一种掺硫硒粒的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112678785A(43)申请公布日2021.04.20(21)申请号202011608913.3(22)申请日2020.12.30(71)申请人广东先导稀贵金属材料有限公司地址511500广东省清远市清新区禾云镇广东先导稀材股份有限公司A区、B区(72)发明人付勇王波陈应红陈秋旭叶道明(51)Int.Cl.C01B19/02(2006.01)C01B17/00(2006.01)H01L31/032(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种掺硫硒粒的制备方法(57)摘要本发明涉及一种掺硫硒粒的制备方法，其包括如下步骤：S1：熔料：将高纯硒原料分为第一部分和第二部分，第一部分所占的质量分数为60~90%，将第一部分的高纯硒原料投入坩埚内，并将坩埚置于熔料炉中，将坩埚内温度控制在250℃~380℃，直到第一部分的高纯硒原料熔融完全；S2：掺硫：控制高纯硒温度在250~340℃，然后将硫粒和第二部分的高纯硒原料一起加入坩埚内，物料完全熔融后，维持物料温度为250~310℃，然后将物料搅拌适当时间得到掺硫的硒液；S3：制粒干燥：掺硫的硒液经制粒、干燥得到掺硫硒粒。本发明一种掺硫硒粒的制备方法首创性的制备出稳定的硫含量为10~1000ppm的掺硫硒粒，其操作便捷、工艺简单，可以大规模生产，且制备的硒粒氧含量低于5ppm。CN112678785ACN112678785A权利要求书1/1页1.一种掺硫硒粒的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：S1：熔料：将高纯硒原料分为第一部分和第二部分，第一部分所占的质量分数为60~90%，将第一部分的高纯硒原料投入坩埚内，并将坩埚置于熔料炉中，将坩埚内温度控制在250℃~380℃，直到第一部分的高纯硒原料熔融完全；S2：掺硫：控制高纯硒温度在250~340℃，然后将硫粒和第二部分的高纯硒原料一起加入坩埚内，物料完全熔融后，维持物料温度为250~310℃，然后将物料搅拌适当时间得到掺硫的硒液；S3：制粒干燥：掺硫的硒液经制粒、干燥得到掺硫硒粒。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：高纯硒原料的纯度为5N或以上。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述坩埚为石英坩埚。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：硫粒的纯度为5N或以上。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：硫粒的粒径为1~6mm。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：适当时间为3~5分钟。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：搅拌是用石英棒或石英管搅拌。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：制粒是指将掺硫的硒液倒进石英漏斗内，使液滴状的硒在纯水中冷却得到硒粒。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：制粒过程中，纯水温度低于50℃。10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：干燥具体指置于烘箱内在40~45℃烘干。2CN112678785A说明书1/3页一种掺硫硒粒的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种薄膜太阳能原料的制备领域，尤其涉及一种掺硫硒粒的制备方法。背景技术[0002]目前，硒已被广泛应用于电子、玻璃、化工颜料、冶金、农业、生物、化妆品、医药保健食品行业；特别是高科技领域，如半导体器材、光电器材、硒太阳能电池、激光器件、激光和红外光导材料等的制造领域。[0003]铜铟镓硒薄膜太阳能电池以其转换效率高、弱光性能好、抗辐射性能强以及制造成本低等诸多优点，被认为是最有发展前景的新一代太阳能电池。铜铟镓硒吸收层是铜铟镓硒薄膜太阳能电池的核心部分，通过掺入硫元素并适当调控元素配比形成的铜铟镓硫硒(CIGSxSe1‑x)材料可以调节带隙，以提高其光吸收效率。该铜铟镓硫硒层的形成方式主要为：将铜铟镓硒层置于高温下，引入含硫单质的前驱物，使硫与铜铟镓硒进行化学反应，取代原铜铟镓硒层表面的部分硒元素，进而形成铜铟镓硫硒/铜铟镓硒双层结构，一般称为(表面)硫化工艺。之后，在铜铟镓硫硒层上继续成长n型半导体层与后段工艺，以得到完整的薄膜太阳能电池。[0004]在现有技术中，硫化工艺主要使用H2S、H2S/O2等气体前驱物作为硫单质的来源。然而，硫化氢本身带有毒性，需要在高度安全的状态下进行，造成生产设备、检测及监控设备、及维护成本增加，同时对工作人员也存在安全隐患。此外，以气体前驱物进行工艺时，工艺所需时间较长，并需额外测试与控制气体浓度、气体流场分布等工艺参数，不但费时还不易达到工业上所需的大面积、均匀、连续生产、稳定等要求。[0005]因此，出现了对高纯硒中掺硫10~1000ppm产品的需求，以此掺硫硒为原料制备铜铟镓硒。为此，如何向高纯硒中稳定均匀且不引入其他杂质的掺硫是亟待解决的技