專利名稱：一種吸光層薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種銅基薄膜太陽能電池吸光層的制備方法。
背景技術(shù)：
無機(jī)薄膜太陽能電池由于具有半導(dǎo)體材料用料少和光電轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)，成為太陽能電池領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。在無機(jī)薄膜太陽能電池中，銅基半導(dǎo)體薄膜太陽能電池，例如銅銦鎵硒和銅鋅錫硒，具有非常高的光電轉(zhuǎn)換效率，目前小面積的效率已經(jīng)超過20%，從而吸引了人們廣泛的關(guān)注。銅基薄膜太陽能電池主要通過真空共沉積和磁控預(yù)濺射金屬預(yù)制層加后硒化的方法制備，但是此種方法需要昂貴的真空設(shè)備。
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針對(duì)銅基薄膜太陽能電池制作成本高的問題，液相法制備高效的銅基薄膜太陽能電池有著非常誘人的前景。液相法制備薄膜太陽能電池不需要在真空環(huán)境下進(jìn)行，且能大面積成膜以及材料的利用率高，因此能大幅度降低薄膜太陽能電池的制作成本。目前，液相法制備銅基薄膜太陽能電池，主要包括分子前體溶液法、納米晶溶液法以及溶膠凝膠法。由于納米晶的制備過程繁瑣、產(chǎn)率低、納米晶表面的有機(jī)配體難以除去等缺點(diǎn)，納米晶溶液法制備的銅基薄膜太陽能電池的效率一直不高。溶膠凝膠法由于使用金屬氯化物、硝酸鹽等前體，需要加入有機(jī)表面活性劑防止薄膜裂縫的產(chǎn)生，最后制備的薄膜不可避免的含有大量的氯和碳等雜質(zhì)元素，導(dǎo)致這類電池的效率一直在5%左右徘徊。分子前體溶液法目前只有無水肼作為溶劑取得了成功，將硫化物、硒化物等化合物溶于無水肼中，然后旋涂加熱，即得到吸光層薄膜，將吸光層薄膜用于制備薄膜太陽能電池，電池的效率可以達(dá)到1(Γ13%。例如，IBM公司使用無水肼作為溶劑，把Cu2S、In2Se3、金屬Ga、硒粉溶解到無水肼中，然后旋涂加熱分解，制備銅鎵銦硒薄膜太陽能電池，其光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到13. 6%。然而，無水肼作為一種火箭推進(jìn)劑，毒性極大、不穩(wěn)定、易爆炸，因此采用無水肼作為溶劑制備吸光層薄膜這種方法很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種適用性廣的吸光層薄膜的制備方法。有鑒于此，本發(fā)明公開了一種吸光層薄膜的制備方法，包括將二硫化碳、第一胺類化合物、第一溶劑與前體物質(zhì)混合，反應(yīng)，得到第一前體溶液，所述前體物質(zhì)包括銅源化合物，所述第一胺類化合物為伯胺和仲胺中的一種或兩種，所述第一溶劑為水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺、氯仿、甲苯、氯苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯或二甲基亞砜；將所述第一前體溶液在基底上成膜，將成膜后的基底加熱，得到半導(dǎo)體薄膜；將所述半導(dǎo)體薄膜硒化或硫化，得到吸光層薄膜。優(yōu)選的，所述銅源化合物為氧化銅、氧化亞銅、氫氧化銅、堿式碳酸銅、碳酸銅、甲酸銅、乙酸銅、草酸銅和乙酰丙酮銅中的一種或多種。
優(yōu)選的，所述前體物質(zhì)還包括第一前體物質(zhì)，所述第一前體物質(zhì)為氫氧化銦、乙酰丙酮銦、甲酸銦、乙酸銦、氧化銦、氧化鋅、乙酰丙酮鋅、乙酸鋅、碳酸鋅、草酸鋅、堿式碳酸鋅、氧化亞錫、乙酸亞錫、草酸亞錫、氧化亞錳、氧化亞鈷、氧化亞鎳、氫氧化鐵、乙酰丙酮鐵、氧化鎘、氫氧化鎘、碳酸鎘、三氧化二銻、乙酰丙酮鎵、甲酸鎵、乙酸鎵、硝酸鎵、硝酸鋁、硫酸鋁和硼酸中的一種或多種。優(yōu)選的，所述前體物質(zhì)還包括第二前體物質(zhì)，所述第二前體物質(zhì)為硒粉和硫粉中的一種或兩種。優(yōu)選的，所述第一胺類化合物為乙醇胺、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、己胺、辛胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、甲基己基胺、吡咯和四氫吡咯中的一種或多種。優(yōu)選的，得到吸光層薄膜之后還包括將二硫化碳、第二胺類化合物、第二溶劑與第三前體物質(zhì)混合，反應(yīng)后得到第二前體溶液，所述第二胺類化合物為伯胺和仲胺中的一種或兩種，所述第二溶劑為水、甲醇、乙·醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、四氫呋喃、N, N 二甲基甲酰胺、N, N 二甲基乙酰胺、氯仿、甲苯、氯苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯或二甲基亞砜，所述第三前體物質(zhì)為氫氧化銦、乙酰丙酮銦、甲酸銦、乙酸銦、氧化銦、氧化鋅、乙酰丙酮鋅、乙酸鋅、碳酸鋅、草酸鋅、堿式碳酸鋅、氧化亞錫、乙酸亞錫、草酸亞錫、氧化亞錳、氧化亞鈷、氧化亞鎳、氫氧化鐵、乙酰丙酮鐵、氧化鎘、氫氧化鎘、碳酸鎘、三氧化二銻、乙酰丙酮鎵、甲酸鎵、乙酸鎵、硝酸鎵、硝酸鋁、硫酸鋁和硼酸中的一種或多種；將所述第二前體溶液在所述吸光層薄膜表面成膜，將表面成膜的吸光層薄膜加熱，得到緩沖層薄膜。優(yōu)選的，所述前體物質(zhì)與所述二硫化碳的摩爾比為I: (O. f 1000)。