[发明专利]一种制备硫化锌光电薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明属于光电薄膜制备技术领域，尤其涉及一种制备硫化锌光电薄膜的制备方法。

背景技术

随着社会和经济的发展，我国能源消费总量剧增，能源危机及传统能源对环境造成的污日趋严重，因此开发利用清洁环保能源成为人类面临的重大课题。为了更充分地利用太阳能这种清洁、安全和环保的可再生资源，近年来光电材料的研究和发展日益受到重视。

在薄膜光伏材料中，ZnS是II-VI族化合物半导体，具有闪锌矿晶体结构，直接跃迁型能带结构，ZnS具有禁带宽(3.5～3.7eV)、发光效率高、吸收系数高等优点，由于其对太阳光基本不吸收，这样可以使更多的高能量光子被传送到电极上，提高电池光电转换效率。此外，ZnS不仅对人体无毒无害，而且ZnS薄膜在窗口层和吸收层之间起结构缓冲、减小晶格适配度的作用，还能与吸收层结合好，电池转换效率高，在所有太能电池缓冲层材料中，无毒无害ZnS是有毒的CdS的理想替代者。因此，ZnS薄膜的制备和特性研究必将对太阳能电器件的发展应用起到积极的推动作用。

目前，硫化锌多晶制备技术很多，从合成反应类型上可分为湿法和干法；从合成的技术特点上可分为化学气相沉积法、气相反应法、液相合成法、元素直接反应法、化学浴沉积法、电化学沉积法、分子束外延法和光化学沉积法等。本实验采用旋涂一化学共还原法制备硫化锌光电薄膜。

如前面所述方法一样，其它方法也有不同的缺陷。与本发明相关的还有如下文献：

[1]Junjie Zhu，Miaogao Zhou，Jinzhong Xu，Xuehong Liao，Preparation of CdS and ZnS nanoparticles using microwave irradiation，Materials Letters47(2001)25-29.

文章主要描述了利用微波辐射技术制备CdS和ZnS纳米粒子，利用XRD和TEM对其纳米粒子进行表征，并结合德拜-谢乐公式对其纳米尺寸经行推算。

[2]Chao Wang，Yanhui Ao，Peifang Wang，Songhe Zhang，Jin Qian，Jun Hong，A simple method for large-scale preparation of ZnS nanoribbon film and its photocatalytic activity for dye degradation，Applied Surface Science256(2010)4125-4128.

主要报道了用溶剂热合成的方法大规模的制备ZnS纳米薄膜，该方法无须使用表面活性剂和高温处理，研究了其表面形貌，并对其光催化性进行了研究。

[3]Tong Ren，Zhibin Lei，Guoyou Luan，Guoqing Jia，Jing Zhang，Rui Yu，Can Li，Fabrication of CdS-ZnS layered thin films by hydrothermal seeded growth method，Thin Solid Films513(2006)99-102.

文章报道了用水热法制备CdS-ZnS薄膜，并研究了通过改变水热反应的条件对薄膜厚度，晶体类型和光学性能的影响。

[4]Qi Liu，Mao Guobing，Ao Jianping，Chemical bath-deposited ZnS thin films：Preparation and characterization，Applied Surface Science254(2008)5711-5714.

主要描述了通过化学沉积的方法制备ZnS薄膜，主要研究的是化学沉积的工艺参数对薄膜的化学组成、结构及提高薄膜质量的影响。

[5]Zhao Yang Zhong，Eou Sik Cho，Sang Jik Kwon，Characterization of the ZnS thin film buffer layer for Cu(In，Ga)Se₂ solar cells deposited by chemical bath deposition process with different solution concentrations，Materials Chemistry and Physics135(2012)287-292.