[发明专利]电沉积法与溶胶凝胶法相结合制备CZTS吸收层的方法

权利要求书

1.一种电沉积法与溶胶凝胶法相结合制备CZTS吸收层的方法，其特征在于，包括：

步骤一，在清洗干净的镀Mo钠钙玻璃衬底上采用直流电沉积法电沉积一层Cu；

直流电沉积法电沉积Cu的具体步骤如下：将镀Mo钠钙玻璃衬底清洗干净后，在CuSO₄水溶液中沉积Cu层，电沉积实验条件包括以下几组参数：沉积时间8s，沉积电流1A，沉积电量8C；沉积时间6s，沉积电流1A，沉积电量6C；沉积时间5s，沉积电流1A，沉积电量5C；根据不同电沉积Cu的时间进行选择的以下前驱体溶液中，Zn，Sn和S的摩尔比分别为：当Cu沉积时间为8s时，Zn/Sn=1.75,S/金属元素=2.8；当Cu沉积时间为6s时，Zn/Sn=3.25,S/金属元素=1.8；当Cu沉积时间为5s时，Zn/Sn=1.59， S/金属元素=3；

步骤二，配制含有Zn、Sn和S的前驱体溶液；以氯化锌（ZnCl₂）、氯化亚锡二水合物（SnCl₂·2H₂O）、硫脲（SC(NH₂)₂）作为溶质，二甲基甲酰胺（N,N-Dimethylformamide）作为溶剂，充分搅拌使其充分溶解，得到含有Zn，Sn和S的金属-硫脲络合物，所述金属-硫脲络合物与DMF发生水解—聚合反应，获得所述前驱体溶液；

所述前驱体溶液制备过程如下：先将二甲基甲酰胺溶剂放入玻璃瓶中，再放入氯化亚锡二水合物（SnCl₂·2H2O），放在搅拌台上搅拌至SnCl₂完全溶解；再放入氯化锌（ZnCl₂），搅拌至完全溶解；最后放入硫脲，完全反应后获得所述前驱体溶液；

步骤三，将步骤二所述的前驱体溶液旋涂在沉积Cu的Mo背电极上，旋涂前驱体溶液于沉积Cu的Mo背电极后，置于300℃下预加热烘烤，然后室温冷却，重复旋涂、预加热、室温冷却过程，获得前驱体薄膜；

步骤四，以硫粉和锡粉作为硫源和锡源，将步骤三所得前驱体薄膜在真空环境下进行硫化退火处理，获得CZTS吸收层薄膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤三中，使用滴管吸取前驱体溶液，滴在沉积Cu的Mo背电极上，使其完全覆盖表面；启动匀胶机，转速为低速800r/min，时间为5s；再到达高速旋涂模式，高速3500r/min，时间为20s。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤三中，重复旋涂、预加热、室温冷却过程10次。

4.权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，步骤四中，退火处理的过程如下：将前驱体薄膜样品置于陶瓷舟上，加入硫粉和锡粉，然后将陶瓷舟放入双温区管式炉中，关闭进气阀和出气阀 ，在真空条件下进行退火。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：设定双温区管式炉升温曲线为25分钟内从室温线性变化至620℃，保温，然后自然冷却至室温。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:在620℃下退火之前，先在200℃下加热退火，设定双温区管式炉升温曲线为10分钟内从室温线性变化至200℃，并保温20分钟，然后自然冷却至室温。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤四中，退火处理的过程如下：将前驱体样品置于陶瓷舟上，加入1g硫粉和1.78g锡粉，然后将陶瓷舟放入双温区管式炉中，实验开始之前，先抽真空20min，然后打开进气阀和出气阀，通20min氩气。