一种具有能带梯度分布的铜铟铝硒(CIAS)薄膜的制备方法与流程

文档序号:11693788阅读:246来源:国知局
本发明属于光伏太阳电池吸光材料的制备领域,尤其涉及一种具有能带梯度分布的铜铟铝硒薄膜的制备方法。

背景技术:
太阳能是一种清洁、环保的可再生新能源。它能够取代部分化石燃料,成为未来主要能源之一。当前太阳能的利用方式有光热转换和光电转换两种。其中光热转化方式被广泛应用,而最有应用前景的光电转化方式,却由于太阳电池的光吸收层材料及其器件制备成本较高,只能在一些特殊要求的领域得到应用。因此,需要开发一种廉价、高效率的薄膜太阳能电池的制备工艺和技术。目前,铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池是最有应用前景的太阳能电池之一,但是CIGS薄膜太阳能电池光吸收层的制备需要使用大量的In、Ga等稀有金属,这使得CIGS薄膜电池大规模的推广应用在原料供应方面受到很大的限制,随着这些稀有金属原料的日益消耗,CIGS薄膜电池的成本也将会有所增加。因此,一些研究人员就寻找到一种廉价的、储量高的金属Al来取代Ga,制备成铜铟铝硒薄膜电池。目前铜铟铝硒薄膜的制备方法主要有磁控溅射法和电沉积法两种,磁控溅射法需要真空设备,投入成本高,而且金属Al易被氧化,使得制备的薄膜中会含有或多或少的铝氧化物。而电沉积法制备的薄膜致密性和附着型都比较差,且电池的转化效率也较低。

技术实现要素:
本发明实施例的目的在于提供一种具有能带梯度分布的铜铟铝硒(CIAS)薄膜的制备方法,旨在解决现有技术中操作复杂、成本高、纯度低、薄膜致密性和附着型差、以及光电转化率低的问题。本发明实施例是这样实现的,一种具有能带梯度分布的的铜铟铝硒薄膜的制备方法,包括以下步骤:将铜源化合物、铝源化合物、铟源化合物、硫源和油胺混合,合成铜铟铝硫纳米颗粒;将所述铜铟铝硫纳米颗粒分散在有机溶剂中,配制成铜铟铝硫纳米晶墨水;将所述铜铟铝硫纳米墨水涂敷在镀双层Mo的基体上,形成铜铟铝硒前驱体预制膜,其中,所述镀双层Mo的基体为分别沉积有纯Mo层和掺铝的Mo层的基体;将所述铜铟铝硒前驱体预制膜经过硒化、退火处理获得铜铟铝硒薄膜。本发明所述具有能带梯度分布的铜铟铝硒薄膜的制备方法,采用相对廉价的铝化合物作为原料,解决了原料稀少和金属铝易被氧化的问题。此外,本发明是一种非真空制膜技术,它不仅改善了薄膜的能带分布,拓宽薄膜的光吸收范围,促进薄膜对光的吸收和利用,而且采用掺铝的Mo层制备具有梯度分布的铜铟铝硒薄膜,提高了光电转化效率,同时还大大降低了太阳能电池的制造成本,有利于大面积均匀铜铟铝硒薄膜的制备。具体实施方式为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。本发明实施例提供了一种具有能带梯度分布的铜铟铝硒薄膜的溶液制备方法,包括以下步骤:S01.合成铜铟铝硫纳米颗粒:将铜源化合物、铝源化合物、铟源化合物、硫源和油胺混合,合成铜铟铝硫纳米颗粒;S02.配制铜铟铝硫纳米晶墨水:将所述铜铟铝硫纳米颗粒分散在有机溶剂中配制成铜铟铝硫纳米晶墨水;S03.将所述铜铟铝硫纳米墨水涂敷在镀双层Mo的基体上,形成铜铟铝硒前驱体预制膜,其中,所述镀双层Mo的基体为分别沉积有纯Mo层和掺铝的Mo层的基体;S04.