[发明专利]铜锌锡硒薄膜太阳电池的制备方法

摘要

本发明涉及一种铜锌锡硒薄膜太阳电池的制备方法，步骤包括：在真空蒸发室中，1.衬底的Mo背电极下分布Cu、Zn、Sn、Se蒸发源；2.Mo背电极上共蒸发Zn、Sn、Se，形成预置层薄膜；3.共蒸发Cu、Se，形成富Cu吸收层薄膜；4.共蒸发Zn、Sn、Se，Mo背电极上形成贫Cu吸收层薄膜；5.衬底先后在Sn、Se气氛降温后在Se气氛再降温，形成铜锌锡硒薄膜吸收层；6.铜锌锡硒薄膜吸收层上面依次制作CdS缓冲层、本征i-ZnO层、透明导电薄膜窗口层和金属栅电极。本发明采用多源共蒸发制备铜锌锡硒太阳电池吸收层薄膜，制备过程在真空蒸发室中一次性完成，不需要经过硒化的后处理过程，工艺流程更加简便。

主权项

铜锌锡硒薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1.将衬底上带有Mo背电极的一面向下置入蒸发腔室中可旋转的样品架内，衬底的上方置衬底加热器；作为蒸发源的Cu、Zn、Sn、Se均匀分布在蒸发腔室内衬底的Mo背电极下方周边，每一蒸发源上面置有一蒸发源挡板；步骤2.用真空泵将蒸发腔室内抽真空至10‑4Pa，将衬底加热至380℃，将各蒸发源中Cu加热至1100℃～1200℃、Zn加热至280℃～380℃、Sn加热至1000℃～1100℃、Se加热至200℃～250℃，旋转样品架，打开Zn、Sn、Se上面的蒸发源挡板，在衬底的Mo背电极上共蒸发Zn、Sn、Se，蒸发时间为10min，Mo背电极上沉积一层预置层薄膜；步骤3.当衬底继续加热至500℃时，关闭Zn、Sn上面的蒸发源挡板，打开Cu上面的蒸发源挡板，共蒸发Cu、Se，蒸发时间为23min，步骤2中的预置层薄膜变为富Cu吸收层薄膜；步骤4.关闭Cu上面的蒸发源挡板，停止Cu蒸发源加热，打开Zn、Sn的蒸发源挡板，共蒸发Zn、Sn、Se，蒸发时间为12min，步骤3中的富Cu吸收层薄膜变为贫Cu吸收层薄膜；步骤5.关闭Zn蒸发源挡板，停止Zn蒸发源加热，衬底在Sn、Se气氛下以20‑30℃/min的速率降温，直至衬底温度低于450℃后关闭Sn的蒸发源挡板，停止Sn蒸发源加热；衬底继续降温至低于350℃后关闭Se的蒸发源挡板，停止Se蒸发源加热，停止衬底旋转，待衬底冷却至室温后取出，Mo背电极上的贫Cu吸收层薄膜形成铜锌锡硒薄膜吸收层；步骤6.在铜锌锡硒薄膜吸收层上面依次制作CdS缓冲层、本征i‑ZnO层、透明导电薄膜窗口层和金属栅电极。