[发明专利]一种碱金属元素掺杂的铜铟镓硒吸收层薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种碱金属元素掺杂的铜铟镓硒吸收层薄膜的制备方法，其具体步骤是：

(1)首先，在钠钙玻璃衬底上制作氮化硅阻挡层；

(2)然后，在上述衬底上沉积掺有碱金属元素的背接触Mo层；

(3)在上述沉积的掺有碱金属元素的背接触Mo层上叠层沉积CIG金属预制层；

(4)制备碱金属元素掺杂的铜铟镓硒吸收层薄膜：将上述背接触层与CIG金属预制层放入真空退火炉内，抽真空并通入保护性反应气体，在高温进行快速热硒化处理，随后停止气体供应自然降温。

2.根据权利要求1所述的碱金属元素掺杂的铜铟镓硒吸收层薄膜的制备方法，其特征在于：上述步骤(2)所述的在衬底上沉积背接触层Mo层的具体步骤是：

(21)将衬底导入溅射沉积的封闭设备中进行预溅射Mo靶材；

(22)第一步预溅射Mo靶材之后首先沉积高阻Mo层；

(23)第二步沉积低阻Mo层；

(24)第三步沉积掺碱金属元素层；

(25)第四步沉积高气压的顶部纯Mo盖层；

(26)以得到掺碱金属元素的Mo薄膜层。

3.根据权利要求2所述的碱金属元素掺杂的铜铟镓硒吸收层薄膜的制备方法，其特征在于：上述步骤(21)中封闭设备后抽真空至低于4×10^-4Pa的真空度。

4.根据权利要求2所述的碱金属元素掺杂的铜铟镓硒吸收层薄膜的制备方法，其特征在于：上述步骤(22)中，靶材选择为高纯Mo靶材，气压选择在0.6～1.0Pa，功率密度维持在4W/cm²，溅射时间为10分钟。

5.根据权利要求2所述的碱金属元素掺杂的铜铟镓硒吸收层薄膜的制备方法，其特征在于：上述步骤(23)中靶材选择为高纯Mo靶材，气压选择在0.1～0.3Pa，功率密度维持在4W/cm²，溅射时间为60分钟。

6.根据权利要求2所述的碱金属元素掺杂的铜铟镓硒吸收层薄膜的制备方法，其特征在于：上述步骤(24)中，靶材选择为掺入了NaF或者KF的Mo靶材，其中Na或者K元素的原子个数比在1～3at％，溅射气压选择在0.1～0.3Pa，功率密度维持在4W/cm²，溅射时间为1～5分钟。

7.根据权利要求2所述的碱金属元素掺杂的铜铟镓硒吸收层薄膜的制备方法，其特征在于：上述步骤(25)中：靶材选择为高纯Mo靶材，气压选择在0.6～1.0Pa，功率密度维持在4W/cm²，溅射时间为8～10分钟，此溅射时间过短会导致Mo层在硒化过程中被硒化，掺碱金属元素的Mo薄膜层总厚度为1.2μm。

8.根据权利要求1所述的碱金属元素掺杂的铜铟镓硒吸收层薄膜的制备方法，其特征在于：上述步骤(3)具体包括：

(31)首先将上述背接触层导入溅射沉积设备，封闭后抽真空至低于4×10^-4Pa，靶材选择为高纯In金属靶材和CuGa合金靶材；

(32)预溅射之后第一步沉积In薄膜，工作气压选择为0.2～0.3Pa，功率密度维持在1w/cm²，溅射时间8分钟；

(33)第二步沉积CuGa薄膜，工作气压与上一步相同，功率密度维持在0.7W/cm²，溅射时间6分钟；

(34)第三步沉积In薄膜，各项沉积参数与第一步相同；

(35)第四部沉积CuGa薄膜，参数与第二步相同；后续继续交替沉积In与CuGa薄膜，总叠层次数为10～12层。

9.根据权利要求1所述的碱金属元素掺杂的铜铟镓硒吸收层薄膜的制备方法，其特征在于：上述步骤(4)具体是：将上述背接触层与CIG金属预制层放入真空退火炉内，抽真空至低于6×10^-4Pa后通入保护性Ar气及H₂Se反应气体，在550℃进行快速热硒化处理，随后停止气体供应自然降温。