[发明专利]制备五元化合物半导体CZTSSe的方法和薄膜太阳能电池

权利要求书

1.制备由Cu₂ZnSn(S,Se)₄类型的五元锌黄锡矿/亚锡酸盐构成的化合物半导体的方法，该方法包含下面的步骤：

-制备至少一个前体叠层(11)，所述前体叠层由第一前体层(5)和第二前体层(6)组成，其中在第一阶段中，通过将金属铜、锌和锡沉积到基体(12)上制备第一前体层(5)，和在第二阶段中，通过将硫属元素硫和/或硒沉积到第一前体层(5)上制备第二前体层(6)，

-在工艺室(13)中热处理该至少一个前体叠层(11)，使得第一前体层(5)的金属和第二前体层(6)的至少一种硫属元素反应性地转化为化合物半导体(2)，

-在所述至少一个前体叠层(11)的热处理过程中将至少一种工艺气体供入到工艺室(13)中，其中，如果第二前体层(6)中含有选自硫和硒的硫属元素，则工艺气体中含有相应的其它硫属元素和/或含相应的其它硫属元素的化合物，或者，如果第二前体层(6)中含有两种硫属元素硫和硒，则工艺气体中含有硫和/或硒和/或含硫化合物和/或含硒化合物。

2.根据权利要求1的方法，其中硫深度分布由化合物半导体(2)的表面(9)到与基体(12)的界面(10)如此构成，使得

-硫含量在表面(9)具有最大值，朝向界面(10)降低，并在界面(10)具有最小值；或

-硫含量在表面(9)具有最小值，朝向界面(10)增加，并在界面(10)具有最大值；或

-硫含量在表面(9)具有第一最大值，朝向界面(10)降低至最小值，接着再次增加，并在界面(10)具有第二最大值；或

-硫含量在表面(9)具有第一最小值，朝向界面(10)增加至最大值，接着再次降低，并在界面(10)具有第二最小值。

3.根据权利要求2的方法，其中如此构成硫深度分布，使得硫含量的相对变化至少在部分深度分布上为至少10%。

4.根据权利要求1-3之一的方法，其中

-由金属铜、锌和锡的单个层组成的叠层连续沉积若干次，和/或

-由硫属元素硫和硒的单个层组成的叠层连续沉积若干次。

5.根据权利要求1-4之一的方法，其中前体叠层(11)连续沉积若干次。

6.根据权利要求1-5之一的方法，其中在一个或多个后续的时间间隔期间供入所述至少一种工艺气体，其中所述后续的时间间隔分别比在其中进行热处理的第一时间间隔要短。

7.根据权利要求1-6之一的方法，其中如此构成第一前体层(5)，使得

-铜含量小于锌和锡的结合含量，和

-锌含量大于锡含量。

8.根据权利要求1-7之一的方法，其中如此构成所述两个前体层(5、6)，使得硫属元素总含量与金属总含量之比大于或等于1。

9.薄膜太阳能电池，带有布置在基体(12)上的由化合物半导体构成的吸收体(2)，所述化合物半导体由Cu₂ZnSn(S,Se)₄类型的五元锌黄锡矿/亚锡酸盐构成，其中所述化合物半导体(2)从化合物半导体(2)的表面(9)到与基体(12)的界面(10)具有可预先规定的硫深度分布，其中如此构成硫深度分布，使得

-硫含量在表面(9)具有最大值，朝向界面(10)降低，并在界面(10)具有最小值；或

-硫含量在表面(9)具有最小值，朝向界面(10)增加，并在界面(10)具有最大值；或

-硫含量在表面(9)具有第一最大值，朝向界面(10)降低至最小值，接着再次增加，并在界面(10)具有第二最大值；或

-硫含量在表面(9)具有第一最小值，朝向界面(10)增加至最大值，接着再次降低，并在界面(10)具有第二最小值。

10.根据权利要求1-8之一的用于制备由Cu₂ZnSn(S,Se)₄类型的五元锌黄锡矿/亚锡酸盐构成的化合物半导体的方法用于制备薄膜太阳能电池或薄膜太阳能模块的吸收体（2）的用途。