[发明专利]一种基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件的制备方法

权利要求书

1.一种基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件的制备方法，其特征在于是按下列步骤实现：

一、按化学式K_1-2xBa_2xNi_xNb_1-x O₃中的化学计量比称取K₂CO₃、Nb₂O₅、BaCO₃和NiO作为原料，采用固相反应法以1000～1200℃的温度烧结42～50小时，得到掺杂KNbO₃陶瓷靶材；

二、以单晶SrTiO₃基片作为基底，依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，得到清洗后的基底；

三、采用脉冲激光沉积法在清洗后的基底的表面沉积厚度为20～40nm的底电极，得到带有底电极的基底；

四、将带有底电极的基底置于脉冲激光沉积装置中，使用步骤一得到的掺杂KNbO₃陶瓷靶材，基底加热到700～1050℃，真空腔内通入0.1～30Pa的O₂，采用脉冲激光沉积法在底电极的上表面沉积厚度为100～500nm的KNbO₃基薄膜；

五、以ITO导电玻璃作为顶电极，采用脉冲激光沉积法在KNbO₃基薄膜表面沉积顶电极，得到基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件。

2.根据权利要求1所述的一种基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件的制备方法，其特征在于步骤一所述化学式K_1-2xBa_2xNi_xNb_1-x O₃中x＝0～0.20。

3.根据权利要求1所述的一种基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件的制备方法，其特征在于步骤一采用固相反应法以1100℃的温度烧结48小时。

4.根据权利要求1所述的一种基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件的制备方法，其特征在于步骤三所述的底电极为SrRuO₃电极、La_0.67Sr_0.33MnO₃电极或者LaNiO₃电极。

5.根据权利要求1所述的一种基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件的制备方法，其特征在于步骤三调节本底真空度为5×10^-4Pa，将清洗后的基底加热到650℃，氧压为10Pa，控制脉冲激光能量为200mJ，频率为3Hz进行脉冲激光沉积。

6.根据权利要求1所述的一种基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件的制备方法，其特征在于步骤四将基底加热到900～1050℃，真空腔内通入25～30Pa的O₂。

7.根据权利要求6所述的一种基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件的制备方法，其特征在于步骤四将基底加热到1000℃，真空腔内通入30Pa的O₂。

8.根据权利要求1所述的一种基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件的制备方法，其特征在于步骤四控制脉冲激光的能量为200mJ，频率为5Hz。

9.根据权利要求1所述的一种基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件的制备方法，其特征在于步骤五所述的顶电极的厚度为30nm。