干燥2小時(shí)后，得到2.5μπι厚度的Cu-Sn-O前驅(qū)體薄膜。其表面掃描電鏡結(jié)果如圖2所示。
[0030]4、利用步驟3)得到的Cu-Sn-O氧化物前驅(qū)體薄膜在硫氣氛中熱處理。選擇密閉管式爐，使用固態(tài)硫作為硫源，將0.0lg硫粉與氧化物前驅(qū)體薄膜置于密閉管式爐內(nèi)，抽背景真空至10—2pa。使硫粉與Cu-Sn-O氧化物前驅(qū)體薄膜同時(shí)從室溫開始升溫，升溫速率40°C/min，最終保持在580 °C，保溫30min，隨后緩慢冷卻到室溫后，得到吸收層CTS薄膜。
[0031]5、利用上一步驟得到的吸收層CTS薄膜在砸氣氛中熱處理。選擇密閉升溫管式爐，使用固體砸粉作為砸源，將0.02g砸粉與吸收層CTS薄膜置于密閉管式爐內(nèi)，添加在管式爐的一端，抽背景真空至10—2pa，使砸粉與吸收層CTS薄膜同時(shí)從室溫開始升溫，升溫速率40°C/min，最終保持在580°C，保溫30min，隨后緩慢冷卻到室溫后，得到吸收層CTSSe薄膜。
[0032]利用X射線衍射對本實(shí)施例制備的CTSSe薄膜進(jìn)行測試，得到如圖3所示的CTSSe的X射線衍射圖譜。從圖3可以看出，所制備的CTSSe薄膜的XRD衍射峰介于CTS和CTSe標(biāo)準(zhǔn)XRD衍射峰之間，為復(fù)合相CTSSe。
[0033]實(shí)施例2
1、首先對鍍鉬薄膜襯底進(jìn)行清洗:將襯底依次浸入洗滌劑、去離子水、乙醇，丙酮溶液中，然后去離子水超聲并沖洗干凈，氮?dú)獯蹈桑?br> 2、將硝酸銅(Cu(NO3) 2.3H20)和草酸亞錫(SnC2O4)原料，按照銅元素、錫元素的摩爾比為1.6:1分別稱取12.9克與6.9克，另稱取摩爾量為Cu+Sn摩爾量的1.8倍的碳酸氫銨(NH4HCO3) 10.3克，保證NH4H⑶3過量。最后將這三種原料放入研缽，進(jìn)行混合研磨1min。反應(yīng)過程中伴隨著二氧化碳、氨氣氣體的離開，整個(gè)反應(yīng)體系出現(xiàn)大量的氣泡。當(dāng)研磨反應(yīng)結(jié)束后，最后獲得藍(lán)色固體混合物。隨后將所得混合物放入小坩禍置于大氣環(huán)境中的馬弗爐380°C燒結(jié)30min得到混合的CuO和SnO2粉末。
[0034]3、將CuO和SnO2粉末混合物分散于乙二醇中，分散后體系的固含量為300mg/ml，在球磨機(jī)中研磨36 h，得到均勻的前驅(qū)體漿料。然后將所得前驅(qū)體漿料通過刀刮法沉積于鍍鉬薄膜上形成薄膜，將涂覆后的薄膜在100°C的烘箱下干燥2小時(shí)后，得到3μπι厚度的Cu-Sn-0前驅(qū)體薄膜。
[0035]4、利用步驟3)得到的Cu-Sn-O前驅(qū)體薄膜在硫氣氛中熱處理。選擇密閉管式爐，使用硫粉作為硫源，將0.02g硫粉與Cu-Sn-O前驅(qū)膜置于密閉管式爐內(nèi)，抽背景真空至10—2pa。使硫粉與Cu-Sn-O前驅(qū)體薄膜同時(shí)從室溫開始升溫，升溫速率40°C/min，最終保持在550 0C，保溫30min，隨后緩慢冷卻到室溫后，得到吸收層CTS薄膜。
[0036]5、利用上一步驟得到的吸收層CTS薄膜在砸氣氛中熱處理。選擇密閉升溫管式爐，使用固體砸粉作為砸源，將0.02g砸粉與CTS薄膜置于密閉管式爐內(nèi)，添加在管式爐的一端，抽背景真空至10—2pa，使砸粉與吸收層CTS薄膜同時(shí)從室溫開始升溫，升溫速率40°C/min，最終保持在600 °C，保溫20min，隨后緩慢冷卻到室溫后，得到吸收層CTSSe薄膜。
[0037]實(shí)施例3