铜铟铝硒薄膜的制备:将所述铜铟铝硒前驱体预制膜经过硒化、退火处理获得铜铟铝硒薄膜。具体地,上述步骤S01中,为了能有效溶解铜源化合物、铝源化合物、铟源化合物和硫源,且在合成温度范围内稳定、挥发性小,本发明实施例选用油胺作为合成铜铟铝硫纳米颗粒的溶剂。将铜源化合物、铝源化合物、铟源化合物和硫源与油胺混合的方式不受限制,作为优选实施例,可以是将铜源化合物、铝源化合物、铟源化合物和硫源混合后一起加入到油胺中,也可以是分别将铜源化合物、铝源化合物、铟源化合物和硫源加入到油胺中,其加入次序不受限制。其中,在优选实施例中,该铜源化合物为氯化盐、醋酸盐、乙酰丙酮盐、氧化物中的至少一种;所述铝源化合物为氯化盐、醋酸盐、乙酰丙酮盐、氧化物中的至少一种;所述铟源化合物为氯化盐、醋酸盐、乙酰丙酮盐、氧化物中的至少一种;所述硫源为硫粉、硫化氢、二硫化碳、硫脲中的至少一种。所述铜铟铝硒薄膜中,各组分的比例对薄膜的能带结构有一定影响,尤其是铟和铝的比例对薄膜宽带结构的影响较大,铝的含量不同,薄膜材料的能带宽度不同,一定比例范围内,铝含量越大薄膜的能带宽度越大,但是,当铝含量太大时,薄膜的性能也会受到影响。经发明人反复研究发现,所述铟、铝元素百分含量比为:0<铝/(铟+铝)<40%时,薄膜材料的性能较好,其中,当铝/(铟+铝)=30%时,薄膜的性能最好。作为优选实施例,为了隔绝空气、避免其他副反应的产生,加入原料后,在装置中采用通入真空和氮气氛围的方式对反应液进行循环洗气,然后用氮气充满反应容器。其中,洗气次数优选为2次,每次洗气时间优选为15min。当然,应当理解,其他在在反应条件下安全、且不与产物发生副反应的其他气体也在本发明的保护范围内。该步骤S01中,作为具体优选实施例,S01中所述铜铟铝硫纳米颗粒的合成温度优选为180-280℃,反应时间为10-100min。其中,为了合成反应过程中加热均匀,上述合成反应中加热方式选用磁力搅拌加热方式。步骤S01中,S01中合成反应结束后,将反应液冷却至室温后,过滤反应液得到固体产物,用有机溶剂清洗1~5次后,获得洁净的铜铟铝硫纳米颗粒。作为具体实施例,上述有机溶剂优选为乙醇、异丙醇、己烷或氯仿中的至少一种。其中,上述步骤S02中,为了得到附着力好、杂质残留量少的铜铟铝硫纳米晶墨水,作为进一步优选实施例,所述有机溶剂为胺类、苯类或烷硫醇类化合物中的至少一种。在该优选实施例中,该有机溶剂同时起到分散剂的作用,使得反应生成的铜铟铝硫纳米颗粒能均匀分散,且能提高铜铟铝硫纳米晶墨水与基体的附着力。作为具体实施例,胺类优选吡啶、丁胺、戊胺、己胺、2-乙基丁胺中的至少一种,苯类优选甲苯、二甲苯、苯、乙苯、丙苯中的至少一种,烷硫醇优选己硫醇、二甲苯、苯、乙苯、丙苯中的至少一种。该S02步骤中,所述铜铟铝硫纳米晶墨水的浓度对薄膜的厚度有直接的影响,单层薄膜的厚度与墨水的浓度成正比关系,浓度越大,单层薄膜的厚度越大。作为优选实施例,为了得到厚度合适、分布均匀的单层铜铟铝硫薄膜,所述铜铟铝硫纳米晶墨水的浓度为10-300mg/mL。上述步骤S03中,所述铜铟铝硒前驱体预制膜预制膜通过采用物理方法将铜铟铝硫纳米晶墨水涂敷在镀双层Mo的石英玻璃基体上制备而成,制备得到的铜铟铝硒纳米晶前驱体预制膜厚度为800-3000nm。采用非真空的物理方法,不需要昂贵的设备,减少了投资成本,且操作简单,便于大规模工业生产。