[发明专利]一种以二甲基亚砜为溶剂的墨水制备Cu2ZnSnS4薄膜的方法

摘要

本发明涉及一种以二甲基亚砜为溶剂的墨水制备Cu₂ZnSnS₄薄膜的方法，包括如下步骤：（a）空气条件下稳定的前躯体溶液制备（b）采用旋涂法制备前躯体薄膜（c）干燥（d）旋涂多次、干燥（e）最后退火处理。本发明不需要使用昂贵的原材料和设备，采用二甲基亚砜这种易挥发，低碳有机物作为溶剂，可以克服以往铜锌锡硫纳米晶墨水合成过程中碳，氧元素的引入。各工艺步骤的控制性好，有利于制成大晶粒、致密、光电性能良好的吸收层薄膜，其工艺简单，可重复性强，易实现大规模生产。本发明中配制稳定的前躯体溶液所采用的试剂物化性质稳定，为发展绿色环保、低成本、高转换效率的Cu₂ZnSnS₄薄膜太阳能电池技术提供新思路，可促进Cu₂ZnSnS₄薄膜太阳能电池产业化快速发展。

主权项

一种以二甲基亚砜为溶剂的墨水制备Cu₂ZnSnS₄薄膜的方法，其特征在于按如下的步骤进行：a）按照Cu:（Zn+Sn）:S摩尔比0.8:1:3称取氯化铜、氯化锌和氯化锡，分别用二甲基亚砜溶解，持续搅拌待完全溶解后将三者混合得到混合液，按照Zn:Sn摩尔比1.2：1的比例向上述混合液中加入硫代乙酰胺待其完全溶解后，向其中滴加乙醇胺溶液，当颜色变为黑色时停止滴加，即配制成可用于制备Cu₂ZnSnS₄太阳能电池吸收层薄膜的墨水；b）将a中所述墨水滴在镀Mo衬底的钠钙玻璃上，采用500rmp转速进行旋涂，在180℃下干燥3min，然后再重复上述操作0‑100次，制备出一定厚度的Cu‑Zn‑Sn‑S预制层薄膜；c）热处理：将步骤b干燥后的Cu‑Zn‑Sn‑S预制层薄膜，进行硒化退火处理形成Cu₂ZnSnS₄薄膜。