[发明专利]一种四元共蒸AIGS薄膜及其制备方法和应用有效
| 申请号： | 201810615945.2 | 申请日： | 2018-06-14 |
| 公开（公告）号： | CN108831939B | 公开（公告）日： | 2020-04-07 |
| 发明（设计）人： | 张险峰 | 申请（专利权）人： | 电子科技大学中山学院 |
| 主分类号： | H01L31/0392 | 分类号： | H01L31/0392;H01L31/0445;H01L31/18 |
| 代理公司： | 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350 | 代理人： | 肖平安 |
| 地址： | 528400 *** | 国省代码： | 广东;44 |
| 权利要求书： | 查看更多 | 说明书： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 四元共蒸 aigs 薄膜 及其 制备 方法 应用 | ||
1.一种四元共蒸AIGS薄膜，其特征在于，包括玻璃基底、沉积在玻璃基底上的金属Mo背电极以及共蒸在Mo背电极上的吸收层；所述吸收层为一步法四元共蒸Ag、In、Ga、Se形成的AIGS薄膜层；
所述吸收层中各元素占原子百分比为1:0.25:0.75:2，吸收层组分基本结构式为Ag(In0.25Ga0.75)Se2；
所述的四元共蒸AIGS薄膜的制备方法，包括制备Mo背电极的步骤：用直流磁控溅射法在玻璃基底上沉积金属Mo，得到带有Mo背电极的基底；
蒸发腔的设置步骤：将上述带有Mo背电极的基底分子束外延设备蒸发腔的旋转样品台上，带有Mo背电极的一面向下，基底的上方置有加热源，原料蒸发源位于蒸发腔的底部，原料蒸发源出口处安装有用于控制原料的开关，用液氮冷却蒸发腔并对蒸发腔抽真空，调节蒸发源中原料设定的蒸气压；
四元共蒸制备吸收层的步骤：将带有Mo背电极的基底加热至520℃，打开Ag、In、Ga、Se蒸发源，在Mo背电极上共蒸发Ag、In、Ga、Se，形成AIGS薄膜层；
冷却步骤：关闭Ag、In、Ga蒸发源，在Se气氛保护下冷却基底，当基底温度降至400℃时关闭蒸发源Se，同时关闭加热源，当基底温度降至200℃时，将样品台取至样品交换室，得到四元共蒸AIGS薄膜；
所述的蒸发腔的设置步骤中，Ag、In、Ga、Se蒸发源中原料的蒸气压分别为Ag：8.5×10-5Torr，In：4.0×10-5Torr，Ga：8×10-5Torr，Se：2.0×10-3Torr；
所述的四元共蒸制备吸收层的步骤中，共蒸发时间为35-42min；
所述的冷却步骤中，在Se气氛保护下，冷却速度为15℃/分。
2.根据权利要求1所述的四元共蒸AIGS薄膜，其特征在于，所述吸收层的总厚度为1.5-2μm；所述玻璃基底为钠钙玻璃，玻璃基底的厚度为1.5-2.5mm；所述Mo背电极的厚度为0.8-1.2μm。
3.一种如权利要求1所述的四元共蒸AIGS薄膜的制备方法，其特征在于，包括制备Mo背电极的步骤：用直流磁控溅射法在玻璃基底上沉积金属Mo，得到带有Mo背电极的基底；
蒸发腔的设置步骤：将上述带有Mo背电极的基底分子束外延设备蒸发腔的旋转样品台上，带有Mo背电极的一面向下，基底的上方置有加热源，原料蒸发源位于蒸发腔的底部，原料蒸发源出口处安装有用于控制原料的开关，用液氮冷却蒸发腔并对蒸发腔抽真空，调节蒸发源中原料设定的蒸气压；
四元共蒸制备吸收层的步骤：将带有Mo背电极的基底加热至520℃，打开Ag、In、Ga、Se蒸发源，在Mo背电极上共蒸发Ag、In、Ga、Se，形成AIGS薄膜层；
冷却步骤：关闭Ag、In、Ga蒸发源，在Se气氛保护下冷却基底，当基底温度降至400℃时关闭蒸发源Se，同时关闭加热源，当基底温度降至200℃时，将样品台取至样品交换室，得到四元共蒸AIGS薄膜；
所述的蒸发腔的设置步骤中，Ag、In、Ga、Se蒸发源中原料的蒸气压分别为Ag：8.5×10-5Torr，In：4.0×10-5Torr，Ga：8×10-5Torr，Se：2.0×10-3Torr；
所述的四元共蒸制备吸收层的步骤中，共蒸发时间为35-42min；
所述的冷却步骤中，在Se气氛保护下，冷却速度为15℃/分。
4.一种包括权利要求1所述的四元共蒸AIGS薄膜的AIGS薄膜太阳能电池，其特征在于，包括玻璃基底、沉积在玻璃基底上的金属Mo背电极、共蒸在Mo背电极上的吸收层、设置在收层上的CdS缓冲层以及在缓冲层上设置的本征氧化锌层和掺硼氧化锌透明导电薄膜窗口层，所述掺硼氧化锌透明导电薄膜窗口层上制作有金属铝栅电极，所述吸收层为一步法四元共蒸Ag、In、Ga、Se形成的AIGS薄膜层。
5.一种如权利要求4所述的AIGS薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括
制备Mo背电极的步骤：用直流磁控滅射法在玻璃基底上沉积金属Mo，得到带有Mo背电极的基底；
蒸发腔的设置步骤：将上述带有Mo背电极的基底分子束外延设备蒸发腔的旋转样品台上，带有Mo背电极的一面向下，基底的上方置有加热源，原料蒸发源位于蒸发腔的底部，原料蒸发源出口处安装有用于控制原料的开关，用液氮冷却蒸发腔并对蒸发腔抽真空，调节蒸发源中原料设定的蒸气压；
四元共蒸制备吸收层的步骤：将带有Mo背电极的基底加热至520℃，打开Ag、In、Ga、Se蒸发源，在Mo背电极上共蒸发Ag、In、Ga、Se，形成AIGS薄膜层；
冷却步骤：关闭Ag、In、Ga蒸发源，在Se气氛保护下冷却基底，当基底温度降至400℃时关闭蒸发源Se，同时关闭加热源，当基底温度降至200℃时，将样品台取至样品交换室，得到四元共蒸AIGS薄膜；
制作薄膜太阳能电池的步骤：采用化学水浴法制备CdS缓冲层，在CdS缓冲层上采用有机金属化学气相沉积方法制备本征氧化锌层及掺硼氧化锌透明导电薄膜窗口层，之后采用物理气相沉积在掺硼氧化锌透明导电薄膜窗口层上制备金属铝栅电极，得到AIGS薄膜太阳能电池。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于电子科技大学中山学院，未经电子科技大学中山学院许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】
本文链接：http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201810615945.2/1.html，转载请声明来源钻瓜专利网。
- 同类专利
- 专利分类
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