所述物理方法优选为刮涂法、旋涂法、提拉法、滴涂法、丝网印刷法中的一种。当然,应当理解,本领域内其他能用于铜铟铝硒纳米晶前驱体预制膜涂膜的物理方法都在本发明的保护范围内。其中,作为具体优选实施例,上述镀双层Mo的石英玻璃基体为分别采用溅射法和共溅射法在石英基体上沉积纯Mo层和掺铝的Mo层的双层Mo石英玻璃基体。作为具体优选实施例,镀Mo石英玻璃基体的制备方法为:选用石英玻璃作为基板,将基体裁剪成边长为1.0cm×2.0cm的基体备用,分别用丙酮、乙醇、去离子水超生清洗钙钠玻璃基体,获得表面洁净的基体,接着通过直流磁控溅射在洁净的基体上镀上一层300-800nm的金属Mo薄膜,然后再通过共溅射法沉积一层20-500nm厚含铝的金属Mo薄膜,铝的含量为0.5-15%。掺铝的Mo薄膜层通过下述步骤S04中离子的热扩散来实现铝的梯度分布,具体原理为:在热处理中铝的扩散速率比铜、铟的都低,容易在薄膜底部聚集,造成薄膜顶部铝含量过低。而采用掺铝的Mo层,既避免了铝被大量氧化,同时也补充薄膜底部的铝,使薄膜底部中铝的浓度加大,在热处理过程铝能向顶部扩散,这样就形成铝梯度分布的薄膜,同时铝向下表面扩散到Mo层与玻璃的接触面与氧气反应形成Al2O3,促进Mo与玻璃附着性的提高,从而制备具有梯度分布的铜铟铝硒薄膜,进而提高其光电转化效率。作为具体优选实施例,S04所述硒化处理的具体步骤为:采用管式炉作为热处理工具,先把铜铟铝硒前驱体预制膜和适量的硒源放置在石墨盒中,再把该石墨盒置于管式炉中,并充满Ar气,然后以10-30/min的速度升温,给炉体加热,进行硒化处理,最后获得铜铟铝硒薄膜。其中,硒化温度为500-600℃,硒化时间为10-90min,其中,硒源为硒粉、硒化氢、二乙基硒中的至少一种。上述步骤中Ar气作为保护气体,用于防止铜铟铝硒前驱体预制膜预制膜发生副反应。当然,应当理解,本领域内其他在上述条件下能用作铜铟铝硒纳米晶前驱体保护气体的气体,都在本发明的保护范围内。本发明实施例中,硒化处理的目的是在薄膜中取代硫的位置,从而形成铜铟铝硒薄膜。硒的用量对硒化处理影响较大,当硒用量太低时,达不到完全取代硫的效果;当硒含量过高时,容易造成浪费。作为优选实施例,当硒粉用量为1-30mmol,硒量太少会造成薄膜中硒的流失,太多会造成浪费。作为优选实施例,制备得到的铜铟铝硒薄膜厚度为800-3000nm。经发明人反复研究发现,铜铟铝硒薄膜的厚度对光的吸收影响较大:薄膜的厚度太小时,将减少薄膜对光的吸收进而影响薄膜光电转化率,使产品的性能受限;薄膜厚度越厚,薄膜对光的吸收越高,光的利用率越高,产品的性能也就越好,但是厚度太厚将增加薄膜成本。当铜铟铝硒薄膜厚度为800-3000nm时,既能满足铜铟铝硒薄膜的性能,又能有效地控制成本。在本发明实施例采用相对廉价的铝取代稀有金属镓,不仅降低了实验对贵金属的依赖性,还降低了稀有金属的用量,解决了原料稀少和金属铝易被氧化的问题。同时,采用掺铝的Mo薄膜层作为背接触电极,制备具有梯度分布的铜铟铝硒薄膜,有利于制备高转化率的铜铟铝硒薄膜电池。此外,本发明是一种非真空制膜技术,它不仅改善了薄膜的能带分布,拓宽薄膜的光吸收范围(铜铟铝硒的禁带宽度在1.0-2.7eV),促进薄对光的吸收和利用,进而提高光电转化效率,还大大降低了太阳能电池的制造成本,有利于大面积均匀铜铟铝硒薄膜的制备。