本發(fā)明還提供一種吸光層薄膜的制備方法，包括將二硫化碳、第四胺類化合物、第四溶劑與前體物質(zhì)混合，反應(yīng)，得到第六前體溶液，所述前體物質(zhì)包括銅源化合物和第四前體物質(zhì)，所述第四胺類化合物為伯胺、仲胺和叔胺中的一種或多種，所述第四溶劑為水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、四氫呋喃、N，N二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺、氯仿、甲苯、氯苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯或二甲基亞砜，所述第四前體物質(zhì)為硒粉或硫粉中的一種或兩種；將所述第六前體溶液在基底上成膜，將成膜后的基底加熱，得到吸光層薄膜。優(yōu)選的，所述前體物質(zhì)還包括第五前體物質(zhì)，所述第五前體物質(zhì)為氫氧化銦、乙酰丙酮銦、甲酸銦、乙酸銦、氧化銦、氧化鋅、乙酰丙酮鋅、乙酸鋅、碳酸鋅、草酸鋅、堿式碳酸鋅、氧化亞錫、乙酸亞錫、草酸亞錫、氧化亞錳、氧化亞鈷、氧化亞鎳、氫氧化鐵、乙酰丙酮鐵、氧化鎘、氫氧化鎘、碳酸鎘、三氧化二銻、乙酰丙酮鎵、甲酸鎵、乙酸鎵、硝酸鎵、硝酸鋁、硫酸鋁和硼酸中的一種或多種。本發(fā)明還提供了一種由上述方案制備的吸光層薄膜。本發(fā)明采用了前體溶液法制備銅基薄膜太陽能電池的吸光層薄膜。在制備吸光層薄膜的過程中，將二硫化碳、胺類化合物、溶劑與前體物質(zhì)混合，反應(yīng)后得到前體溶液，將前體溶液用于制備銅基薄膜太陽能電池的吸光層薄膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在制備吸光層薄膜的過程中，由于二硫化碳與胺類化合物在有機(jī)溶劑中反應(yīng)得到有機(jī)酸，有機(jī)酸能夠?qū)⑶绑w物質(zhì)溶解，因此避免了采用毒性大、不穩(wěn)定和易爆炸的無水肼為有機(jī)溶劑制備前體溶液，并且本發(fā)明制備吸光層薄膜過程簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，從而易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，該方法具有普適性。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I制備的Cua9InuSeh5Sa5薄膜太陽能電池的光照I-V曲線；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2制備的Cua95Gaa3Ina7Seh8Sa2薄膜太陽能電池的光照I_V曲線。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
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本發(fā)明實(shí)施例公開了一種銅基薄膜太陽能電池吸光層薄膜的制備方法，包括以下步驟將二硫化碳、第一胺類化合物、第一溶劑與前體物質(zhì)混合，反應(yīng)后得到第一前體溶液，所述前體物質(zhì)包括銅源化合物，所述第一胺類化合物為伯胺和仲胺中的一種或兩種，所述第一溶劑為水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺、氯仿、甲苯、氯苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯或二甲基亞砜；將所述第一前體溶液在基底上成膜，將成膜后的基底加熱，得到半導(dǎo)體薄膜；將所述半導(dǎo)體薄膜硒化或硫化，得到吸光層薄膜。本發(fā)明采用前體溶液法制備銅基薄膜太陽能電池的吸光層薄膜，首先將二硫化碳、第一胺類化合物與含有銅源化合物的前體物質(zhì)溶于第一溶劑中，反應(yīng)后得到第一前體溶液。按照本發(fā)明，所制備的薄膜太陽能電池吸光層薄膜以銅元素為基礎(chǔ)，因此所述前體物質(zhì)中含有銅源化合物。上述銅源化合物優(yōu)選為氧化銅、氧化亞銅、氫氧化銅、堿式碳酸銅、碳酸銅、甲酸銅、乙酸銅、草酸銅和乙酰丙酮銅中的一種或多種。所述前體物質(zhì)包括第一前體物質(zhì)，所述第一前體物質(zhì)優(yōu)選為氫氧化銦、乙酰丙酮銦、甲酸銦、乙酸銦、氧化銦、氧化鋅、乙酰丙酮鋅、乙酸鋅、碳酸鋅、草酸鋅、堿式碳酸鋅、氧化亞錫、乙酸亞錫、草酸亞錫、氧化亞錳、氧化亞鈷、氧化亞鎳、氫氧化鐵、乙酰丙酮鐵、氧化鎘、氫氧化鎘、碳酸鎘、三氧化二銻、乙酰丙酮鎵、甲酸鎵、乙酸鎵、硝酸鎵、硝酸鋁、硫酸鋁和硼酸中的一種或多種。所述前體物質(zhì)還包括第二前體物質(zhì)，所述第二前體物質(zhì)優(yōu)選為硒粉和硫粉中的一種或兩種。本發(fā)明對(duì)所述前體物質(zhì)、二硫化碳、第一胺類化合物和第一溶劑的加入順序沒有限制，本發(fā)明優(yōu)選先將二硫化碳、第一胺類化合物加入第一溶劑中，反應(yīng)后形成有機(jī)酸溶液，再將前體物質(zhì)加入到上述有機(jī)酸溶液中，反應(yīng)后得到第一前體溶液。按照本發(fā)明，作為優(yōu)選方案，前體溶液的制備方法，可以按下述方法制備將二硫化碳、第一胺類化合物加入到第一溶劑中，得到第一混合產(chǎn)物，將銅源化合物加入到上述第一混合產(chǎn)物中，得到第一金屬前體溶液；將二硫化碳、第三胺類化合物加入到第三溶劑中，得到第三混合產(chǎn)物，將第二前體物質(zhì)加入到上述第三混合產(chǎn)物中，得到硒和/或硫的前體溶液；
將第一金屬前體溶液與硒和/或硫的前體溶液混合,得到第三前體溶液。按照本發(fā)明，作為優(yōu)選方案，前體溶液的制備方法，還可以按下述方法制備，具體包括以下步驟將二硫化碳、第一胺類化合物加入到第一溶劑中，得到第一混合產(chǎn)物，將銅源化合物和第一前體物質(zhì)加入到上述第一混合產(chǎn)物中，得到第二金屬前體溶液；將二硫化碳、第三胺類化合物加入到第三溶劑中，得到第三混合產(chǎn)物，將第二前體物質(zhì)加入到上述第三混合產(chǎn)物中，得到硒和/或硫的前體溶液；將第二金屬前體溶液與硒和/或硫的前體溶液混合，得到第四前體溶液。按照本發(fā)明，作為優(yōu)選方案，前體溶液的制備方法，還可以按下述方法制備
