镓砸薄膜2表面的残留溶液。工作温度为20°C。
[0045]通过图3可以看出，电化学处理后铜铟镓砸薄膜2的表面外观结构均一，表面平整度较高，且结晶性能比较好。经Raman光谱检测，如图4所示，得到电化学刻蚀处理后CIGS薄膜表面的二次相(如CuxSe)明显减少甚至消失。
[0046]实施例2本实施例为电化学处理铜铟镓砸薄膜表面
[0047]在钠钙玻璃上沉积厚度为I μ m的金属Mo，在Mo层4上采用电化学沉积的方法沉积厚度为I?1.5 μπι的铜铟镓砸薄膜2，然后在石英管式炉中进行砸化退火。
[0048]步骤(I):将砸化后的铜铟镓砸薄膜2接于电化学工作站I的工作电极，连接部分仅有Mo层4，在无水乙醇溶液中浸泡I?2分钟，去除表面沾有的颗粒杂质，高纯氮气吹干；
[0049]步骤⑵:配制处理溶液7。处理溶液7由乙基紫精二高氯酸锌、六氟磷酸四丁胺和甲基紫精混合而成，其中，乙基紫精二高氯酸锌在处理溶液7中的浓度为0.1M/L，六氟磷酸四丁胺在处理溶液7中的浓度为0.1M/L ;
[0050]步骤(3):将步骤(I)处理后的铜铟镓砸薄膜2放入处理溶液7中，施加恒压电信号，电压为5V，时间为100s。处理完毕，用无水乙醇冲洗铜铟镓砸薄膜2表面的残留溶液。工作温度为18 °C。
[0051]通过图5可以看出，电化学处理后铜铟镓砸薄膜2的表面外观结构均一，表面平整度较高，且结晶性能比较好，经Raman光谱检测，得到电化学刻蚀处理后CIGS薄膜表面的二次相(如CuxSe)明显减少甚至消失。
[0052]实施例3本实施例为电化学处理铜铟镓砸薄膜表面
[0053]在钠钙玻璃上沉积厚度为I μ m的金属Mo，在Mo层4上采用电化学沉积的方法沉积厚度为I μπι的铜铟镓砸薄膜2，然后在石英管式炉中砸化退火。
[0054]步骤(I):将砸化后的铜铟镓砸薄膜2接于电化学工作站I的工作电极，连接部分仅有Mo层4，在无水乙醇溶液中浸泡I?2分钟，去除表面沾有的颗粒杂质，高纯氮气吹干；
[0055]步骤(2):配制处理溶液7。处理溶液7由乙基紫精二高氯酸钠、六氟磷酸四丁胺和甲基紫精混合而成，其中，乙基紫精二高氯酸钠在处理溶液7中的浓度为0.1M/L，六氟磷酸四丁胺在处理溶液7中的浓度为0.1M/L ;
[0056]步骤(3):将步骤⑴处理后的铜铟镓砸薄膜2放入处理溶液7中，施加恒流电信号，电流为25mA/cm2，时间为150s。处理完毕，用无水乙醇冲洗铜铟镓砸薄膜2表面的残留溶液。工作温度为20 °C。
[0057]通过图6可以看出，电化学处理后铜铟镓砸薄膜2的表面外观结构均一，晶粒比较细碎，经Raman光谱检测，得到电化学刻蚀处理后CIGS薄膜表面的二次相(如CuxSe)明显减少甚至消失。
[0058]实施例4本实施例为电化学处理以钛箔为衬底的铜铟镓砸薄膜表面
[0059]步骤(I):将砸化后的铜铟镓砸薄膜2接于电化学工作站I的工作电极，连接部分仅有Mo层4，在无水乙醇溶液中浸泡I?2分钟，去除表面沾有的颗粒杂质，高纯氮气吹干；
[0060]步骤(2):配制处理溶液7。处理溶液7由乙基紫精二高氯酸镁、六氟磷酸四丁胺和甲基紫精混合而成，其中，乙基紫精二高氯酸镁在处理溶液7中的浓度为1M/L，六氟磷酸四丁胺在处理溶液7中的浓度为1M/L ;
[0061]步骤(3):将步骤(I)处理后的铜铟镓砸薄膜2放入处理溶液7中，施加循环伏安电信号，电压为-2?2V，扫描速率为0.08V/s，扫描时间100s。处理完毕，用无水乙醇冲洗铜铟镓砸薄膜2表面的残留溶液。工作温度为20°C。
