照上述技术方案所制备CZTSSe薄膜太阳电池吸收层的表面扫描电子显微镜(SEM)图片；
[0024]图4是按照上述技术方案制备CZTSSe薄膜太阳电池吸收层过程中各蒸发源和衬底温度随时间变化曲线；
[0025]其中:1、蒸发腔室;2、衬底加热装置;3、镀Mo衬底;4、样品架;5、真空栗;6、Cu蒸发源；7、ZnS蒸发源；8、Sn蒸发源；9、Se蒸发源;10、蒸发源挡板;11、衬底；12、Mo背电极；13、CZTSSe吸收层；14、CdS缓冲层；15、本征1-ZnO层；16、透明导电膜;17、Ni /Al栅电极。
【具体实施方式】
[0026]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0027]请参阅图1至图4，一种CZTSSe薄膜太阳电池吸收层的制备方法，
[0028]实施例1、采用钠钙玻璃作为衬底11，通过磁控溅射的方法在衬底11上沉积Ιμπι厚的Mo背电极12;在Mo背电极上制备CZTSSe吸收层13;所述CZTSSe吸收层13的制备过程为:
(I)将镀Mo的衬底放置在蒸发腔室I的样品架4内，样品架可旋转;衬底11的上方置有衬底加热装置2 ； Cu蒸发源6、ZnS蒸发源7、Sn蒸发源8、Se蒸发源9均匀分布在蒸发腔室下方，蒸发腔室I内部配有热偶用于监测蒸发温度，衬底与Cu蒸发源6、ZnS蒸发源7、Sn蒸发源8、Se蒸发源9之间均置有蒸发源挡板10; (2)通过真空栗5将蒸发腔室抽真空至3 X 10—4Pa,将镀Mo衬底3加热至500°C，同时将各蒸发源加热，Cu、Sn、Se升温至蒸发温度，加热Cu蒸发源6至1120°C?1180°C、加热Sn蒸发源8至1100°C?1150°C、加热Se蒸发源9至200°C?250°C，加热ZnS蒸发源7至300°C预热；(3)开启样品架旋转功能以保证成膜的均匀性，待各蒸发源与镀Mo衬底温度稳定后打开Cu、Sn、Se的蒸发源挡板10，在Mo背电极上共蒸发Cu、Sn、Se材料45min; (4)保持衬底3温度500°C不变，关闭Cu蒸发源挡板，停止Cu蒸发源加热，将ZnS蒸发源升温至蒸发温度700°C?780°C，共蒸发ZnS、Sn、Se材料30min，形成锌黄锡矿结构CZTSSe薄膜；(5)关闭ZnS、Sn蒸发源挡板，停止ZnS、Sn蒸发源加热，镀Mo衬底3在Se气氛下以5°C/min的速率降温，直至衬底温度低于350°C后关闭Se的蒸发源挡板，停止Se蒸发源加热，停止镀Mo衬底旋转，待镀Mo衬底冷却后取出，得到具有锌黄锡矿结构的CZTSSe薄膜吸收层13。全部蒸发过程各蒸发源和衬底温度的变化如图4所示，从图3所示的表面SEM照片中可以看到薄膜表面结构致密，没有发现明显的孔隙，具有较好的结晶质量。
[0029]然后在CZTSSe吸收层上依次用公知技术，用化学水浴法沉积50nm厚的CdS缓冲层14、用磁控派射法沉积50nm厚的本征1-ZnO层15和500nm厚的Al-ZnO透明导电层16、蒸发Ni/Al电极栅17，得到CZTSSe薄膜太阳电池，电池结构如图2所示。
[0030]实施例2
[0031]采用厚度为40μπι的不锈钢箔作为衬底，其它条件与实施例1相同，制备成不锈钢衬底结构CZTSSe薄膜太阳电池。
[0032]实施例3
[0033]采用厚度为40μπι的钛箔作为衬底，其它条件与实施例1相同，制备成钛衬底结构CZTSSe薄膜太阳电池。
[0034]以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种CZTSSe薄膜太阳电池吸收层的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤一、将镀Mo衬底放置在共蒸发设备腔室的可旋转样品架内；镀Mo衬底的上方置有衬底加热装置;将Cu、ZnS、Sn、Se蒸发源均勾分布在蒸发腔室下方，蒸发源内部安装有用于监测蒸发温度的热电偶，衬底与Cu、ZnS、Sn、Se蒸发源之间均置有蒸发源挡板； 步骤二、通过真空栗将蒸发腔室抽真空至3 X 10—4Pa,将衬底加热至500°C，同时将各蒸发源加热，其中:Cu加热后的温度范围是1120°C?1180°C、Sn加热后的温度范围是1100°C?1150°C、Se加热后的温度范围是200°C?250°C，ZnS升温至300°C进行预热； 步骤三、开启样品架匀速旋转功能，转速设置为每分钟40?60转，待各蒸发源与镀Mo衬底温度稳定后打开Cu、Sn、Se的蒸发源挡板，在Mo背电极上共蒸发Cu、Sn、Se材料45min; 步骤四、保持镀Mo衬底温度500°C，关闭Cu蒸发源挡板，停止Cu蒸发源加热，将ZnS蒸发源升温至蒸发温度700°C?780°C，共蒸发ZnS、Sn、Se材料30min，形成锌黄锡矿结构CZTSSe薄膜； 步骤五、关闭ZnS、Sn蒸发源挡板，停止ZnS、Sn蒸发源加热，镀Mo衬底在Se气氛下以5°C/min的速率降温，直至镀Mo衬底温度低于350°C后关闭Se的蒸发源挡板，停止Se蒸发源加热，停止衬底旋转，待镀Mo衬底冷却后，CZTSSe薄膜太阳电池吸收层制备完成。2.根据权利要求1所述CZTSSe薄膜太阳电池吸收层的制备方法，其特征在于:所述镀Mo衬底的制备方法为:通过磁控溅射的方法在衬底上沉积Iym厚的Mo背电极。3.根据权利要求2所述CZTSSe薄膜太阳电池吸收层的制备方法，其特征在于:所述衬底由钠钙玻璃、钛箔或不锈钢箔材料制成。
【专利摘要】本发明公开了一种CZTSSe薄膜太阳电池吸收层的制备方法，该制备方法分两步进行，使用Cu、ZnS、Sn、Se作为蒸发原料；第一步共蒸发Cu、Sn、Se，首先形成Cu2SnSe3三元相，该结构易于生成且不易分解，生成后能够有效抑制含Sn化合物的形成和再蒸发，进而减少表面孔隙的生成；第二步共蒸发ZnS、Sn、Se原料，直至各元素成分比例达到制备CZTSSe太阳电池吸收层所需的近化学计量比要求，ZnS与Cu2SnSe3化合形成锌黄锡矿结构的CZTSSe相，由于沉积到衬底上的含Zn化合物呈液相状态，易于填充到已形成的孔隙当中，诱导各元素在空隙位置进行化合反应从而有效地减少孔隙，改善薄膜表面结晶质量。
【IPC分类】H01L21/02, H01L31/18, H01L31/032
【公开号】CN105470113
【申请号】CN201510810743
【发明人】杨亦桐, 王赫, 张超, 邓朝文, 杨立, 徐睿, 赵彦民, 乔在祥
【申请人】中国电子科技集团公司第十八研究所
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月20日