1、首先對石英玻璃襯底進(jìn)行清洗:將襯底依次浸入洗滌劑、去離子水、乙醇，丙酮溶液中，然后去離子水超聲并沖洗干凈，氮?dú)獯蹈桑?br> 2、分別稱取Cu(NO3)2.3H20、乙酸銅、乙酸錫和草酸亞錫原料5.784克、4.766克、2.36克與2.07克，再另稱取摩爾量為(Cu+Sn)摩爾量的1.8倍的碳酸氫銨NH4HC0319.67克。最后將上述原料放入研缽，進(jìn)行混合研磨1min。反應(yīng)過程中伴隨著二氧化碳、氨氣氣體的離開，整個(gè)反應(yīng)體系出現(xiàn)大量的氣泡。當(dāng)研磨反應(yīng)結(jié)束后，最后獲得藍(lán)色固體混合物。隨后將所得混合物放入小坩禍置于大氣環(huán)境中的馬弗爐400°C燒結(jié)30min得到混合的CuO和SnO2粉末。上述原料中，Cu(NO3)2.3H20和乙酸銅摩爾量比為I: I;乙酸錫和草酸亞錫摩爾量比為I: I;銅元素和錫元素的摩爾比為2.4:1。
[0038]3、將CuO和SnO2粉末混合物分散于等量混合的乙二醇和松油醇溶劑中，分散后體系的固含量為300mg/ml，在球磨機(jī)中研磨36 h，得到均勻的前驅(qū)體漿料。然后將所得前驅(qū)體漿料通過刀刮法沉積于石英玻璃上形成薄膜，將涂覆后的薄膜在100°C的烘箱下干燥2小時(shí)后，得到3μπι厚度的Cu-Sn-O前驅(qū)體薄膜。
[0039]4、利用步驟3)得到的Cu-Sn-O前驅(qū)體薄膜在硫氣氛中熱處理。選擇密閉管式爐，使用硫粉作為硫源，將0.15g硫粉與Cu-Sn-O前驅(qū)體薄膜置于密閉管式爐內(nèi)，抽背景真空至10—2Pa。使硫粉與Cu-Sn-O前驅(qū)體薄膜同時(shí)從室溫開始升溫，升溫速率40°C/min，最終保持在500°C，保溫40min，隨后緩慢冷卻到室溫后，得到吸收層CTS薄膜。
[0040]5、利用上一步驟得到的吸收層CTS薄膜處于流動的砸蒸汽氣體中進(jìn)行砸化熱處理。選擇兩端帶有閥門控制的升溫管式爐，使用固體砸粉作為砸源，將0.1g砸粉與吸收層CTS薄膜置于管式爐內(nèi)，-抽背景真空至10—2pa，在管式爐的一端通入高純99.999%的氬氣，當(dāng)管內(nèi)壓力大于15Pa時(shí)，打開另一端的尾氣閥門，使氬氣排入到尾氣過濾裝置中，最終排入大氣中。將砸粉與吸收層CTS薄膜同時(shí)從室溫開始升溫，此時(shí)流動的氬氣將帶動砸蒸汽至吸收層CTS薄膜表面進(jìn)行砸化退火。升溫速率40°C/min，最終保持在600 0C，保溫20min。隨后緩慢冷卻到室溫后，得到吸收層CTSSe薄膜。
[0041 ]上述實(shí)施例中，制備所涉及到的化學(xué)試劑硝酸銅、乙酸銅、碳酸氫銨、無水乙醇、松油醇、乙二醇均采購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司，硫粉、砸粉、乙酸錫以及草酸亞錫均采購于Aladdin Chemistry c0.ltd，襯底所涉及到的鍍鉬玻璃和鈉|丐玻璃分別采購于生陽新材料科技(寧波)有限公司和洛陽龍耀玻璃有限公司。
[0042]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的兩個(gè)【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明做了進(jìn)一步說明，描述較為詳細(xì)和具體，但并不能因此理解為對本發(fā)明專利的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法，其特征是: 步驟一:通過一步低溫固相反應(yīng)合成含有銅和錫的氧化物納米顆粒粉體，并將氧化物納米顆粒分散于有機(jī)溶劑中，濕磨形成穩(wěn)定的前驅(qū)體漿料； 步驟二:對襯底表面進(jìn)行清洗，將步驟一所述前驅(qū)體漿料在襯底上采用刀刮、旋涂、絲網(wǎng)印刷中的一種進(jìn)行沉積形成氧化物前驅(qū)體薄膜，干燥后保存； 步驟三:將在步驟二得到的含有銅和錫氧化物的前驅(qū)薄膜，在硫氣氛氣氛下在密閉或者流通的管式爐內(nèi)進(jìn)行退火處理，得到吸收層CTS薄膜； 