[发明专利]CIGS薄膜太阳能电池硒化物的制备方法

摘要

本发明涉及一种CIGS薄膜太阳能电池吸收层，具体说是CIGS薄膜太阳能电池硒化物的制备方法，其包括将Cu、In、Ga中的一种置于一容器的上层加温区，按配比要求将Se置于下层加温区；对上、下层加温区分别加温形成对流制备粉末；将粉末加工得到所需的块体靶材的步骤。本发明根据各材料的熔点和沸点的不同，采用不同的加温方式，使Se以气态，Cu、In或Ga以液态的形式形成对流，使两者混合更加充分，不仅进一步增加了Se在合金中分布的均匀度，提高了靶材的致密度而且减少了反应时间，提高了生产效率；同时，由于本发明是根据材料熔点和沸点的不同采用不同温区加温，可对熔点较低的材料进行较低温度的熔化，而避免了一律采用较高温度对各材料进行熔化，节约了成本。

主权项

CIGS薄膜太阳能电池硒化物的制备方法，该硒化物为Cu2Sex或M2Sey，其中M为In、Ga 中的一种元素，x的取值为0.95～1.05，y的取值为2.8～3.2，其特征在于：包括以下步骤：（1）将Cu、In、Ga中的一种置于一容器的上层加温区，按配比要求将Se置于该容器的下层加温区，在小于10‑2Pa真空度条件下封闭容器或者在充入低于大气压力的氩气、氮气或氦气的条件下封闭容器；（2）首先对上层加温区以10～20℃ /min 的升温速率、按照最后调整到高于材料熔点的温度分为2～ 5段升温恒温，每个温度段温度为（‑30～30）℃ +最后调整到的高于材料熔点的温度/（2～ 5）+1，恒温时间分别为1～2 小时；接着将温度调整到高于材料熔点的温度，材料熔化后流向下层加温区，待材料全部流出后停止加热；同时，对下层加温区以10～20℃ /min 的升温速率、按照最后调整到高于Se沸点的温度对应分为2～5段升温恒温，每个温度段温度为（‑30～30）℃ +最后调整到高于Se沸点的温度/（2～5）+1，恒温时间分别为1～2 小时，然后将温度调整到高于Se沸点的温度，使气态Se与向下运动的材料形成对流，直至上层加温区的材料全部流入下层加温区；最后，将下层加温区的温度调整到高于材料熔点或沸点的温度，保温2小时～10小时，随后在8小时内缓慢冷却到室温，将制备的块体从容器内取出后球磨，将粉末筛分，得到粉末产品；（3）将制备出的粉末放入热压炉模具中在500℃～ 900℃、30MPa ～ 300MPa压制后按需要的尺寸加工即得到所需的块体靶材。