[0062]实施例5本实施例为电化学处理以钼箔为衬底的铜铟镓砸薄膜表面
[0063]步骤(I):将砸化后的铜铟镓砸薄膜2接于电化学工作站I的工作电极，连接部分仅有Mo层4，在无水乙醇溶液中浸泡I?2分钟，去除表面沾有的颗粒杂质，高纯氮气吹干；
[0064]步骤(2):配制处理溶液7。处理溶液7由乙基紫精二高氯酸锌、六氟磷酸四丁胺和甲基紫精混合而成，其中，乙基紫精二高氯酸锌在处理溶液7中的浓度为0.5M/L，六氟磷酸四丁胺在处理溶液7中的浓度为0.4M/L ;
[0065]步骤(3):将步骤(I)处理后的铜铟镓砸薄膜2放入处理溶液7中，施加恒压电信号，电压为0.01V,时间300s。处理完毕，用无水乙醇冲洗铜铟镓砸薄膜2表面的残留溶液。工作温度为25 °C。
[0066]实施例6本实施例为电化学处理以钼箔为衬底的铜铟镓砸薄膜表面
[0067]步骤(I):将砸化后的铜铟镓砸薄膜2接于电化学工作站I的工作电极，连接部分仅有Mo层4，在无水乙醇溶液中浸泡I?2分钟，去除表面沾有的颗粒杂质，高纯氮气吹干；
[0068]步骤⑵:配制处理溶液7。处理溶液7由乙基紫精二高氯酸铜、六氟磷酸四丁胺和甲基紫精混合而成，其中，乙基紫精二高氯酸铜在处理溶液7中的浓度为0.001M/L，六氟磷酸四丁胺在处理溶液7中的浓度为0.001M/L ;
[0069]步骤(3):将步骤(I)处理后的铜铟镓砸薄膜2放入处理溶液7中，施加恒压电信号，电压为6V，时间30s。处理完毕，用无水乙醇冲洗铜铟镓砸薄膜2表面的残留溶液。工作温度为22 °C。
[0070]实施例7本实施例为电化学处理以聚酰亚胺为衬底的铜铟镓砸薄膜表面
[0071]步骤(I):将砸化后的铜铟镓砸薄膜2接于电化学工作站I的工作电极，连接部分仅有Mo层4，在无水乙醇溶液中浸泡I?2分钟，去除表面沾有的颗粒杂质，高纯氮气吹干；
[0072]步骤(2):配制处理溶液7。处理溶液7由乙基紫精二高氯酸钾、六氟磷酸四丁胺和甲基紫精混合而成，其中，乙基紫精二高氯酸钾在处理溶液7中的浓度为0.5M/L，六氟磷酸四丁胺在处理溶液7中的浓度为0.4M/L ;
[0073]步骤(3):将步骤(I)处理后的铜铟镓砸薄膜2放入处理溶液7中，施加恒流电信号，电流为1500mA/cm2，时间为Is。处理完毕，用无水乙醇冲洗铜铟镓砸薄膜2表面的残留溶液。工作温度为18 °C。
[0074]实施例8本实施例为电化学处理以钛箔为衬底的铜铟镓砸薄膜表面
[0075]步骤(I):将砸化后的铜铟镓砸薄膜2接于电化学工作站I的工作电极，连接部分仅有Mo层4，在无水乙醇溶液中浸泡I?2分钟，去除表面沾有的颗粒杂质，高纯氮气吹干；
[0076]步骤(2):配制处理溶液7。处理溶液7由乙基紫精二高氯酸钠、六氟磷酸四丁胺和甲基紫精混合而成，其中，乙基紫精二高氯酸钠在处理溶液7中的浓度为0.1M/L，六氟磷酸四丁胺在处理溶液7中的浓度为0.1M/L ;
[0077]步骤(3):将步骤(I)处理后的铜铟镓砸薄膜2放入处理溶液7中，施加恒流电信号，电流为0.1mA/cm2,时间为200s。处理完毕，用无水乙醇冲洗铜铟镓砸薄膜2表面的残留溶液。工作温度为23 °C。
【主权项】