步驟四:利用步驟三)得到的吸收層CTS薄膜，，選擇密閉升溫管式爐，在砸氣氛中進(jìn)行砸化熱處理，得到吸收層CTSSe薄膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法，其特征是步驟一)所述的一步低溫固相反應(yīng)合成氧化物納米顆粒法是指:將銅和錫的無機(jī)鹽，與反應(yīng)劑碳酸氫銨混合形成固含量控制在200?400 mg/ml的漿料，經(jīng)研磨后，在中低溫下燒結(jié)，獲得氧化物納米顆粒。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法，其特征是所述的銅的無機(jī)鹽和錫的無機(jī)鹽，銅和錫兩者之間的摩爾比為1.6?2.4:1。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法，其特征是本發(fā)明所述的碳酸氫銨，其使用量為銅和錫摩爾總量的1.1?2.0倍。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法，其特征是本發(fā)明所述的研磨，采用普通球磨機(jī)、超能球磨機(jī)、濕磨機(jī)或研缽，研磨時(shí)間為6?15 mino6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法，其特征是所述的中低溫下燒結(jié)，其溫度范圍在3 O O?4 O O °C之間，燒結(jié)時(shí)間1 m i η?180mino7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法，其特征是所述銅的無機(jī)鹽是指硝酸銅、乙酸銅中的一種或兩種任意比例的混合物;所述錫的無機(jī)鹽是指乙酸錫、草酸亞錫中的一種或兩種任意比例的混合物;所述的有機(jī)溶劑是指乙醇、乙二醇或者松油醇中的一種或者幾種的混合。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法，其特征是所述的濕磨，采用普通球磨機(jī)、超能球磨機(jī)、濕磨機(jī)或研缽，濕磨時(shí)間為36?48ho9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法，其特征是所述的襯底為鍍鉬薄膜、鈉鈣玻璃、石英玻璃以及金屬箔中的一種。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法，其特征是步驟三中所述硫氣氛下進(jìn)行硫化退火，是指將前驅(qū)體薄膜與固態(tài)硫源或硫化氫氣體置于密閉空間退火處理，或者是將前驅(qū)體薄膜處于流動的硫蒸汽或者硫化氫氣體中退火;硫化退火退火中采用固態(tài)硫源時(shí)，保持固態(tài)硫源溫度450?600 0C，硫化時(shí)間20?60min011.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化物納米顆粒制備太陽能電池吸收層CTSSe薄膜的方法，其特征是步驟四中所述砸氣氛下進(jìn)行砸化退火，是指將前驅(qū)體薄膜與固態(tài)砸源或砸化氫氣體置于密閉空間退火處理，或者是將前驅(qū)體薄膜處于流動的砸蒸汽或者砸化氫氣體中退火；砸化退火退火中采用固態(tài)砸源時(shí)，保持固態(tài)砸源溫度450?600°C，硫化時(shí)間20?60min0
【文檔編號】H01L31/032GK106098814SQ201610516240
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】陳桂林, 王偉煌, 陳水源, 黃志高
【申請人】福建師范大學(xué)