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將二硫化碳、第一胺類化合物加入到第一溶劑中，得到第一混合產(chǎn)物，將銅源化合物和第一前體物質(zhì)加入到上述第一混合產(chǎn)物中，得到第五前體溶液。所述第一胺類化合物為伯胺和仲胺中的一種或兩種。上述第一胺類化合物優(yōu)選為乙醇胺、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、己胺、辛胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、甲基己基胺、吡咯和四氫吡咯中的一種或多種。所述第一溶劑為水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺、氯仿、甲苯、氯苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯或者二甲基亞砜，優(yōu)選為甲醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、乙醚、乙醇、氯仿、四氫呋喃、N, N 二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺或甲苯，更優(yōu)選為甲醇、乙醇、氯仿、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺或異丙醇。所述第三胺類化合物為伯胺和仲胺中的一種或兩種。上述第三胺類化合物優(yōu)選為乙醇胺、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、己胺、辛胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、甲基己基胺、吡咯和四氫吡咯中的一種或多種。所述第三溶劑為水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺、氯仿、甲苯、氯苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯或者二甲基亞砜，優(yōu)選為甲醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、乙醚、乙醇、氯仿、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺或甲苯，更優(yōu)選為甲醇、乙醇、氯仿、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺或異丙醇。在制備金屬前體溶液和硒和/或硫的前體溶液的過程中，所述第一胺類化合物與所述第三胺類化合物可以為相同的胺類化合物，也可以為不同的胺類化合物，本發(fā)明并沒有特別的限制；同樣，對(duì)于所述第一溶劑和第三溶劑可以相同，也可以不同，本發(fā)明同樣沒有特別的限制。所述前體物質(zhì)與所述二硫化碳的摩爾比優(yōu)選為1:(0. f 1000)，更優(yōu)選為I :(4 800)，最優(yōu)選為I :(5 100)。所述二硫化碳與所述第一胺類化合物的摩爾比優(yōu)選為I :(0. OOf 1000)，更優(yōu)選為I :(0. 5、00)，最優(yōu)選為I :(廣500)。所述第一前體物質(zhì)與所述第二前體物質(zhì)的摩爾比優(yōu)選為I: (Γ0. 01: I。所述銅源化合物與所述第一前體物質(zhì)的摩爾比優(yōu)選為I :(0. 5 2)，更優(yōu)選為I :(廣1.5)。按照本發(fā)明，制備前體溶液的合成技術(shù)路線是利用胺類化合物與二硫化碳反應(yīng)生成有機(jī)磺酸，然后在有機(jī)磺酸的作用下，溶解前體物質(zhì)，從而得到前體溶液。關(guān)于本發(fā)明制備前體溶液的原理，以正丁胺、二硫化碳、氧化銅為例制備前體溶液，具體為將正丁胺與二硫化碳在氯仿中反應(yīng)生成丁胺磺酸，丁胺磺酸和氧化銅反應(yīng)，形成丁胺磺酸銅和水，反應(yīng)式如下所示
同樣，硒粉和硫粉也可以溶解在丁胺磺酸中，丁胺磺酸具有還原性，能把硒粉或者硫粉還原成多硒或者多硫化合物，從而溶解硒粉或者硫粉，形成硒或硫的前體溶液。在得到前體溶液后，利用前體溶液制備半導(dǎo)體薄膜。將前體溶液在基底上成膜，將成膜后的基底加熱，即得到半導(dǎo)體薄膜。所述基底優(yōu)選為鑰的基底。上述成膜的方式為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式，本發(fā)明并沒有特別的限制，本發(fā)明優(yōu)選采用旋涂、垂直提拉、噴霧或者打印的方式在鑰基底上成膜。所述加熱的溫度優(yōu)選為30(T700°C，更優(yōu)選為35(T650°C。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，可以通過改變旋涂的次數(shù)，前體溶液的濃度以及旋涂的轉(zhuǎn)速來控制半導(dǎo)體薄膜的厚度。隨后將所述半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行硒化或硫化，即得到銅基薄膜太陽能電池吸光層薄膜。此步驟具體為將所述半導(dǎo)體薄膜置于硒化爐中，加入硒粉或硫粉，35(T650°C硒化反應(yīng)O. 5^1. 5h，即得到銅基太陽能薄膜電池吸光層薄膜。所述吸光層薄膜中硒與硫的比例優(yōu)選通過調(diào)節(jié)硒粉和硫粉的比例進(jìn)行控制。