实施例一(1)铜铟铝硫纳米颗粒的制备:将2.0mmol氯化亚铜,1.70mmol三氯化铟,0.30mmol三氯化铝和6.0mmol硫粉加入100mL三颈瓶中,再加入35mL油胺,并放入温控加热套中,然后与史莱克换气装置连接好,并加热。同时通过真空和氩气氛围循环的方式对反应液进行循环洗气2次,每次洗气15min。最后用氩气充满反应容器。在磁力搅拌下,继续加热,当温度升高到220℃,保持不变,60min后停止反应。随后冷却至室温,过滤离心反应液获得固体产物,并用乙醇、己烷清洗5次,获得洁净的固体产物。(2)制备铜铟铝硫纳米晶墨水:把铜铟铝硫纳米颗粒放入甲苯中形成浓度为20mg/mL稳定的胶体溶液-铜铟铝硫纳米晶墨水。(3)镀钼玻璃的制备:把石英玻璃基体裁成1.0cm×2.0cm大小,分别用丙酮、乙醇、去离子水超生清洗干净。通过直流磁控溅射法在石英玻璃基体上镀金属Mo,厚度为500nm;接着通过共溅射法沉积一层厚度为200mn的含Al的金属Mo薄膜,其中铝的含量为5%。(4)铜铟铝硒薄膜的制备:通过刮涂法把铜铟铝硫纳米晶墨水涂敷在镀Mo的基体上,形成1500nm厚的铜铟铝硒纳米晶前驱体预制膜,随后放在300℃的电热板上干燥。把干燥后的铜铟铝硒前驱体预制膜预制膜和稍过量(5mmol)的二乙基硒放置在石墨盒中,接着把该石磨盒放在管式炉中,通入Ar气,排尽炉中的空气,并使Ar充满炉腔。然后以15℃/min的升温速度,给炉体加热,使炉腔温度快速升高到530℃,然后对铜铟铝硒前驱体预制膜进行硒化热火处理。30min后停止加热,并冷却至室温,最后获得具有梯度分布的铜铟铝硒薄膜。实施例二(1)铜铟铝硫纳米颗粒的制备:将2.0mmol氯化亚铜,1.70mmol三氯化铟,0.30mmol三氯化铝和4.0mmol硫粉加入100mL三颈瓶中,再加入35mL油胺,并放入温控加热套中,然后与史莱克换气装置连接好,并加热。同时通过真空和氩气氛围循环的方式对反应液进行循环洗气2次,每次洗气15min。最后用氩气充满反应容器。在磁力搅拌下,继续加热,当温度升高到190℃,保持不变,60min后停止反应。随后冷却至室温,过滤离心反应液获得固体产物,并用乙醇、己烷清洗5次,获得洁净的固体产物。(2)制备铜铟铝硫纳米晶墨水:把铜铟铝硫纳米颗粒放入甲苯中形成浓度为50mg/mL稳定的胶体溶液-铜铟铝硫纳米晶墨水。(3)镀钼玻璃的制备:把石英玻璃基体裁成1.0cm×2.0cm大小,分别用丙酮、乙醇、去离子水超生清洗干净。通过直流磁控溅射法在石英玻璃基体上镀金属Mo,厚度为600nm;接着通过共溅射法沉积一层厚度为500mn的含Al的金属Mo薄膜,其中铝的含量为10%。(4)铜铟铝硒薄膜的制备:通过刮涂法把铜铟铝硫纳米晶墨水涂敷在镀Mo的基体上,形成1500nm厚的铜铟铝硒纳米晶前驱体预制膜,随后放在300℃的电热板上干燥。把干燥后的铜铟铝硒前驱体预制膜预制膜和稍过量(5mmol)的二乙基硒放置在石墨盒中,接着把该石磨盒放在管式炉中,通入Ar气,排尽炉中的空气,并使Ar充满炉腔。然后以20℃/min的升温速度,给炉体加热,使炉腔温度快速升高到560℃,然后对铜铟铝硒前驱体预制膜进行硒化热火处理。20min后停止加热,并冷却至室温,最后获得具有梯度分布的铜铟铝硒薄膜。