[发明专利]CuPbSbS3

权利要求书

1.一种CuPbSbS₃新型薄膜太阳能电池的制备方法，制得的CuPbSbS₃新型薄膜太阳能电池是以CuPbSbS₃薄膜作为吸光层，其特征在于，该制备方法包括CuPbSbS₃薄膜的制备步骤，该步骤具体是采用BDCA溶液法制备CuPbSbS₃前驱溶液，再将所述CuPbSbS₃前驱溶液旋涂于待沉积衬底的表面，然后将该衬底依次经过退火温度高低不同的低温退火过程和高温退火过程，由此得到CuPbSbS₃薄膜；

其中，所述BDCA溶液法是基于主要由二硫化碳(CS₂)和正丁胺(C₄H₁₁N)混合而成的BDCA溶液，该BDCA溶液法具体是将三氧化二锑(Sb₂O₃)、氧化铅(PbO)以及氧化亚铜(Cu₂O)分别溶解于BDCA溶液中分别形成锑元素的前驱溶液、铅元素的前驱溶液以及铜元素的前驱溶液，然后再将锑元素的前驱溶液、铅元素的前驱溶液以及铜元素的前驱溶液三者混合从而得到CuPbSbS₃前驱溶液；

另外，所述低温退火过程用于烘干溶剂，所述高温退火过程用于使CuPbSbS₃结晶从而形成CuPbSbS₃薄膜；

所述CuPbSbS₃前驱溶液是将锑元素的前驱溶液、铅元素的前驱溶液以及铜元素的前驱溶液三者按铜元素、铅元素以及锑元素三者的物质的量的比满足(0.5～0.99):(1):(1.01～1.5)混合得到的。

2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述BDCA溶液还经过缓冲溶液稀释，所述缓冲溶液为无水乙醇、DMF或DMSO；

所述旋涂所采用的转速为800～5000rpm；

所述低温退火过程所采用的退火温度为80～142℃；

所述高温退火过程所采用的退火温度为205～480℃。

3.如权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述BDCA溶液是按二硫化碳(CS₂)、正丁胺(C₄H₁₁N)以及缓冲溶液三者体积比为5:8:10的比例混合而成的。

4.如权利要求1或2所述制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1：对FTO透明导电玻璃或ITO透明导电玻璃进行超声清洗，然后在所述FTO透明导电玻璃或所述ITO透明导电玻璃的表面制备缓冲层薄膜；

S2：以所述步骤S1得到的基底作为待沉积衬底，进行所述CuPbSbS₃薄膜的制备步骤，从而在所述步骤S1得到的基底表面制备CuPbSbS₃薄膜；

S3：利用旋涂的方法在所述步骤S2得到的基底表面制备空穴传输层材料；

S4：利用真空蒸镀法向所述步骤S3所得到的基底表面蒸镀背电极。

5.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述缓冲层为氧化钛(TiO₂)、氧化锌(ZnO)、硫化镉(CdS)、氧化锡(SnO₂)或锌镁氧(ZnMgO)，该缓冲层的制备具体是采用喷涂法、旋涂法、溶胶凝胶法或溶液法，所述缓冲层的厚度为50～100nm。

6.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述空穴传输层所采用的材料为spiro-OMeTAD、P3HT、PTAA、PbS量子点、FDT或NiO_x；所述旋涂所采用的转速为1000～5000rpm。

7.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述背电极所采用的材料为Au、Pb、Al或Ag，并且所述背电极的厚度为80～200nm。

8.如权利要求7所述制备方法，其特征在于，所述背电极的厚度为120nm。

9.一种制备CuPbSbS₃薄膜的方法，其特征在于，该方法具体是采用BDCA溶液法制备CuPbSbS₃前驱溶液，再将所述CuPbSbS₃前驱溶液旋涂于待沉积衬底的表面，然后将该衬底依次经过退火温度高低不同的低温退火过程和高温退火过程，由此得到CuPbSbS₃薄膜；

其中，所述BDCA溶液法是基于主要由二硫化碳(CS₂)和正丁胺(C₄H₁₁N)混合而成的BDCA溶液，该BDCA溶液法具体是将三氧化二锑(Sb₂O₃)、氧化铅(PbO)以及氧化亚铜(Cu₂O)分别溶解于BDCA溶液中分别形成锑元素的前驱溶液、铅元素的前驱溶液以及铜元素的前驱溶液，然后再将锑元素的前驱溶液、铅元素的前驱溶液以及铜元素的前驱溶液三者混合从而得到CuPbSbS3前驱溶液；

另外，所述低温退火过程用于烘干溶剂，所述高温退火过程用于使CuPbSbS₃结晶从而形成CuPbSbS₃薄膜；

此外，所述CuPbSbS₃前驱溶液是将锑元素的前驱溶液、铅元素的前驱溶液以及铜元素的前驱溶液三者按铜元素、铅元素以及锑元素三者的物质的量的比满足(0.5～0.99):(1):(1.01～1.5)混合得到的。