方法，它包括以下步骤:
(a)将4.4 g聚乙烯亚胺溶解于40 mL水溶液中，并在该溶液中加入2.2 g的ZnCl2.拌使之充分反应形成稳定的溶液，随后将该溶液置于超滤杯中，将溶液稀释至200 mL，滤去未络合的阴阳离子和分子量低于lOOOOg/mol的分子，超滤3次得到锌的前驱体溶液；
将2 g的羧基化聚乙烯亚胺溶于50 mL的水中，连续搅拌使羧基化聚乙烯亚胺充分溶解，再加入1.7 g的Cu (NO3)2.3H20，搅拌使得充分反应，随后将该溶液置于超滤杯中，将溶液稀释至200 mL，滤去未络合的阴阳离子和分子量低于lOOOOg/mol的分子，超滤2次得铜的前驱体溶液，
取I g的磺酸化聚乙烯亚胺溶解于30 mL的水中，并加入0.65 g的SnCl2，搅拌使得充分反应，随后将该溶液置于超滤杯中，将溶液稀释至200 mL，滤去未络合的阴阳离子和分子量低于lOOOOg/mol的分子，超滤5次得到锡的前驱体溶液；
(b)对上述的前驱体溶液通过电感耦合等离子体仪进行浓度测试:锌前驱体的浓度为32.4 mg/mL，铜前驱体的浓度为38.5 mg/mL，锡前驱体的浓度为35.2 mg/mL ;按锌前驱体:铜前驱体:锡前驱体=1.76:1.2:1的比例将它们混合均匀得混合溶液；
(c)取上述混合溶液进行热重分析测试，如图1所示；随手将上述混合溶液旋涂在具有金属背电极的玻璃基底上(基底在使用前分别用丙酮、乙醇各超声15 min)形成预制膜，随后置于石英管式炉中，并在管式炉的进气口放置0.5g硫粉，在惰性气体的气流(气流速度采用常规的即可)中加热至400°C进行退火30 min即可，将石英管式炉冷却至室温，随后将退火后的薄膜进行XPS分析测试，如图2所示；其截面的SEM图如图3所示。
[0016]实施例2
本实施例提供一种基于水溶液的铜锌锡硫砸薄膜的制备方法，它的制备方法是实施例1中的基本一致，不同的是:管式炉的进气口还放置0.5g砸粉。
[0017]实施例3
本实施例提供一种基于水溶液的铜锌锡硫或/和砸薄膜的制备方法，它的制备方法是实施例1中的基本一致，不同的是:管式炉的进气口只放置0.5g砸粉。
[0018]实施例4
本实施例提供一种基于水溶液的铜锌锡硫或/和砸薄膜的制备方法，它的制备方法是实施例1中的基本一致，不同的是:按锌前驱体:铜前驱体:锡前驱体=1:1:1的比例将它们混合均匀得混合溶液；最后在600°C下退火10分钟。
[0019]实施例5
本实施例提供一种基于水溶液的铜锌锡硫或/和砸薄膜的制备方法，它的制备方法是实施例1中的基本一致，不同的是:按锌前驱体:铜前驱体:锡前驱体=1.8:1.5:1的比例将它们混合均匀得混合溶液；最后在500°C下退火20分钟。
[0020]实验例I
本实验例提供一种薄膜太阳能电池，包括依次层叠的衬底、背电极层、光吸收层、缓冲层、窗口层、透明电极层及金属栅极层，其中，所述光吸收层为上述实施例1至5中的铜锌锡硫砸薄膜，并对其进行光电测试，其中基于实施例1中铜锌锡硫砸薄膜的电池光电转化效率最高，为3.5% (如图4所示)。
[0021]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于水溶液的铜锌锡硫或/和砸薄膜的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤: (a)将铜盐、锌盐和锡盐分别溶解在聚乙烯亚胺或其衍生物水溶液中，随后分别置于超滤杯中超滤多次得到对应金属的前驱体溶液； (b)测量上述各金属的前驱体溶液浓度，根据铜、锌和锡的摩尔比量取对应体积的前驱体溶液，混合均匀得混合溶液； (c)将所述混合溶液旋涂在基底上形成预制膜，随后置于石英管式炉中，并在管式炉的进气口放置硫粉或/和砸粉，在惰性气体的气流中加热至400~600°C进行退火10~30 min即可。2.根据权利要求1所述的基于水溶液的铜锌锡硫或/和砸薄膜的制备方法，其特征在于:步骤(a)中，所述铜盐为氯化铜、硝酸铜或硫酸铜；所述锌盐为氯化锌、硝酸锌或硫酸锌；所述锡盐为氯化锡、硝酸锡或硫酸锡；所述聚乙烯亚胺衍生物为羧基化聚乙烯亚胺、磺酸化聚乙烯亚胺、酰基化聚乙烯亚胺、磷酸化聚乙烯亚胺。3.根据权利要求1所述的基于水溶液的铜锌锡硫或/和砸薄膜的制备方法，其特征在于:步骤(b)中，所述铜盐、锌盐和锡盐的摩尔比为1~1.8:1~1.5:1。4.根据权利要求1所述的基于水溶液的铜锌锡硫或/和砸薄膜的制备方法，其特征在于:步骤(C)中，所述基底为玻璃、石英、钛、铂、铝或铜。5.根据权利要求1所述的基于水溶液的铜锌锡硫或/和砸薄膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(C)中，在退火前取所述混合溶液进行热重分析确定退火温度。
【专利摘要】本发明涉及一种基于水溶液的铜锌锡硫或/和硒薄膜的制备方法，它包括以下步骤：（a）将铜盐、锌盐和锡盐分别溶解在聚乙烯亚胺或其衍生物水溶液中，随后分别置于超滤杯中超滤多次得到对应金属的前驱体溶液；（b）测量上述各金属的前驱体溶液浓度，根据铜、锌和锡的摩尔比量取对应体积的前驱体溶液；（c）将所述混合溶液旋涂在基底上形成预制膜，随后置于石英管式炉中，并在管式炉的进气口放置硫粉或/和硒粉，在惰性气体的气流中加热至400~600℃进行退火10~30min即可。这样制得的薄膜致密、各元素分布均匀，厚度可精确调节；配置的前驱体混合溶液在空气中能稳定的存放半年，重复性高；该方法属于绿色的化学方法、设备简单、成本低，适合大规模生产。
【IPC分类】H01L31/032
【公开号】CN105185848
【申请号】CN201510552435
【发明人】邹贵付, 赵杰, 易庆华
【申请人】苏州大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月2日