实施例三(1)铜铟铝硫纳米颗粒的制备:将2.0mmol氯化亚铜,1.70mmol三氯化铟,0.30mmol三氯化铝和5.0mmol硫粉加入100mL三颈瓶中,再加入35mL油胺,并放入温控加热套中,然后与史莱克换气装置连接好,并加热。同时通过真空和氩气氛围循环的方式对反应液进行循环洗气2次,每次洗气15min。最后用氩气充满反应容器。在磁力搅拌下,继续加热,当温度升高到200℃,保持不变,60min后停止反应。随后冷却至室温,过滤离心反应液获得固体产物,并用乙醇、己烷清洗5次,获得洁净的固体产物。(2)制备铜铟铝硫纳米晶墨水:把铜铟铝硫纳米颗粒放入甲苯中形成浓度为100mg/mL稳定的胶体溶液-铜铟铝硫纳米晶墨水。(3)镀钼玻璃的制备:把石英玻璃基体裁成1.0cm×2.0cm大小,分别用丙酮、乙醇、去离子水超生清洗干净。通过直流磁控溅射法在石英玻璃基体上镀金属Mo,厚度为500nm;接着通过共溅射法沉积一层厚度为100mn的含Al的金属Mo薄膜,其中铝的含量为15%。(4)铜铟铝硒薄膜的制备:通过刮涂法把铜铟铝硫纳米晶墨水涂敷在镀Mo的基体上,形成1500nm厚的铜铟铝硒纳米晶前驱体预制膜,随后放在300℃的电热板上干燥。把干燥后的铜铟铝硒前驱体预制膜预制膜和稍过量(5mmol)的二乙基硒放置在石墨盒中,接着把该石磨盒放在管式炉中,通入Ar气,排尽炉中的空气,并使Ar充满炉腔。然后以25℃/min的升温速度,给炉体加热,使炉腔温度快速升高到550℃,然后对铜铟铝硒前驱体预制膜进行硒化热火处理。30min后停止加热,并冷却至室温,最后获得具有梯度分布的铜铟铝硒薄膜。实施例四(1)铜铟铝硫纳米颗粒的制备:将1mmol氯化铜,0.8mmol三氯化铟,0.2mmol三氯化镓和3mmol硫粉加入100mL三颈瓶中,再加入35mL油胺,并放入温控加热套中,然后与史莱克换气装置连接好,并加热。同时通过真空和氩气氛围循环的方式对反应液进行循环洗气2次,每次洗气15min。最后用氩气充满反应容器。在磁力搅拌下,继续加热,当温度升高到210℃,保持不变,60min后停止反应。随后冷却至室温,过滤离心反应液获得固体产物,并用乙醇、己烷清洗5次,获得洁净的固体产物。(2)制备铜铟铝硫纳米晶墨水:把铜铟铝硫纳米颗粒放入甲苯中形成浓度为150mg/mL稳定的胶体溶液-铜铟铝硫纳米晶墨水。(3)镀钼玻璃的制备:把石英玻璃基体裁成1.0cm×2.0cm大小,分别用丙酮、乙醇、去离子水超生清洗干净。通过直流磁控溅射法在石英玻璃基体上镀金属Mo,厚度为500nm;接着通过共溅射法沉积一层厚度为150mn的含Al的金属Mo薄膜,其中铝的含量为1%。(4)铜铟铝硒薄膜的制备:通过刮涂法把铜铟铝硫纳米晶墨水涂敷在镀Mo的基体上,形成2000nm厚的铜铟铝硒纳米晶前驱体预制膜,随后放在300℃的电热板上干燥。把干燥后的铜铟铝硒前驱体预制膜预制膜和稍过量(5mmol)的二乙基硒放置在石墨盒中,接着把该石磨盒放在管式炉中,通入Ar气,排尽炉中的空气,并使Ar充满炉腔。然后以12℃/min的升温速度,给炉体加热,使炉腔温度快速升高到590℃,然后对铜铟铝硒前驱体预制膜进行硒化热火处理。40min后停止加热,并冷却至室温,最后获得具有梯度分布的铜铟铝硒薄膜。