[发明专利]一种分步脉冲电沉积后退火制备铜锌锡硫太阳能电池薄膜材料的方法

摘要

本发明公开了一种分步脉冲电沉积后退火制备铜锌锡硫太阳能电池薄膜材料的方法。先将锌的金属盐溶解于溶剂中，在导电玻璃上以脉冲法电沉积制备锌前驱体薄膜，再将铜和锡的金属盐溶解于溶剂中，在锌前驱体薄膜上沉积铜锡合金薄膜，然后将前驱体薄膜硫化退火，最终生成单相铜锌锡硫薄膜。本发明通过将脉冲电压沉积模式与分步沉积模式的优势结合起来，分步控制脉冲电势和脉冲时间实现对薄膜的成分、晶相、形貌等的可控制备，消除了SnS二元杂质相，改善薄膜形貌、提高电镀速率。相对于一步恒电位沉积技术，薄膜无杂质相且形貌平整致密、退火过程无需加入SnS。与高真空气相法相比，本发明具有成膜质量好、成本低廉、可控性强等优点。

主权项

1.一种分步脉冲电沉积后退火制备铜锌锡硫薄膜太阳能电池薄膜材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将锌的金属盐溶解在溶剂中，加热搅拌使其充分溶解，得到电沉积锌的电解质溶液；(2)以基底材料为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，采用脉冲电沉积法在步骤(1)所得电解质溶液中进行脉冲电沉积锌，得到锌预制膜；(3)将铜的金属盐溶解在溶剂中，搅拌使其充分溶解，然后再加入锡的金属盐搅拌使其充分溶解，得到电沉积铜锡合金薄膜的电沉积溶液；(4)以步骤(2)所得锌预制膜为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，采用脉冲电沉积法在步骤(3)所得电沉积溶液中进行脉冲电沉积铜锡合金，得到铜锌锡前驱体薄膜；(5)将步骤(4)所得铜锌锡前驱体薄膜置于含有硫粉的真空中硫化退火，最后得到铜锌锡硫太阳能电池薄膜材料。