一种用于光伏发电系统的光伏电池的铜铟锌硒薄膜的制备方法.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(10)申请公布号CNCN103668361103668361A(43)申请公布日2014.03.26(21)申请号201310489974.6(51)Int.Cl.(22)申请日2013.10.18C25D3/56(2006.01)C25D5/48(2006.01)(71)申请人国家电网公司C25D5/50(2006.01)地址100031北京市西城区西长安街86号H01L31/18(2006.01)申请人国网辽宁省电力有限公司抚顺供电公司(72)发明人裴玉杰董军徐建国张大霖刘玉民李颖(74)专利代理机构辽宁沈阳国兴专利代理有限公司21100代理人姜婷婷李丛权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称一种用于光伏发电系统的光伏电池的铜铟锌硒薄膜的制备方法(57)摘要本发明提供一种用于光伏发电系统的光伏电池的铜铟锌硒薄膜的制备方法，铜铟硒薄膜的各组分含量为Cu20.55-20.59%，In25.54-25.60%，Zn15.62-15.68%，Se38.10-38.19%，上述各组分之和为100%；其制备方法如下：1）电沉积溶液的配制：电沉积溶液在常温下用去离子水配制，调整pH值为2.5-3.0；2）薄膜的电沉积：电沉积采用恒电位-1.0V，溶液温度25℃，沉积时间30min，电沉积时溶液无需搅拌，室温操作；3）薄膜的硒化处理：将薄膜和装有3g固体硒的钼制盒放入硒化炉，以10-15℃/min的速率升温至450℃，硒化时间为1h，之后随炉冷却；4）薄膜的热处理：先在350℃恒温下热处理10min，之后以15-20℃/min的速率升温至550℃，保温50min，最终制得铜铟锌硒薄膜。上述制备方法不但可以低成本，而且操作简易，有利于大面积生产和环保要求及光伏能源的开发利用。CN103668361ACN10368ACN103668361A权利要求书1/1页1.一种用于光伏发电系统的光伏电池的铜铟锌硒薄膜的制备方法，其特征在于，所述铜铟锌硒薄膜的各组分含量为Cu20.55-20.59%，In25.54-25.60%，Zn15.62-15.68%，Se38.10-38.19%，上述各组分之和为100%；其制备方法如下：1）电沉积溶液的配制：电沉积溶液在常温下用去离子水配制，调整pH值为2.5-3.0；2）薄膜的电沉积：电沉积采用恒电位-1.0V，溶液温度25℃，沉积时间30min，电沉积时溶液无需搅拌，室温操作；3）薄膜的硒化处理：将薄膜和装有3g固体硒的钼制盒放入硒化炉，以10-15℃/min的速率升温至450℃，硒化时间为1h，之后随炉冷却；4）薄膜的热处理：先在350℃恒温下热处理10min，之后以15-20℃/min的速率升温至550℃，保温50min，最终制得铜铟锌硒薄膜。2.如权利要求1所述的铜铟锌硒薄膜的制备方法，其特征在于所述电沉积溶液所加物质及其浓度为：0.02-0.025mol/L的CuCl2、0.05-0.055mol/L的InCl3、0.025-0.03mol/L的ZnCl2、0.8-0.85mol/L的柠檬酸、0.05-0.06mol/L的LiCl。3.如权利要求1所述的铜铟锌硒薄膜的制备方法，其特征在于所述电沉积是将所述配制的溶液放在电沉积容器中，对电极为镀铂钛阳极，参比电极为银/氯化银电极，工作电极为铜箔，面积为3cm×3cm。4.如权利要求1所述的铜铟锌硒薄膜的制备方法，其特征在于所述硒化处理还包括将惰性气体通入硒化炉中置换出炉内的空气的步骤。2CN103668361A说明书1/3页一种用于光伏发电系统的光伏电池的铜铟锌硒薄膜的制备方法技术领域[0001]本发明涉及半导体薄膜的制备中光伏新能源技术领域，特别涉及一种用于光伏发电系统的光伏电池的铜铟锌硒薄膜的制备方法。背景技术[0002]光伏发电系统是一种直接将太阳能转换为电能的能量转换系统，其光电转换的理论基础是半导体PN结或半导体-金属界面附近的光生伏特效应，因此太阳能电池又被称为光生伏特电池，简称光伏电池或者光电池。光伏电池发展至今，主要可以分为三大类，一是以单晶硅和多晶硅硅片为基础的晶体硅太阳能电池；二是硅基薄膜（非晶、多晶、微晶等）、铜铟硒和碲化镉薄膜太阳能电池、染料敏化和其它有机太阳能电池；三是仍处于研究阶段的量子阱、多能带、热载流子等新型太阳能电池。目前晶体硅太阳能电池占主导地位，市场占有率在90%左右，而薄膜太阳能电池市场占有率只有10%左右。薄膜太阳能电池的核心部分是光吸收层和另一半导体层组成的半导体异质结，由吸光层、窗口层和背电极层等薄膜有机地组合在一起，衬底是低成本的玻璃或柔性材料。由于光吸收层是直接带隙半导体，所以光吸收系数高，