实施例五(1)铜铟铝硫纳米颗粒的制备:将3.0mmol醋酸铜,2.60mmol醋酸铟,0.40mmol硝酸铝铝和9.0mmol硫尿加入100mL三颈瓶中,再加入35mL油胺,并放入温控加热套中,然后与史莱克换气装置连接好,并加热。同时通过真空和氩气氛围循环的方式对反应液进行循环洗气2次,每次洗气15min。最后用氩气充满反应容器。在磁力搅拌下,继续加热,当温度升高到250℃,保持不变,60min后停止反应。随后冷却至室温,过滤离心反应液获得固体产物,并用乙醇、己烷清洗5次,获得洁净的固体产物。(2)制备铜铟铝硫纳米晶墨水:把铜铟铝硫纳米颗粒放入甲苯中形成浓度为200mg/mL稳定的胶体溶液-铜铟铝硫纳米晶墨水。(3)镀钼玻璃的制备:把石英玻璃基体裁成1.0cm×2.0cm大小,分别用丙酮、乙醇、去离子水超生清洗干净。通过直流磁控溅射法在石英玻璃基体上镀金属Mo,厚度为500nm;接着通过共溅射法沉积一层厚度为300mn的含Al的金属Mo薄膜,其中铝的含量为10%。(4)铜铟铝硒薄膜的制备:通过刮涂法把铜铟铝硫纳米晶墨水涂敷在镀Mo的基体上,形成3000nm厚的铜铟铝硒纳米晶前驱体预制膜,随后放在300℃的电热板上干燥。把干燥后的铜铟铝硒前驱体预制膜预制膜和稍过量(5mmol)的二乙基硒放置在石墨盒中,接着把该石磨盒放在管式炉中,通入Ar气,排尽炉中的空气,并使Ar充满炉腔。然后以15℃/min的升温速度,给炉体加热,使炉腔温度快速升高到580℃,然后对铜铟铝硒前驱体预制膜进行硒化热火处理。80min后停止加热,并冷却至室温,最后获得具有梯度分布的铜铟铝硒薄膜。实施例六(1)铜铟铝硫纳米颗粒的制备:将1.0mmol乙酰丙酮铜,0..70mmol乙酰丙酮铟,0.30mmol硝酸铝和3.0mmol硫粉加入100mL三颈瓶中,再加入35mL油胺,并放入温控加热套中,然后与史莱克换气装置连接好,并加热。同时通过真空和氩气氛围循环的方式对反应液进行循环洗气2次,每次洗气15min。最后用氩气充满反应容器。在磁力搅拌下,继续加热,当温度升高到200℃,保持不变,80min后停止反应。随后冷却至室温,过滤离心反应液获得固体产物,并用乙醇、己烷清洗5次,获得洁净的固体产物。(2)制备铜铟铝硫纳米晶墨水:把铜铟铝硫纳米颗粒放入甲苯中形成浓度为280mg/mL稳定的胶体溶液-铜铟铝硫纳米晶墨水。(3)镀钼玻璃的制备:把石英玻璃基体裁成1.0cm×2.0cm大小,分别用丙酮、乙醇、去离子水超生清洗干净。通过直流磁控溅射法在石英玻璃基体上镀金属Mo,厚度为500nm;接着通过共溅射法沉积一层厚度为250mn的含Al的金属Mo薄膜,其中铝的含量为10%。(4)铜铟铝硒薄膜的制备:通过刮涂法把铜铟铝硫纳米晶墨水涂敷在镀Mo的基体上,形成1500nm厚的铜铟铝硒纳米晶前驱体预制膜,随后放在300℃的电热板上干燥。把干燥后的铜铟铝硒前驱体预制膜预制膜和稍过量(5mmol)的二乙基硒放置在石墨盒中,接着把该石磨盒放在管式炉中,通入Ar气,排尽炉中的空气,并使Ar充满炉腔。然后以15℃/min的升温速度,给炉体加热,使炉腔温度快速升高到530℃,然后对铜铟铝硒前驱体预制膜进行硒化热火处理。30min后停止加热,并冷却至室温,最后获得具有梯度分布的铜铟铝硒薄膜。实施例七(1)铜铟铝硫纳米颗粒的制备:将2.0mmol醋酸铜,1.70mmol醋酸铟,0.30mmol醋酸铝和5.0mmol硫粉加入100mL三颈瓶中,再加入35mL油胺,并放入温控加热套中,然后与史莱克换气装置连接好,并加热。