一种镁掺杂铜锌锡硫薄膜太阳电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种镁掺杂铜锌锡硫薄膜太阳电池及其制备方法，属于太阳电池领域。其制备步骤如下：在玻璃衬底上制备Mo电极；在Mo电极上涂覆镁掺杂铜锌锡硫前驱体溶液制备前驱体薄膜；对前驱体薄膜高温硫化制备吸收层；在吸收层上制备缓冲层；在缓冲层上制备透明导电窗口层；在窗口层上制备顶电极。其中所述吸收层为镁掺杂铜锌锡硫薄膜；所述前驱体溶液是将氯化铜、乙酸镁、氯化锌、氯化亚锡、硫脲，充分溶于二甲基甲酰胺经离心处理后获得。该制备方法不但操作安全简单，而且金属源蕴藏丰富，环保，成本低，所制得的镁掺杂铜锌锡硫薄膜太阳电池晶粒形貌好，孔隙少，载流子迁移率大，电荷收集能力强，缺陷少。

A Mg doped Cu Zn Sn s thin film solar cell and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种镁掺杂铜锌锡硫薄膜太阳电池及其制备方法
本专利技术涉及太阳电池领域，具体涉及一种镁掺杂铜锌锡硫薄膜太阳电池及其制备方法。
技术介绍
化石能源储量日益减少，寻求其他能源作为补充势在必行。鉴于传统能源高消耗高污染的情况下，清洁，丰富，环境友好的新型能源成为能源补充的不二选择。太阳能是完全符合人们心中完美的新型清洁能源，纯天然无污染，资源丰富。太阳能的开发和利用无疑是缓解环境污染和能源危机的可行路径，并且还具有深刻的科学意义和实践效果。硅基太阳电池作为传统光电转换器件，技术应用已经十分成熟，科研意义不大，新型光电材料的研究成为广大科研人员的第一要务。铜锌锡硫（CZTS）是直接带隙半导体材料且具有锌黄锡矿结构，禁带宽度为1.45eV~1.50eV,光吸收系数超过104cm-1，只需要1.5μm~2.5μm，就可以吸收绝大多数可见光波长。相比于同类型的铜铟镓硒，铜锌锡硫元素组成丰富、无毒，，制备成本更低。相比于钙钛矿太阳电池，铜锌锡硫稳定性更好。因此CZTS成为最有前景，低成本，环境友好型的新型光电材料。截止到现在，实验室CZTS薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁掺杂铜锌锡硫薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于，其具体步骤如下：/n在玻璃衬底上制备Mo电极；/n在上述Mo电极上，以前驱体溶液采用旋涂法制备镁掺杂铜锌锡硫前驱体薄膜；/n将上述前驱体薄膜上高温硫化制备吸收层；/n在上述吸收层上制备缓冲层；/n在上述缓冲层上制备透明导电窗口层；/n在上述窗口层上制备顶电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种镁掺杂铜锌锡硫薄膜太阳电池的制备方法，其特征在于，其具体步骤如下：
在玻璃衬底上制备Mo电极；
在上述Mo电极上，以前驱体溶液采用旋涂法制备镁掺杂铜锌锡硫前驱体薄膜；
将上述前驱体薄膜上高温硫化制备吸收层；
在上述吸收层上制备缓冲层；
在上述缓冲层上制备透明导电窗口层；
在上述窗口层上制备顶电极。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，Mo电极具有双层结构，包括高阻层和低阻层Mo薄膜，其厚度分别为250nm和1250nm，采用直流溅射法获得。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，以氯化铜、乙酸镁、氯化锌和氯化亚锡为金属源，硫脲为硫源，二甲基甲酰胺为溶剂，配制镁掺杂铜锌锡硫前驱体溶液，其中，氯化铜和氯化亚锡在前驱体溶液中的浓度分别为0.6mol/L、0.36mol/L，乙酸镁和氯化锌的总浓度为0.44mol/L，其中原子摩尔比Mg/(Mg+Zn)=4~6%，硫脲的浓度2.8mol/L。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，前驱体溶液制备过程如下：将金属源溶于溶剂中，封口50℃水浴搅拌15分钟；再加入硫脲，继续封口50℃水浴搅拌50分钟；结束后进行离心处理，离心转速8000转/分钟，离心时间5分钟即可得所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝瑞亭，王云鹏，李晓明，郭杰，顾康，李勇，魏国帅，方水柳，刘慧敏，马晓乐，
申请(专利权)人：云南师范大学，
类型：发明
国别省市：云南;53