[发明专利]用作太阳能电池光吸收层的铜铟镓硒薄膜的制备方法

权利要求书

1.用作太阳能电池光吸收层的铜铟镓硒薄膜的制备方法，其特征在于，使用铜铟镓硒(简称CIGS)单靶磁控溅射和硒化退火工艺，制备步骤如下：

(1)在磁控溅射腔体内安装Mo靶和CIGS靶，并安装清洗好的钠钙玻璃基片，然后对腔体抽真空至1×10^-3Pa以下，再通入99.999％的高纯Ar气，使用直流电源在基片上溅射总厚度为0.5-1μm的双层Mo薄膜，作为薄膜太阳能电池的背电极；

(2)制备好Mo层后，使用射频电源在镀有Mo的钠钙玻璃基片上溅射厚度为1-2μm的CIGS；

(3)取出镀有Mo和CIGS的基片，将其快速转移至管式炉的石英管内，并在石英管的另一位置放置固态单质Se，然后对石英管抽真空，用高纯Ar气反复冲洗石英管以排除空气中的O₂和其它杂质气体，在Ar气流动的环境下对CIGS区和Se区加热，在Se蒸汽气氛下对CIGS进行硒化退火，之后自然冷却，得到可用作太阳能电池光吸收层的铜铟镓硒薄膜。

2.根据权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜的制备方法，其特征在于，所述的铜铟镓硒靶材成份为CuIn_0.75Ga_0.25Se₂，纯度大于99.9％。

3.根据权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中的双层Mo的溅射条件为：基片旋转速度为8-20rpm，基片温度为25-550℃，靶基距为5-10cm，Ar气的流量为10-100SCCM，直流电源的电流为0.4-0.8A，电压为140-300V，第一层Mo的溅射气压为1-3Pa，相应的溅射时间为5-10min，第二层Mo的溅射气压为0.1-0.5Pa，相应的溅射时间为10-20min。

4.根据权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中的CIGS的溅射条件为：基片旋转速度为8-20rpm，基片温度为25-550℃，靶基距为5-8cm，Ar气的流量为10-100SCCM，射频电源的电流为150-210mA，电压为700-1100V，溅射气压为0.2-3Pa，溅射时间为90-180min，溅射完毕后基片自然冷却。

5.根据权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中的管式炉可对CIGS和Se区同时控温，硒化退火的条件为：CIGS区的温度为400-580℃，Se区的温度为200-350℃，硒化退火的时间为30-60min，载气Ar气的流量为50-200SCCM，硒化过程中通过控制Ar气的进气量和出气量使真空表的读数呈现一定的正压，防止空气的进入。

6.根据权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜的制备方法，其特征在于，所述的铜铟镓硒薄膜具有黄铜矿相的结构，可用作薄膜太阳能电池的光吸收层。`