上述制備前體溶液的過程中，若前體溶液中含有硒元素或硫元素，本發(fā)明還提供·了一種吸光層薄膜的制備方法，包括將二硫化碳、第四胺類化合物、第四溶劑與前體物質(zhì)混合，反應(yīng)，得到第六前體溶液，所述前體物質(zhì)包括銅源化合物和第四前體物質(zhì)，所述第四胺類化合物為伯胺、仲胺和叔胺中的一種或多種，所述第四溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺、氯仿、甲苯、氯苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯或二甲基亞砜，所述第四前體物質(zhì)為硒粉或硫粉中的一種或兩種；將所述第六前體溶液在基底上成膜，將成膜后的基底加熱，得到吸光層薄膜。所述第四胺類化合物優(yōu)選為乙醇胺、甲胺、乙胺、丙胺、叔丁胺、丁胺、己胺、辛胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、甲基己基胺、吡咯和四氫吡咯中的一種或多種。所述第三溶劑優(yōu)選為甲醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、乙醚、乙醇、氯仿、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺或甲苯，更優(yōu)選為甲醇、乙醇、氯仿、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺或異丙醇。所述前體物質(zhì)還包括第五前體物質(zhì)，所述第五前體物質(zhì)優(yōu)選為氫氧化銦、乙酰丙酮銦、甲酸銦、乙酸銦、氧化銦、氧化鋅、乙酰丙酮鋅、乙酸鋅、碳酸鋅、草酸鋅、堿式碳酸鋅、氧化亞錫、乙酸亞錫、草酸亞錫、氧化亞錳、氧化亞鈷、氧化亞鎳、氫氧化鐵、乙酰丙酮鐵、氧化鎘、氫氧化鎘、碳酸鎘、三氧化二銻、乙酰丙酮鎵、甲酸鎵、乙酸鎵、硝酸鎵、硝酸鋁、硫酸鋁和硼酸中的一種或多種。所述前體物質(zhì)與所述二硫化碳的摩爾比優(yōu)選為I: (O. f 1000)，更優(yōu)選為I :(4 800)，最優(yōu)選為I : (5飛00)。所述二硫化碳與所述第四胺類化合物的摩爾比優(yōu)選為I :(0. 01 1000)，更優(yōu)選為I (0. 5 900)，最優(yōu)選為I :(1 700)。按照本發(fā)明，所述加熱的溫度優(yōu)選為30(T70(TC，更優(yōu)選為35(T650°C。作為優(yōu)選方案，得到吸光層薄膜的步驟具體為將所述第六前體物質(zhì)在基底上成膜，將成膜后的基底進(jìn)行第一次加熱和第二次加熱，得到吸光層薄膜，所述第一次加熱的溫度為30(T40(rc，所述第二次加熱的溫度為40(T70(TC。第一次在較低溫度下加熱使前體溶液部分發(fā)生了分解，為了使前體物質(zhì)充分分解并且降低成本，本發(fā)明優(yōu)選進(jìn)行了第二次加熱。按照本發(fā)明，由于前體溶液中含有硒或硫，制備銅基薄膜吸光層時(shí)，成膜后的基底加熱能原位形成硒化物或硫化物，因此，加熱后形成的薄膜即為吸光層薄膜，可以直接用于制備太陽能電池。在銅基太陽能薄膜電池吸光層薄膜制備結(jié)束后，對(duì)于緩沖層的制備方法，本發(fā)明優(yōu)選采用與吸光層薄膜類似的方法制備。制備銅基太陽能薄膜電池緩沖層的具體步驟為將第三前體物質(zhì)、二硫化碳、第二胺類化合物與第二溶劑混合，反應(yīng)后得到第二前體溶液；將所述第二前體溶液優(yōu)選通過旋涂、垂直提拉、超聲噴霧或打印的方法在所述吸光層薄膜上成膜，得到緩沖層薄膜；所述第二胺類化合物為伯胺和仲胺中的一種或兩種，所述第二溶劑為水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺、氯仿、甲苯、氯苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯或二甲基亞砜，所述第三前體物質(zhì)為氫氧化銦、乙酰丙酮銦、甲酸銦、乙酸銦、氧化銦、氧化鋅、乙酰丙酮鋅、碳酸鋅、草酸鋅、乙酸鋅、氧化亞錫、乙酸亞錫、氧化亞錳、氧化亞鈷、氧化亞鎳、氫氧化鐵、氫氧化鎘、氧化鎘、乙酸鎘、碳酸鎘、三氧化二銻、乙酰丙酮鎵、甲酸鎵、乙酸鎵、硝酸鎵、硝酸鋁、硫酸鋁和硼酸中的一種或多種。在制備緩沖層薄膜的過程中，所述第三前體物質(zhì)與上述第一前體物質(zhì)可以為相同的前體物質(zhì)，也可以為不同的前體物質(zhì)；對(duì)于第二胺類化合物，與制備吸光層薄膜過程中的第一胺類化合物，可以為相同的胺類化合物，也可以為不同的胺類化合物；同樣，對(duì)于第二溶劑·與第一溶劑，可以相同，也可以不同，本發(fā)明沒有特別的限制。所述緩沖層薄膜的厚度優(yōu)選為2(T500nm，更優(yōu)選為40 150nm。本發(fā)明制備的銅基薄膜太陽能電池的結(jié)構(gòu)優(yōu)選包括依次疊加設(shè)置的Ni/Al金屬格子電極、ZnO A1薄膜、緩沖層薄膜、吸光層薄膜和鑰基底。在吸光層薄膜和緩沖層薄膜制備結(jié)束后，關(guān)于Ni/Al金屬格子電極和ZnO A1薄膜采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式進(jìn)行制備，具體為通過射頻濺射厚度為6(T80nm的高阻ZnO以及直流濺射厚度為15(T250nm高導(dǎo)ZnO A1薄膜，然后在器件的上方蒸鍍Ni/Al金屬格子電極，即完成了銅基薄膜電池的制備。本發(fā)明在制備銅基薄膜太陽能電池吸光層薄膜的過程中，避免了采用無水肼等劇毒的溶劑，采用了溫和的水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺、氯仿、甲苯、氯苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯或二甲基亞砜為溶劑制備前體溶液，從而使制備銅基太陽能薄膜電池?zé)o毒且成本較低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，制備的銅基太陽能薄膜電池的光轉(zhuǎn)換率為99Tl2%。