[发明专利]一种制备高效铜铟硒和铜铟镓硒薄膜太阳能电池的方法

权利要求书

1.一种制备高效铜铟硒和铜铟镓硒薄膜太阳能电池的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：金属硫脲配合物合成

(1)合成铜硫脲配合物CuTU₃Cl

60℃硫脲饱和水溶液中加入铜粉混合，100℃油浴，加入浓盐酸使铜粉溶解，抽滤并用丙酮清洗，重结晶，60℃干燥；

(2)合成铟硫脲配合物InTU₃Cl₃或镓硫脲配合物GaTU₆Cl₃

室温下硫脲饱和水溶液中加入InCl₃·4H₂O或GaCl₃混合，搅拌，加热蒸发，室温静置，析出固体，重结晶，60℃干燥；

步骤二：前驱体溶液配制

将所述CuTU₃Cl与InTU₃Cl₃或InTU₃Cl₃/GaTU₆Cl₃混合物溶解于DMF溶剂中，生成前驱体溶液；

步骤三：铜铟硫、铜铟镓硫薄膜的制备

将所述前驱体溶液旋涂在钼玻璃上并经过加热处理生成CIS或CIGS薄膜；

步骤四：铜铟硒、铜铟镓硒薄膜的制备

将所述CIS或者CIGS薄膜通过在Se的气氛中加热，生成CISSe或CIGSSe薄膜；

步骤五：铜铟硒、铜铟镓硒太阳能电池器件组装

在硒化后的吸收层上沉积CdS缓冲层，射频溅射窗口层，最后热蒸镀Ni/Al顶电极。

2.根据权利要求1所述的制备高效铜铟硒和铜铟镓硒薄膜太阳能电池的方法，其特征在于：步骤一中，所述合成铜硫脲配合物CuTU₃Cl的具体方法为：

称取硫脲加入到60℃热水中使硫脲溶解饱和，再加入铜粉混合，使硫脲和铜的摩尔比为4：1；100℃油浴，加入浓盐酸使铜粉溶解，持续油浴和搅拌，并补充超纯水直到溶液变得澄清透明；抽滤，滤液静置冷却，析出白色细长柱状固体，抽滤并用丙酮清洗，并进行重结晶，最后烘箱60℃干燥。

3.根据权利要求1所述的制备高效铜铟硒和铜铟镓硒薄膜太阳能电池的方法，其特征在于：步骤一中，所述合成铟硫脲配合物InTU₃Cl₃的具体方法为：

室温下，称取硫脲加入超纯水中使硫脲溶解饱和，再加入InCl₃·4H₂O，使硫脲与铟的摩尔比为3：1～4：1，搅拌直至溶液澄清透明；80℃加热溶液，蒸发掉3/5～4/5的水，停止加热，室温静置，析出固体，并进行重结晶，最后烘箱60℃干燥。

4.根据权利要求1所述的制备高效铜铟硒和铜铟镓硒薄膜太阳能电池的方法，其特征在于：步骤一中，所述合成镓硫脲配合物GaTU₆Cl₃的具体方法为：

室温下，称取硫脲加入超纯水中使硫脲溶解饱和，再加入GaCl₃，使硫脲和镓的摩尔比为3：1～4：1，搅拌直至溶液澄清透明；60℃加热溶液蒸发，直到有固体析出，停止加热，室温静置，析出固体，并进行重结晶，最后烘箱60℃干燥。

5.根据权利要求1所述的制备高效铜铟硒和铜铟镓硒薄膜太阳能电池的方法，其特征在于：步骤二中，所述CuTU₃Cl与InTU₃Cl₃或InTU₃Cl₃/GaTU₆Cl₃混合物按Cu、In、Ga的摩尔比Cu/In＝0.6-1.2或者Cu/(In+Ga)＝0.6-1.2,Ga/(In+Ga)＝0-0.5溶解到DMF溶剂中；InTU₃Cl₃在DMF中的摩尔浓度0.2-1.0摩尔/升。