[发明专利]一种铜铟镓硒薄膜材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种铜铟镓硒薄膜材料的制备方法。它是采用化学溶液方法将铜、铟、镓的硝酸盐或氯化盐溶于醇类，将高纯硒粉溶于胺类，按一定原子组分比将两份溶液混溶在一起，并加入适量的粘度调节剂，配成稳定的前驱体溶液。采用非真空工艺在衬底上制备前驱体薄膜，然后低温热处理前驱体薄膜，最后采用固态源硒化工艺，制备得到目标CuIn1-xGaxSe2薄膜材料。本发明的特点是操作简单，成本低廉，制备过程环境友好，原料利用率高，薄膜组分可控，易于制备大面积高质量的CIGS薄膜。

主权项

一种铜铟镓硒薄膜材料的制备方法，其特征在于步骤如下：§A前驱体溶液的配制溶质为：铜、铟、镓的硝酸盐或氯化盐，纯度为99.99％高纯硒粉，它们的原子组分比为：Cu∶In∶Ga∶Se＝1∶0.7～1.4∶0～0.5∶0～0.02；溶剂为：醇类和胺类；粘度调节剂与溶剂的质量比为1∶10～20；首先将铜、铟、镓的硝酸盐或氯化盐溶于醇类；再将高纯硒粉按0～0.06M的浓度溶于胺类；按照上述的原子组分比将两份溶液混溶在一起，并添加粘度调节剂，室温充分搅拌8～14小时，形成稳定的前驱体溶液，通过添加或减少醇类或胺类的用量，将前驱体溶液中Cu原子的浓度控制在0.1～0.5M；§B前驱体薄膜的制备在常温、常压的大气环境中，采用常规的成膜工艺，如旋涂法、提拉法或刮涂法在衬底上制备前驱体薄膜，薄膜厚度由器件要求而定；§C前驱体薄膜的低温热处理将前驱体薄膜放入退火炉中，在200～300℃的温度下，热处理5～20分钟；§D前驱体薄膜的高温硒化退火处理再将前驱体薄膜放入硒化炉中，采用99.99％的高纯硒粉作为硒源，采用固态源硒化工艺，在400～500℃温度下进行硒化退火处理15～40分钟，即形成目标的CuIn1‑xGaxSe2薄膜。