[发明专利]溶液法制备高效铜铟硒和铜铟镓硒薄膜太阳能电池

摘要

本发明公开了一种溶液法制备高效铜铟硒和铜铟镓硒薄膜太阳能电池，以水和醇类溶剂为配制前驱体溶液的溶剂，合成铜、铟和镓的硫脲配合物或硫脲衍生物配合物，以这些合成的配合物为原料或者合成的铜配合物和金属氯化物的组合为原料，将其溶解在水或醇类溶剂中配制前驱体溶液，用该前驱体溶液来制备CIS及CIGS薄膜太阳能电池的吸光层。该方法所用溶剂绿色环保、廉价且易于获得，能大幅降低生产成本；可以防止金属离子水解和在退火过程中金属氧化物的形成，同时可防止CIS和CIGS中二价铜缺陷的形成；铜铟硫和铜铟镓硫前驱体薄膜在外界大气环境下制备，不需要惰性气氛保护。

主权项

1.一种溶液法制备高效铜铟硒和铜铟镓硒薄膜太阳能电池，其特征在于：具体步骤如下：步骤一：金属硫脲配合物或金属硫脲衍生物配合物的合成(1)合成铜硫脲配合物CuTU₃Cl或铜硫脲衍生物配合物；20～100℃的硫脲或硫脲衍生物饱和水溶液中加入铜粉，沸水浴或90～150℃油浴，加入浓盐酸使铜粉溶解，产生白色固体，抽滤并用丙酮清洗，重结晶，60℃干燥；(2)合成铟和镓的硫脲配合物InTU₃Cl₃，GaTU₆Cl₃或铟和镓的硫脲衍生物配合物；20～100℃的硫脲或硫脲衍生物饱和水溶液中加入InCl₃·4H₂O或GaCl₃，搅拌，加热蒸发，室温静置，析出固体，重结晶，60℃干燥；步骤二：前驱体溶液配制(a)将所述金属硫脲配合物或金属硫脲衍生物配合物溶解于水或醇类溶剂中，配制前驱体溶液；(b)将铜硫脲配合物或硫脲衍生物配合物和氯化铟、氯化镓及硫脲或硫脲衍生物溶解在水或醇类溶剂中，并加入盐酸；(c)将氯化亚铜、氯化铟、氯化镓和硫脲或硫脲衍生物溶解在水或醇类溶剂中，并加入盐酸；步骤三：用以上方法配制的前驱体溶液来制备CIS或CIGS薄膜太阳能电池的吸光层，并进行太阳能电池器件组装。