[发明专利]一种ZnS太阳能电池薄膜材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种ZnS太阳能电池薄膜材料的制备方法，特别是一种ZnS太阳能电池薄膜材料的电沉积制备方法。

背景技术

传统的化合物薄膜太阳能电池，一般采用化学浴法制备的CdS薄膜作为缓冲层材料，并且已经获得了较高的电池转换效率。后来人们逐渐意识到CdS是一种对环境和人体有害的材料，要研究制备无污染的太阳能电池就该寻找新的材料作为替代。在以后的研究中人们慢慢发现ZnS是替代CdS的良好的材料。本发明采用电沉积法连续沉积ZnS缓冲层材料，可简化现有射频溅射法和化学气相沉积法的制备工艺并保证薄膜的大面积均匀性，这对大面积太阳能电池的制作乃至实现低成本大规模商业化生产都有着重要的意义和广泛的发展前景。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种ZnS太阳能电池薄膜材料的制备方法。

其技术方案是：用去离子水配置100 ml的混合溶液，各溶质浓度分别为15 mmol／L ZnCl2和110mmol／L Na2S203。具体步骤为：称取0.204 g ZnCl2和2.729 g Na2S203溶解到盛有100 ml去离子水的烧杯中，不停搅拌至晶体充分溶解，此时溶液的pH值为7不需要调节。电沉积采用两电极法，碳棒为阳极，ITO透明导电玻璃为阴极。电沉积在室温下进行，沉积过程中无需搅拌溶液。所述的一种ZnS太阳能电池薄膜材料的制备方法，其特征是沉积1h之后，将薄膜在N2气氛保护下进行热处理，热处理温度为300℃，热处理时间1h。

本发明的特点是设备投资少，工艺简单，不需要真空环境，可以缩短沉积时间，提高生产效率，简化现有射频溅射法和化学气相沉积法的制备工艺并保证薄膜的大面积均匀性，具有广泛的发展前景。此外，利用电沉积方法制备的ZnS薄膜材料既满足了人们环保的要求，又具有良好的光电性能，用它作缓冲层材料可以使更多的短波区的光照射到吸收层上，有利于获得蓝光区的光谱响应，提高太阳能电池的转换效率。

具体实施方式

用去离子水配置100 ml的混合溶液，各溶质浓度分别为15 mmol／L ZnCl₂和110mmol／L Na₂S203。具体步骤为：称取0.204 g ZnCl₂和2.729 g Na₂S203溶解到盛有100 ml去离子水的烧杯中，不停搅拌至晶体充分溶解，此时溶液的pH值为7不需要调节。电沉积采用两电极法，碳棒为阳极，ITO透明导电玻璃为阴极。电沉积在室温下进行，沉积过程中无需搅拌溶液。选择沉积电位分别为1.5V、1.6V、1.7V和2.0V，沉积1h之后，将薄膜在N₂气氛保护下进行热处理，热处理温度为300℃，热处理时间1h。

另外，本发明创造不意味着说明书所局限，在没有脱离设计宗旨的前提下可以有所变化。