為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的銅基薄膜太陽能電池的制備方法進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。實(shí)施例ICu0.9InL0SeL5S0.5吸光層及其太陽能電池的制備將I. 2毫升(20毫摩爾)的二硫化碳、2. O毫升(20毫摩爾)的正丁胺加入到10毫升的乙醇中，室溫下反應(yīng)形成有機(jī)酸溶液，然后將O. 1287g(0. 9毫摩爾)氧化亞銅與O. 332g(2毫摩爾)氫氧化銦加入到上述溶液中，攪拌加熱至60°C，I小時(shí)后獲得均相澄清的銅銦分子前體溶液。在另外一個(gè)反應(yīng)瓶中，在室溫?cái)嚢柘?，將O. 24克硒粉溶解于O. 6毫升(10毫摩爾)的二硫化碳、I. O毫升(10毫摩爾)的正丁胺的5毫升乙醇溶液中，形成均相的硒前體溶液。把銅銦前體溶液與硒前體溶液混合，在鑰基片上面，通過旋涂成膜，然后在350°C下加熱分解，獲得Cua9InuSexSh薄膜。通過改變旋涂的次數(shù)，溶液的濃度和旋涂的轉(zhuǎn)速來控制CuInSexS2_x薄膜的厚度，最后獲得I. 5微米的薄膜。接著把Cua9InuSexSh薄膜放到硒化爐里面，加入40毫克硒粉和10毫克硫粉，540°C硒化反應(yīng)40min，使薄膜晶體進(jìn)一步生長，最終完成Cua 9InL 0SeL 5S0.5吸光層薄膜的制備。然后把O. 146g氫氧化鎘溶解在O. 6毫升(10毫摩爾)的二硫化碳、2. O毫升(20毫摩爾)的正丁胺、10毫升的乙醇溶液中，形成鎘的前體溶液，通過旋涂在350°C下加熱分解，在吸光層的上面制備一層約60nm厚的CdS緩沖層薄膜。然后，通過射頻濺射70nm的高阻ZnO以及直流濺射200nm的高導(dǎo)ZnO A1薄膜，最后在器件的上方蒸鍍上Ni/Al金屬格子電極，完成Cua9InuSeh5Sa5薄膜太陽能電池的制備。圖I為制備的Cua9In1.QSei.55。.5薄膜太陽能電池的光照I-V曲線(AM1. 5的模擬太陽光，IOOOff/m2),通過計(jì)算光電轉(zhuǎn)換效率為10. 1%。實(shí)施例2C%95Ga0.3I%7SeL8S0.2吸光層及其太陽能電池的制備將I. 2毫升(20毫摩爾)的二硫化碳、4. O毫升(40毫摩爾)的正己胺加入到10毫升的甲醇中，室溫下反應(yīng)形成有機(jī)酸溶液，然后將O. 152g (I. 9毫摩爾)氧化銅、O. 232g(I. 4毫摩爾)氫氧化銦和O. 220g (O. 6毫摩爾)乙酰丙酮鎵加入到上述溶液中，攪拌加熱至·60°C，Ih后獲得均相澄清的銅銦鎵分子前體溶液。在另外一個(gè)反應(yīng)瓶中，在室溫?cái)嚢柘拢瑢. 24克硒粉溶解于O. 6毫升(10毫摩爾)的二硫化碳、3. O毫升(30毫摩爾)的正丁胺的5毫升甲醇溶液中，形成均相的硒前體溶液。把銅銦鎵前體溶液與硒前體溶液混合，在鑰基片上面，通過垂直提拉法，在350°C下加熱分解獲得Cua95Gaa3Ina7SexSh薄膜。通過改變提拉的次數(shù)和溶液的濃度來控制Cua95Gaa3Ina7SexSh薄膜的厚度，最后薄膜的厚度大約I. 9微米。接著把Cua95Gaa3Ina7SexSyx薄膜放到硒化爐里面,加入36毫克硒粉和4毫克硫粉,在540°C下硒化反應(yīng)40min,形成Cutl95Gaa3Ina7Seh8Sa2吸光層薄膜。把O. 166g氫氧化銦溶解在O. 6毫升的二硫化碳、2. O毫升的正丁胺(20毫摩爾)、10毫升的甲醇溶液中，形成銦的前體溶液，通過旋涂加熱分解，在吸光層的上面制備一層約60nm的In2S3緩沖層薄膜。然后，通過射頻濺射70nm的高阻ZnO以及直流濺射200nm的高導(dǎo)ZnO A1薄膜，最后在器件的上方蒸鍍上Ni/Al金屬格子電極，完成Cua95Gaa3Ina7Seh8Sa2薄膜太陽能電池的組裝。圖2為制備的Cua95Gaa3Ina7Seh8Sa2薄膜太陽能電池的光照I-V曲線(AM1. 5的模擬太陽光)，通過計(jì)算光電轉(zhuǎn)換效率為9. 0%。實(shí)施例3CuAl0.2In0.8SeL7S0.3吸光層及其太陽能電池的制備將I. 2毫升(20毫摩爾)的二硫化碳、4. 04g (40毫摩爾)的正己胺加入到10毫升的甲醇中，室溫下反應(yīng)形成有機(jī)酸溶液，然后將O. 16g (2毫摩爾)氧化銅、O. 267g (1.6毫摩爾)氫氧化銦和O. 15g (O. 4毫摩爾)硝酸鋁加入到上述溶液中，攪拌加熱至60°C，Ih后獲得均相澄清的銅銦鋁分子前體溶液。前體溶液冷卻過濾后，在鑰基片上面，通過旋涂，在350下加熱分解獲得CuAla2Ina8S2薄膜。通過改變旋涂的次數(shù)，溶液的濃度和旋涂的轉(zhuǎn)速來控制CuAla2Ina8S2薄膜的厚度，最終薄膜的厚度大約I. 9微米。接著把CuAla2Ina8S2薄膜放到硒化爐里面，加入34毫克硒粉和6毫克硫粉,在540°C下硒化反應(yīng)40min,形成CuAl0.2In0.8SeL7S0.3吸光層薄膜。將O. 166g (I毫摩爾)氫氧化銦溶解在O. 6毫升(10毫摩爾)的二硫化碳、2. O毫升的正丁胺(20毫摩爾)、10毫升的乙醇溶液中，形成銦的前體溶液，通過旋涂加熱分解，在吸光層的上面制備一層約60nm的In2S3緩沖層薄膜。然后，通過射頻濺射70nm的高阻ZnO以及直流濺射200nm的高導(dǎo)ZnO A1薄膜，最后在器件的上方蒸鍍上Ni/Al金屬格子電極，完成CuAla2Ina8Seh7Sa3薄膜太陽能電池的組裝。實(shí)施例4CuBaiIna9Seh95Satl5吸光層及其太陽能電池的制備將I. 2毫升(20毫摩爾)的二硫化碳、2. O毫升(20毫摩爾)的正丁胺加入到10毫升的甲醇中，室溫下反應(yīng)形成有機(jī)酸溶液，然后將O. 196g(2毫摩爾)氫氧化銅、O. 299g(1.8毫摩爾)氫氧化銦和O. 