1.钝化铜铟镓砸薄膜表面缺陷的电化学处理方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤(I):铜铟镓砸薄膜砸化后置于电化学工作站，仅Mo层连接工作电极，在无水乙醇中浸泡I?2min，去除表面颗粒杂质，高纯氮气吹干； 步骤⑵:配制处理溶液，所述处理溶液为0.0Ol?1M/L乙基紫精二高氯酸盐、0.001?1M/L六氟磷酸四丁胺和有机溶剂的混合溶液，所述有机溶剂选自乙腈或甲基紫精的任一种； 步骤(3):将步骤(I)处理后的铜铟镓砸薄膜放入步骤(2)制得的处理溶液中，施加电信号，I?300s后取出，用无水乙醇冲洗所述铜铟镓砸薄膜表面的残留溶液，所述电信号为循环伏安电信号、恒压电信号或恒流电信号的任一种。2.根据权利要求1所述的钝化铜铟镓砸薄膜表面缺陷的电化学处理方法，其特征在于，所述乙基紫精二高氯酸盐选自乙基紫精二高氯酸钾、乙基紫精二高氯酸钠、乙基紫精二高氯酸锌、乙基紫精二高氯酸镁或乙基紫精二高氯酸铜的任一种或一种以上的混合物。3.根据权利要求1所述的钝化铜铟镓砸薄膜表面缺陷的电化学处理方法，其特征在于，所述乙基紫精二高氯酸盐的浓度为0.1?0.5M/L。4.根据权利要求1所述的钝化铜铟镓砸薄膜表面缺陷的电化学处理方法，其特征在于，所述六氟磷酸四丁胺的浓度为0.1?0.4M/L。5.根据权利要求1所述的钝化铜铟镓砸薄膜表面缺陷的电化学处理方法，其特征在于，步骤(3)中，工作温度为18°C?25 °C。6.根据权利要求1?5任一项所述的钝化铜铟镓砸薄膜表面缺陷的电化学处理方法，其特征在于，所述电信号选自以下电信号的任一种: A.所述电信号为循环伏安电信号，所述循环伏安电信号的电压范围为-2?2V; B.所述电信号为恒压电信号，所述恒压电信号的电压范围为0.01?6V ; C.所述电信号为恒流电信号，所述恒流电信号的电流范围为0.1?1500mA/cm2。7.根据权利要求6所述的钝化铜铟镓砸薄膜表面缺陷的电化学处理方法，其特征在于，所述循环伏安电信号的电压范围为-0.3?0.5V。8.根据权利要求1所述的钝化铜铟镓砸薄膜表面缺陷的电化学处理方法，其特征在于，所述铜铟镓砸薄膜的基底选自钠钙玻璃、聚酰亚胺、不锈钢、钼箔片、铝箔片、铜箔片或钛箔片的任一种。9.根据权利要求1所述的钝化铜铟镓砸薄膜表面缺陷的电化学处理方法，其特征在于，所述电化学工作站的工作模式为三电极体系，包括工作电极、参比电极和铂网电极，所述参比电极为Pt电极，所述参比电极的电势相对标准氢电势为-0.72V。
【专利摘要】本发明涉及太阳能电池技术领域，具体公开了钝化铜铟镓硒薄膜表面缺陷的电化学处理方法，包括步骤：铜铟镓硒薄膜硒化后置于电化学工作站，仅Mo层连接工作电极，在无水乙醇中浸泡1～2min，去除表面颗粒杂质；配制处理溶液，所述处理溶液为乙基紫精二高氯酸盐、六氟磷酸四丁胺和有机溶剂的混合溶液；将步骤(1)处理后的铜铟镓硒薄膜放入步骤(2)制得的处理溶液中，施加电信号，1～300s后取出，用无水乙醇冲洗所述铜铟镓硒薄膜表面的残留溶液，电信号为循环伏安电信号、恒压电信号或恒流电信号的任一种。本发明的方法能够有效除去铜铟镓硒薄膜表面的缺陷，降低界面处光生载流子对的复合率，不会对薄膜造成污染。
【IPC分类】H01L31/18
【公开号】CN105633201
【申请号】CN201410619934
【发明人】叶勤燕, 梅军, 廖成, 刘江, 何绪林, 刘焕明
【申请人】中物院成都科学技术发展中心
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月6日