[发明专利]用铜锌锡硫化合物单一靶材制备薄膜太阳能电池的方法

权利要求书

1.一种用铜锌锡硫化合物单一靶材制备薄膜太阳能电池的方法，其特征在于，该方法包括：

A．利用真空磁控溅射法，在钠钙玻璃钼Mo衬底或不锈钢片钼Mo衬底上溅射具有黄铜矿结构的Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2铜锌锡硫化合物单一靶材，形成太阳能电池吸收层；

B．在真空环境下，对A步骤制备的太阳能电池吸收层进行退火处理；

C．利用真空磁控溅射法，在B步骤处理后的所述太阳能电池吸收层上沉积In₂Se₃或In₂S₃缓冲层；

D．利用射频真空磁控溅射法，在步骤C沉积的In₂Se₃或In₂S₃缓冲层上进行本征氧化锌i-ZnO高阻抗层的沉积；

E．利用射频真空磁控溅射法，在步骤D沉积的所述本征氧化锌i-ZnO上进行参铝氧化锌ZnO:Al低阻抗层的沉积。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤A中，所述Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2铜锌锡硫化合物单一靶材为CuZn_xSn_1-xS₂单一靶材。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤A中，进行两次溅射，第一次以富铜的CuZn_xSn_1-xS₂单一靶材溅射，形成富铜薄膜太阳能电池吸收层；第二次以贫铜的CuZn_xSn_1-xS₂单一靶材溅射，形成贫铜薄膜太阳能电池吸收层。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述富铜的铜锌锡硫化合物单一靶材中铜的原子比例为24.5%~27%，硫的原子比例为46%~49%；

和/或，

所述贫铜的铜锌锡硫化合物单一靶材中铜的原子比例为20%~24%，硫的原子比50%~53%。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述步骤A中，所述真空磁控溅射法的真空度为1×10^-3~5×10^-3托，通入含有体积比为5%O₂的氩气Ar气体，所述钠钙玻璃钼Mo衬底或不锈钢片钼Mo衬底的温度为350℃~450℃，所述富铜薄膜、所述贫铜薄膜的沉积厚度分别为1微米~2微米。

6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，

退火温度为450℃~580℃，持续时间为2~3小时。

7.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，

在步骤C中，所述真空磁控溅射法的参数为1×10^-3~5×10^-3托，并通入氩气Ar气，衬底的温度保持10℃~30℃，所述In₂Se₃或In₂S₃缓冲层的厚度为5纳米。

8.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，

在步骤D中，所述射频真空磁控溅射法使用的靶材为氧化锌ZnO，真空溅射的参数为1×10^-3~5×10^-3托，频率为400kHz~2MHz，并通入氩气Ar气，衬底的温度保持室温10℃~30℃，所述本征氧化锌i-ZnO高阻抗层的厚度为5~20纳米。

9.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，

在步骤E中，所述射频真空磁控溅射法使用的靶材为氧化锌ZnO:铝Al，真空溅射的参数为1×10^-3~5×10^-3托，并通入含有5%O₂的氩气Ar气，衬底的温度保持室温(10℃~30℃)，所述氧化锌的薄膜厚度为0.3~0.6微米。