0124g (O. 2毫摩爾)硼酸加入到上述溶液中，攪拌加熱至60°C，Ih后獲得均相澄清的銅銦硼分子前體溶液。在另外一個(gè)反應(yīng)瓶中，在室溫?cái)嚢柘?，把O. 32克硫粉(10. O毫摩爾)溶解于O. 6毫升(10毫摩爾)的二硫化碳、2. O毫升(20毫摩爾)的正丁胺的5毫升甲醇溶液中，形成均相的硫前體溶液。將銅銦硼前體溶液與硫前體溶液混合，在鑰基片上面，通過噴墨打印，在350°C下加熱分解獲得CuBa iIna9S2薄膜。通過重復(fù)打印來改變CuGa0.3In0.7S2薄膜的厚度，最終薄膜的厚度大約2. 4微米。接著把CuBa Jn0.9S2薄膜放到硒化爐里面，加入39毫克硒粉和I毫克硫粉，在540°C硒化反應(yīng)40min，形成CuBaiIna9Seh95Satl5·吸光層薄膜。將O. 146g (I毫摩爾)氫氧化鎘溶解在O. 6毫升(10毫摩爾)的二硫化碳、2. O毫升的正丁胺(20毫摩爾)、10毫升的乙醇溶液中，形成鎘的前體溶液，通過旋涂加熱分解，在吸光層的上面制備一層約60nm的CdS緩沖層薄膜。然后，通過射頻濺射70nm的高阻ZnO以及直流濺射200nm的高導(dǎo)ZnO A1薄膜，最后在器件的上方蒸鍍上Ni/Al金屬格子電極，完成CuGaa3Ina7SeuSa2薄膜太陽能電池的組裝。實(shí)施例5(ZnSe)a2(CuInSeh9Sai)a8吸光層及其太陽能電池的制備將I. 2毫升(20毫摩爾)的二硫化碳、5. 8g (80毫摩爾)的二乙胺加入到10毫升的氯仿中，室溫下反應(yīng)形成有機(jī)酸溶液，然后將O. 419g (1.6毫摩爾)乙酰丙酮銅、0.266g(I. 6毫摩爾)氫氧化銦和O. 032g (O. 4毫摩爾)氧化鋅加入到上述溶液中，攪拌加熱至60°C, Ih后獲得均相澄清的銅鋅銦分子前體溶液。金屬前體溶液冷卻過濾后，在鑰基片上面，通過超聲噴霧，在350°C下加熱分解獲得(ZnS)a2(CuInS2)a8薄膜。通過改變超聲噴霧的時(shí)間來控制(ZnS)a2(CuInS2)a8薄膜的厚度，最終薄膜的厚度大約2. 5微米。接著把(ZnS)ο.2(CuInS2)ο.8薄膜放到硒化爐里面，加入38毫克硒粉和2毫克硫粉，在540°C硒化反應(yīng)40min,冷卻后形成(ZnSe) Q.2 (CuInSeh9Sa ) α8吸光層薄膜。將O. 102g (O. 7毫摩爾)氫氧化鎘和O. 024g (O. 3毫摩爾)氧化鋅溶解在O. 6毫升(10毫摩爾)的二硫化碳、2. O毫升的正丁胺(20毫摩爾)、10毫升的乙醇溶液中，形成鎘鋅的前體溶液，通過旋涂加熱分解，在吸光層的上面制備一層約60nm的Cda7Zna3S緩沖層薄膜。然后，通過射頻濺射70nm的高阻ZnO以及直流濺射200nm的高導(dǎo)ZnO A1薄膜，最后在器件的上方蒸鍍上Ni/Al金屬格子電極，完成(ZnSe)a2(CuInSeh9Sai)a8薄膜太陽能電池的組裝。實(shí)施例6CuInS2吸光層及其太陽能電池的制備將I. 2毫升(20毫摩爾)的二硫化碳、I. 4g (20毫摩爾)的四氫吡咯加入到10毫升的四氫呋喃中，室溫下反應(yīng)形成有機(jī)酸溶液，然后將O. 400g (2. O毫摩爾)乙酸銅、O. 824g(2. O毫摩爾)乙酰丙酮銦加入到上述溶液中，攪拌加熱到60°C，Ih后獲得均相澄清的銅銦分子前體溶液。在另外一個(gè)反應(yīng)瓶中，在室溫?cái)嚢柘拢袿. 32克硫粉(10. O毫摩爾)溶解于O. 6毫升(10毫摩爾)的二硫化碳、2. O毫升(20毫摩爾)的正丁胺的5毫升四氫呋喃溶液中，形成均相的硫前體溶液。把銅銦前體溶液與硫前體溶液混合，在鑰基片上面，通過超聲噴霧方法，在350°C加熱分解獲得CuInS2薄膜。通過改變超聲噴霧的時(shí)間來控制CuInS2薄膜的厚度，最后薄膜的厚度大約I. 9微米。接著把CuInS2薄膜放到硫化爐里面，加入100毫克硫粉，在540°C硫化反應(yīng)40min，冷卻后形成CuInS2吸光層薄膜。將O. 291g (I. O毫摩爾)三氧化二銻溶解在O. 6毫升(10毫摩爾)的二硫化碳、I. O毫升的正丁胺(10毫摩爾)、10毫升的乙醇溶液中，形成銻的前體溶液，通過旋涂加熱分解，在吸光層的上面制備一層約60nm的Sb2S3緩沖層薄膜。然后，通過射頻濺射70nm的高阻ZnO以及直流濺射200nm的高導(dǎo)ZnO A1薄膜，最后在器件的上方蒸鍍上Ni/Al金屬格子電極，完成CuInS2薄膜太陽能電池的組裝。實(shí)施例7(ZnSe) L2 (Cu2SnSe1.5SL5)Lο吸光層及其太陽能電池的制備將0.304g (2. O毫摩爾)草酸銅、O. 135g (I. O毫摩爾)氧化亞錫或O. 097g (I. ·2毫摩爾)氧化鋅加分別入到由I. 2毫升(20毫摩爾)的二硫化碳、I. 22g (20毫摩爾)的乙醇胺和10毫升的N，N 二甲基甲酰胺組成的溶液中，攪拌加熱到60°C，Ih后分別獲得均相澄清的銅、錫、鋅分子前體溶液。將這三種金屬前體溶液混合，過濾后，在鑰基片上面，通過旋涂，在350°C加熱分解獲得(ZnS) L2 (Cu2SnS3) L0薄膜。通過改變旋涂的次數(shù)，溶液的濃度和旋涂的轉(zhuǎn)速來控制(ZnS)U(Cu2SnS3)U薄膜的厚度，最終薄膜的厚度大約2. 5微米。接著把(ZnS)h2(Cu2SnS3)htl薄膜放到硒化爐里面，加入54毫克硒粉和30毫克硫粉，在540°C硒化反應(yīng)60min,形成(ZnSe) h2 (Cu2SnSeh5Sh5) ^吸光層薄膜。將O. 104g (O. 7毫摩爾)氫氧化鎘和O. 024g (O. 3毫摩爾)氧化鋅溶解在O. 6毫升(10毫摩爾)的二硫化碳、2. O毫升的正丁胺(20毫摩爾)、10毫升的乙醇溶液中，形成鎘鋅的前體溶液，通過旋涂加熱分解，在吸光層的上面制備一層約60nm的Cda7Zna3S緩沖層薄膜。然后，通過射頻濺射70nm的高阻ZnO以及直流濺射200nm的高導(dǎo)ZnO A1薄膜，最后在器件的上方蒸鍍上Ni/Al金屬格子電極，完成(ZnSe)! 