[发明专利]一种三元化合物太阳能电池薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种三元化合物太阳能电池薄膜，其特征在于：所述薄膜成份为CuIn₂Si₂，薄膜的吸收系数大于10⁵cm^-1，带隙在1.4eV～1.6eV之间。

2.一种三元化合物太阳能电池薄膜的制备方法，具体为：

用高真空三靶汇聚磁控溅射系统，选用铜靶、多晶硅靶和铟靶，分别安装在两个射频溅射电源和一个直流溅射电源上，硅靶用射频溅射，溅射功率用160-220瓦；铜靶用射频溅射，溅射功率用50-80瓦；铟靶用直流溅射，溅射功率用15-20瓦，衬底与靶材的距离为15厘米，溅射工艺气体为氩气，系统真空度达10^-5Pa后通入工艺气体，气体流量为25～30cssm，在工作压强在0.3-0.8Pa下，同时溅射铜、铟、硅三靶沉积薄膜，沉积薄膜的厚度和时间由石英晶振厚度监控仪控制，沉积在硅片衬底上的薄膜在 400-1200 °C的温度范围内，在10^-5Pa的真空、氮气或氩气保护下退火5-60分钟；沉积在玻璃衬底上的薄膜在 400-600 °C的温度范围内，在10^-5Pa的真空、氮气或氩气保护下退火5-40分钟。

3.一种三元化合物太阳能电池薄膜的制备方法，具体为：

用磁控溅射系统制备铜铟硅多层溅射复合薄膜，选用铜靶、多晶硅靶和铟靶，分别安装在两个射频溅射电源和一个直流溅射电源上，硅靶用射频溅射，溅射功率用160-220瓦；铜靶用射频溅射，溅射功率用50-80瓦；铟靶用直流溅射，溅射功率用15-20瓦，衬底与靶材的距离为15厘米，沉积薄膜的厚度和时间由石英晶振厚度监控仪控制，工作气体为氩气，气体流量为25cssm～30 cssm，在工作压强为0.3-0.8Pa下，轮流对铜铟硅三靶分别溅射，在衬底上轮流沉积单层铜、铟、硅薄层，反复沉积形成多层膜，在沉积过程中，通过严格控制工作压强、溅射功率和溅射时间，每一层的厚度控制在5纳米以内，使每一层的厚度能符合铜铟硅的比例，在复合过程中能形成要求比例的多层铜铟硅复合膜，沉积在硅片衬底上的薄膜在 400-1200 °C的温度范围内，在真空（10^-5Pa）、氮气或氩气保护下退火5-60分钟；沉积在玻璃衬底上的薄膜在 400-600 °C的温度范围内,在真空（10^-5Pa）氮气或氩气保护下退火5-40分钟。

4.如权利要求2所述的一种三元化合物太阳能电池薄膜的制备方法，其特征在于：所制备的薄膜的厚度为40-500纳米，沉积速率为 0.025nm/s -0.059 nm/s。

5.如权利要求3所述的一种三元化合物太阳能电池薄膜的制备方法，其特征在于：所制备的铜铟硅多层复合薄膜的厚度为50.0-500.0纳米。

6.如权利要求2或3所述一种三元化合物太阳能电池薄膜的制备方法，其特征在于：所述铜靶的纯度为99.999%，所述硅靶的纯度为99.99%，所述铟靶的纯度为99.995%，所述氩气的纯度为99.999%。