[发明专利]一种铜锌锡硫薄膜太阳电池器件及其制备方法在审
| 申请号： | 201410531278.1 | 申请日： | 2014-09-30 |
| 公开（公告）号： | CN104485369A | 公开（公告）日： | 2015-04-01 |
| 发明（设计）人： | 薛玉明;刘浩;郭晓倩;李鹏海;潘洪刚;刘君;宋殿友;朱亚东;冯少君;尹富红;高林;航伟;乔在祥;王永伟;韩旭;张竞一;齐枫;段彤;李学俊;王磊 | 申请（专利权）人： | 天津理工大学 |
| 主分类号： | H01L31/0392 | 分类号： | H01L31/0392;H01L31/032;H01L31/0445;H01L31/18 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 300384 *** | 国省代码： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 铜锌锡硫 薄膜 太阳电池 器件 及其 制备 方法 | ||
1.一种聚酰亚胺柔性衬底的铜锌锡硒薄膜的制备方法，其特征在于：采用共蒸发薄膜制备系统，应用三步共蒸发的制备工艺。
2.根据权利要求1所述的铜锌锡硒薄膜的制备方法，其特征在于：所述制备工艺参数为：
①本底真空为3.0×10-4Pa，衬底温度为450-500℃，Zn蒸发源温度为300-400℃，Sn蒸发源温度为1000-1100℃，Se蒸发源温度为220-240℃，共蒸发Zn、Sn、Se三种元素，蒸发时间为2min，制备ZTSe预制层薄膜；
②衬底温度为550-580℃，共蒸Cu和Se两种元素，其中Cu蒸发源温度为1100-1200℃，Se蒸发源温度为220-240℃，使生成Cu2-xSe辅助晶粒生长，蒸发时间为30-50min；
③保持第二步的衬底温度不变，共蒸Zn、Sn、S三种元素，使Cu2-xSe完全消耗，蒸发时间为30-50min，得到的薄膜为p型直接带隙半导体，锌黄锡矿结构。通过调整衬底、各蒸发源温度及共蒸时间，控制铜锌锡硒薄膜贫铜富锌，其中Cu/(Zn+Sn)＝0.8-1.0，Zn/Sn＝1.0-1.2，Se/(Cu+Zn+Sn)约等于1；
④将各蒸发源冷却到室温，同时将衬底冷却，当蒸发Sn和Se的同时将衬底冷却到300-350℃时，关闭Sn和Se蒸发源，再将衬底冷却到室温。
3.根据权利要求2所述的铜锌锡硒薄膜的制备方法，其特征在于：所述制备工艺参数，优选的：
①本底真空为3.0×10-4Pa，衬底温度为500℃，Zn蒸发源温度为400℃，Sn蒸发源温度为1100℃，Se蒸发源温度为240℃，共蒸发Zn、Sn、Se三种元素，蒸发时间为2min，制备ZTSe预制层薄膜；
②衬底温度为580℃，共蒸Cu和Se两种元素，其中Cu蒸发源温度为1200℃，Se蒸发源温度为240℃，使生成Cu2-xSe辅助晶粒生长，蒸发时间为50min；
③保持第二步的衬底温度不变，共蒸Zn、Sn、S三种元素，使Cu2-xSe完全消耗，蒸发时间为50min，得到的薄膜为p型直接带隙半导体，锌黄锡矿结构。通过调整衬底、各蒸发源温度及共蒸时间，控制铜锌锡硒薄膜贫铜富锌，其中Cu/(Zn+Sn)＝0.8-1.0，Zn/Sn＝1.0-1.2，Se/(Cu+Zn+Sn)约等于1；
④将各蒸发源冷却到室温，同时将衬底冷却，当蒸发Sn和Se的同时将衬底冷却到350℃时，关闭Sn和Se蒸发源，再将衬底冷却到室温。
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H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L31-00 对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射，或微粒辐射敏感的，并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的，或者专门适用于通过这样的辐射进行电能控制的半导体器件；专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或
H01L31-02 .零部件
H01L31-0248 .以其半导体本体为特征的
H01L31-04 .用作转换器件的
H01L31-08 .其中的辐射控制通过该器件的电流的，例如光敏电阻器
H01L31-12 .与如在一个共用衬底内或其上形成的，一个或多个电光源，如场致发光光源在结构上相连的，并与其电光源在电气上或光学上相耦合的