2 (Cu2SnSe1 ^S1 5) L0薄膜太陽能電池的組裝。實(shí)施例8(MnSe) L2 (Cu2SnSe1.5SL5)Lο吸光層及其太陽能電池的制備將O. 143g (I. O毫摩爾)氧化亞銅、O. 135g (I. O毫摩爾)氧化亞錫和O. 085g (I. 2毫摩爾)氧化亞錳加分別入到由I. 2毫升(20毫摩爾)的二硫化碳、2. O毫升(20毫摩爾)的正丁胺和10毫升的異丙醇組成的溶液中，攪拌加熱至60°C，Ih后分別獲得均相澄清的銅、錫、錳分子前體溶液。在另外一個(gè)反應(yīng)瓶中，在室溫?cái)嚢柘?，把O. 24克硒粉(3. O毫摩爾)溶解于O. 6毫升(10毫摩爾)的二硫化碳、I. O毫升(10毫摩爾)的正丁胺的5毫升異丙醇溶液中，形成均相的硒前體溶液。將上述前體溶液混合，過濾后，在鑰基片上面，通過旋涂，在350°C加熱分解獲得(MnS)U(Cu2SnS3)U薄膜。通過改變旋涂的次數(shù)，溶液的濃度和旋涂的轉(zhuǎn)速來控制(MnS) L2 (Cu2SnS3) ^薄膜的厚度，大約I. 9微米。接著把(MnS) L2 (Cu2SnS3) ^薄膜放到硒化爐里面，加入54毫克硒粉和30毫克硫粉，在540°C硒化反應(yīng)40min，冷卻后形成(MnSe) L2 (Cu2SnSe1.5SL5)Lο吸光層薄膜。將O. 142g (2. O毫摩爾)氧化亞錳溶解在O. 6毫升(10毫摩爾)的二硫化碳、I. O毫升的正丁胺(10毫摩爾)、10毫升的乙醇溶液中，形成錳的前體溶液，通過旋涂加熱分解，在吸光層的上面制備一層約60nm的MnS緩沖層薄膜。然后，通過射頻濺射70nm的高阻ZnO以及直流濺射200nm的高導(dǎo)ZnO A1薄膜，最后在器件的上方蒸鍍上Ni/Al金屬格子電極，完成(MnSe) h2 (Cu2SnSe1. A1J1. ^薄膜太陽能電池的組裝。實(shí)施例9C%95Ga0.3I%7SeL8S0.2吸光層及其太陽能電池的制備將I. 2毫升(20毫摩爾)的二硫化碳、4. O毫升(40毫摩爾)的正丁胺加入到10毫升的乙醇中，室溫下反應(yīng)形成有機(jī)酸溶液，然后將O. 152g (I. 9毫摩爾)氧化銅、O. 232g(I. 4毫摩爾)氫氧化銦和O. 220g (O. 6毫摩爾)乙酰丙酮鎵加入到上述溶液中，攪拌加熱至60°C，Ih后獲得均相澄清的銅銦鎵分子前體溶液。在另外一個(gè)反應(yīng)瓶中，在室溫?cái)嚢柘?，將O. 24克硒粉溶解于O. 6毫升(10毫摩爾)的二硫化碳、3. O毫升(30毫摩爾)的正丁胺的5毫升甲醇溶液中，形成均相的硒前體溶液。把銅銦鎵前體溶液與硒前體溶液混合，在鑰基片上面，通過旋涂法，在250°C下加熱分解獲得Cua95Gaa3Ina7SexSh薄膜。通過改變旋涂的次數(shù)和溶液的濃度來控制Cua95Ga0.3I% 7SexS2_x薄膜的厚度，最后薄膜的厚度大約I. 9微米。接著把Cua95Gaa3Ina7SexSyx薄膜放到550度的加熱臺(tái)上面,加熱IOmin,形成·Cu0.95Ga0.3In0.7SeL8S0.2吸光層薄膜。把O. 166g氫氧化銦溶解在O. 6毫升的二硫化碳、2. O毫升的正丁胺(20毫摩爾)、10毫升的乙醇溶液中，形成銦的前體溶液，通過旋涂加熱分解，在吸光層的上面制備一層約60nm的In2S3緩沖層薄膜。然后，通過射頻濺射70nm的高阻ZnO以及直流濺射200nm的高導(dǎo)ZnO A1薄膜，最后在器件的上方蒸鍍上Ni/Al金屬格子電極，完成Cua95Gaa3Ina7Seh8Sa2薄膜太陽能電池的組裝。實(shí)施例10(ZnSe) L2 (Cu1.7SnSeL5SL5)Lο吸光層及其太陽能電池的制備將0.243g (O. 85毫摩爾)氧化亞銅、O. 135g (I. O毫摩爾)氧化亞錫或O. 097g(I. 2毫摩爾)氧化鋅加分別入到由I. 2毫升(20毫摩爾)的二硫化碳、L 22g (20毫摩爾)的乙醇胺和10毫升的N，N 二甲基甲酰胺組成的溶液中，攪拌加熱到60°C，lh后分別獲得均相澄清的銅、錫、鋅分子前體溶液。另外在一個(gè)反應(yīng)瓶中加入O. 64g (8. O毫摩爾)硒粉，8毫升的乙醇胺，I. 8毫升(30毫摩爾)的二硫化碳，室溫下攪拌反應(yīng)2小時(shí)，獲得澄清的紅黑色硒前體溶液。將這四種前體溶液混合，過濾后，在鑰基片上面，通過旋涂，在250°C加熱分解獲得(ZnS)U(Cuh7SnSexSh)U薄膜。通過改變旋涂的次數(shù)，溶液的濃度和旋涂的轉(zhuǎn)速來控制(ZnSWCuuSnSeAJu薄膜的厚度，最終薄膜的厚度大約2. 5微米。接著把(ZnS) u(Cuh7SnSexSh)1.。薄膜放至Ij 540°C的加熱臺(tái)上面反應(yīng)IOmin,形成(ZnSe) L2 (Cu1 7SnSeL5SL5) L0 吸光層薄膜。將 O. 104g (O. 7 毫摩爾)氫氧化鎘和 O. 024g(O. 3毫摩爾)氧化鋅溶解在O. 6毫升(10毫摩爾)的二硫化碳、2. O毫升的正丁胺(20毫摩爾)、10毫升的乙醇溶液中，形成鎘鋅的前體溶液，通過旋涂加熱分解，在吸光層的上面制備一層約60nm的Cda7Zna3S緩沖層薄膜。然后，通過射頻濺射70nm的高阻ZnO以及直流濺射200nm的高導(dǎo)ZnO A1薄膜，最后在器件的上方蒸鍍上Ni/Al金屬格子電極，完成(ZnSe) L 2 (Cu1 7SnSeL 5SL 5) L Q薄膜太陽能電池的組裝。以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍?！?br> 權(quán)利要求
