一种硒化锑薄膜太阳能电池的制备方法.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CN112201725A(43)申请公布日2021.01.08(21)申请号202011005558.0(22)申请日2020.09.22(71)申请人西北工业大学深圳研究院地址518000广东省深圳市南山区粤海街道高新南九道45号西北工业大学三航科技大厦25楼2501室申请人西北工业大学(72)发明人查钢强张文玉胡瑞琪李易伟曹昆李阳(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人王鲜凯(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)H01L31/0445(2014.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种硒化锑薄膜太阳能电池的制备方法(57)摘要本发明涉及一种硒化锑薄膜太阳能电池的制备方法，在摇摆合料炉中合成硒化锑晶体；升华源准备步骤，对合成的硒化锑晶体进行处理得到硒化锑升华源；衬底处理步骤，对FTO衬底进行清洗、氮气吹干、真空干燥；窗口层形成步骤，在FTO衬底上形成硫化镉窗口层；吸收层形成步骤，在硫化镉窗口层上形成硒化锑吸收层；退火步骤，吸收层生长结束后，对样品进行退火；背电极制备步骤，在吸收层上蒸镀背电极。本发明制备的硒化锑薄膜太阳能电池具有制备简单、成本低廉、毒性小、生长速度快、可大面积生长等优点，可用于解决传统太阳能电池成本高、毒性大、易衰退等问题，有助于太阳能电池的商业化推广和应用。CN112201725ACN112201725A权利要求书1/1页1.一种硒化锑薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将硒化锑晶体采用玛瑙研钵研成粉末，压制成片作为升华源；将升华源分别放在去离子水、丙酮、乙醇、去离子水中清洗10～20分钟、10～20分钟、10～20分钟和20～30分钟，然后用氮气吹干，放入真空干燥箱干燥30～40分钟；步骤2：将FTO衬底分别放在去离子水、丙酮、乙醇、去离子水中清洗10～20分钟、10～20分钟、10～20分钟和20～30分钟，然后用氮气吹干，放入真空干燥箱干燥30～40分钟；步骤3：将处理后的FTO衬底垂直放入混合溶液中，在水浴温度为70～90℃，沉积时间为30～60分钟后得到硫化镉薄膜后取出，再用去离子水洗去硫化镉薄膜表面的残留络合物后用氮气吹干，放入真空干燥箱干燥30～40分钟；所述混合溶液为：摩尔比为1︰2.5︰2.5的硫酸镉盐、氨水和硫脲；步骤4、吸收层形成：将升华源置于生长腔室的下托盘，沉积了硫化镉薄膜的FTO衬底置于生长腔室的上托盘，二者之间的距离为3～5mm；合上炉腔抽真空，并充入氩气洗气去除残余的空气；控制炉内气压低于5Pa，将硒化锑升华源温度加热到400℃～550℃，衬底温度加热到200℃～300℃，生长300～3600秒得到硒化锑薄膜；生长结束后，将硒化锑升华源温度以25～30℃/min的速度降到80～100℃，衬底温度以10～15℃/min的速度降到60～80℃，然后自然冷却到室温；步骤5、退火：将硒化锑薄膜在300℃～400℃的温度下真空退火或真空硒化退火1～5小时，10～15℃/min的速度降到60～80℃，然后自然冷却到室温；步骤6、背电极制备：在退火后的硒化锑薄膜上采用真空蒸镀法蒸镀金电极，制成硒化锑薄膜太阳能电池。2.根据权利要求1所述硒化锑薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述硒化锑晶体纯度为99.99％，晶体粉末的粒径小于300目。3.根据权利要求1所述硒化锑薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤3的混合溶液的PH值为10～12。4.根据权利要求1或3所述硒化锑薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤3的混合溶液的PH值为11。5.根据权利要求1所述硒化锑薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤3的硫化镉薄膜的沉积水浴温度为90℃，沉积时间为40分钟。2CN112201725A说明书1/4页一种硒化锑薄膜太阳能电池的制备方法技术领域[0001]本发明属于薄膜太阳能电池的制备方法，涉及一种硒化锑薄膜太阳能电池的制备方法。背景技术[0002]人类对光伏器件的研究和制备起源于1883年，CharlesFritts用金属半导体结成功做出了第一块太阳能电池，自那以后，人类逐渐开始探索研究如何利用光电效应制备光伏器件。到目前为止，太阳能电池已经发展了三代，第三代薄膜太阳能电池由于成本低、制备工艺简单且原材料消耗少，更加节能环保，受到了各界的广泛关注。然而至今投入市场的薄膜太阳能电池或多或少都受到一定的制约。硅基薄膜太阳能电池受到光照时会发生Staebler-Wronski效应(光致衰退效应)导致性能衰退；砷化镓薄膜太阳能电池毒性大且成本十分高昂；铜铟镓硒薄膜太阳能电池原料供应不足、生产温度高、良品率低、生产成本高；碲化镉薄膜太阳能