同时通过真空和氩气氛围循环的方式对反应液进行循环洗气2次,每次洗气15min。最后用氩气充满反应容器。在磁力搅拌下,继续加热,当温度升高到230℃,保持不变,60min后停止反应。随后冷却至室温,过滤离心反应液获得固体产物,并用乙醇、己烷清洗5次,获得洁净的固体产物。(2)制备铜铟铝硫纳米晶墨水:把铜铟铝硫纳米颗粒放入甲苯中形成浓度为180mg/mL稳定的胶体溶液-铜铟铝硫纳米晶墨水。(3)镀钼玻璃的制备:把石英玻璃基体裁成1.0cm×2.0cm大小,分别用丙酮、乙醇、去离子水超生清洗干净。通过直流磁控溅射法在石英玻璃基体上镀金属Mo,厚度为500nm;接着通过共溅射法沉积一层厚度为280mn的含Al的金属Mo薄膜,其中铝的含量为8%。(4)铜铟铝硒薄膜的制备:通过刮涂法把铜铟铝硫纳米晶墨水涂敷在镀Mo的基体上,形成2000nm厚的铜铟铝硒纳米晶前驱体预制膜,随后放在300℃的电热板上干燥。把干燥后的铜铟铝硒前驱体预制膜预制膜和稍过量(5mmol)的二乙基硒放置在石墨盒中,接着把该石磨盒放在管式炉中,通入Ar气,排尽炉中的空气,并使Ar充满炉腔。然后以15℃/min的升温速度,给炉体加热,使炉腔温度快速升高到530℃,然后对铜铟铝硒前驱体预制膜进行硒化热火处理。30min后停止加热,并冷却至室温,最后获得具有梯度分布的铜铟铝硒薄膜。实施例八(1)铜铟铝硫纳米颗粒的制备:将2.0mmol硝酸铜,1.70mmol硝酸铟,0.30mmol硝酸铝和6.0mmol硫粉加入100mL三颈瓶中,再加入35mL油胺,并放入温控加热套中,然后与史莱克换气装置连接好,并加热。同时通过真空和氩气氛围循环的方式对反应液进行循环洗气2次,每次洗气15min。最后用氩气充满反应容器。在磁力搅拌下,继续加热,当温度升高到235℃,保持不变,100min后停止反应。随后冷却至室温,过滤离心反应液获得固体产物,并用乙醇、己烷清洗5次,获得洁净的固体产物。(2)制备铜铟铝硫纳米晶墨水:把铜铟铝硫纳米颗粒放入甲苯中形成浓度为80mg/mL稳定的胶体溶液-铜铟铝硫纳米晶墨水。(3)镀钼玻璃的制备:把石英玻璃基体裁成1.0cm×2.0cm大小,分别用丙酮、乙醇、去离子水超生清洗干净。通过直流磁控溅射法在石英玻璃基体上镀金属Mo,厚度为800nm;接着通过共溅射法沉积一层厚度为500mn的含Al的金属Mo薄膜,其中铝的含量为12%。(4)铜铟铝硒薄膜的制备:通过刮涂法把铜铟铝硫纳米晶墨水涂敷在镀Mo的基体上,形成1500nm厚的铜铟铝硒纳米晶前驱体预制膜,随后放在300℃的电热板上干燥。把干燥后的铜铟铝硒前驱体预制膜预制膜和稍过量(5mmol)的二乙基硒放置在石墨盒中,接着把该石磨盒放在管式炉中,通入Ar气,排尽炉中的空气,并使Ar充满炉腔。然后以18℃/min的升温速度,给炉体加热,使炉腔温度快速升高到520℃,然后对铜铟铝硒前驱体预制膜进行硒化热火处理。30min后停止加热,并冷却至室温,最后获得具有梯度分布的铜铟铝硒薄膜。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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