1.一種吸光層薄膜的制備方法,包括 將二硫化碳、第一胺類化合物、第一溶劑與前體物質(zhì)混合，反應(yīng)，得到第一前體溶液，所述前體物質(zhì)包括銅源化合物，所述第一胺類化合物為伯胺和仲胺中的一種或兩種，所述第一溶劑為水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺、氯仿、甲苯、氯苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯或二甲基亞砜； 將所述第一前體溶液在基底上成膜，將成膜后的基底加熱，得到半導(dǎo)體薄膜； 將所述半導(dǎo)體薄膜硒化或硫化，得到吸光層薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，所述銅源化合物為氧化銅、氧化亞銅、氫氧化銅、堿式碳酸銅、碳酸銅、甲酸銅、乙酸銅、草酸銅和乙酰丙酮銅中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述前體物質(zhì)還包括第一前體物質(zhì)，所述第一前體物質(zhì)為氫氧化銦、乙酰丙酮銦、乙酸銦、甲酸銦、氧化銦、氧化鋅、乙酰丙酮鋅、乙酸鋅、碳酸鋅、草酸鋅、堿式碳酸鋅、氧化亞錫、乙酸亞錫、草酸亞錫、氧化亞錳、氧化亞鈷、氧化亞鎳、氫氧化鐵、乙酰丙酮鐵、氧化鎘、氫氧化鎘、碳酸鎘、三氧化二銻、乙酰丙酮鎵、甲酸鎵、乙酸鎵、硝酸鎵、硝酸鋁、硫酸鋁和硼酸中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述前體物質(zhì)還包括第二前體物質(zhì)，所述第二前體物質(zhì)為硒粉和硫粉中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述第一胺類化合物為乙醇胺、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、叔丁胺、己胺、辛胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、甲基己基胺、批咯和四氫吡咯中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，得到吸光層薄膜之后還包括 將二硫化碳、第二胺類化合物、第二溶劑與第三前體物質(zhì)混合，反應(yīng)后得到第二前體溶液，所述第二胺類化合物為伯胺和仲胺中的一種或兩種，所述第二溶劑為水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺、氯仿、甲苯、氯苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯或二甲基亞砜，所述第三前體物質(zhì)為氫氧化銦、乙酰丙酮銦、甲酸銦、乙酸銦、氧化銦、氧化鋅、乙酰丙酮鋅、乙酸鋅、碳酸鋅、草酸鋅、堿式碳酸鋅、氧化亞錫、乙酸亞錫、草酸亞錫、氧化亞錳、氧化亞鈷、氧化亞鎳、氫氧化鐵、乙酰丙酮鐵、氧化鎘、氫氧化鎘、碳酸鎘、三氧化二銻、乙酰丙酮鎵、甲酸鎵、乙酸鎵、硝酸鎵、硝酸鋁、硫酸鋁和硼酸中的一種或多種； 將所述第二前體溶液在所述吸光層薄膜表面成膜，將表面成膜的吸光層薄膜加熱，得到緩沖層薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述前體物質(zhì)與所述二硫化碳的摩爾比為I: (0. I 1000)。
8.—種吸光層薄膜的制備方法,包括 將二硫化碳、第四胺類化合物、第四溶劑與前體物質(zhì)混合，反應(yīng)，得到第六前體溶液，所述前體物質(zhì)包括銅源化合物和第四前體物質(zhì)，所述第四胺類化合物為伯胺、仲胺和叔胺中的一種或多種，所述第四溶劑為水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺、氯仿、甲苯、氯苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯或二甲基亞砜，所述第四前體物質(zhì)為硒粉或硫粉中的一種或兩種； 將所述第六前體溶液在基底上成膜，將成膜后的基底加熱，得到吸光層薄膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述前體物質(zhì)還包括第五前體物質(zhì)，所述第五前體物質(zhì)為氫氧化銦、乙酰丙酮銦、甲酸銦、乙酸銦、氧化銦、氧化鋅、乙酰丙酮鋅、乙酸鋅、碳酸鋅、草酸鋅、堿式碳酸鋅、氧化亞錫、乙酸亞錫、草酸亞錫、氧化亞錳、氧化亞鈷、氧化亞鎳、氫氧化鐵、乙酰丙酮鐵、氧化鎘、氫氧化鎘、碳酸鎘、三氧化二銻、乙酰丙酮鎵、甲酸鎵、乙酸鎵、硝酸鎵、硝酸鋁、硫酸鋁和硼酸中的一種或多種。
10.一種由權(quán)利要求I、制備的吸光層薄膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種吸光層薄膜的制備方法，包括以下步驟將二硫化碳、第一胺類化合物、第一溶劑與前體物質(zhì)混合，反應(yīng)，得到第一前體溶液，所述前體物質(zhì)包括銅源化合物，所述第一溶劑為水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、四氫呋喃、N，N二甲基甲酰胺、N，N二甲基乙酰胺、氯仿、甲苯、氯苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯或二甲基亞砜；將所述第一前體溶液在基底上成膜，將成膜后的基底加熱，得到半導(dǎo)體薄膜；將所述半導(dǎo)體薄膜硒化或硫化，得到吸光層薄膜。本發(fā)明還提供了一種吸光層薄膜的制備方法及一種吸光層薄膜。本發(fā)明采用了溫和無毒的溶劑制備前體溶液，從而使制備銅基太陽能薄膜電池的吸光層薄膜能夠得到大規(guī)模的生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01L31/0216GK102790130SQ20121028269
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者崔勇, 潘道成, 王剛, 趙婉亙 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所