一种硒化锑薄膜的制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种硒化锑薄膜的制备方法，包括：将衬底浸入电沉积溶液中，利用电化学沉积法在衬底上沉积硒化锑薄膜；所述电沉积溶液包括含锑化合物、含硒化合物与辅助电解质；所述辅助电解质为含有氨基的化合物。与现有技术相比，本发明专利技术采用电化学沉积法可快速制得结晶性良好的硒化锑薄膜，进而使太阳能电池具有较好的光电响应；并且电化学沉积法制备简单，能够在不同类型的导电基底上进行大规模生产，可进行连续，多组分的低温沉积。

【技术实现步骤摘要】
一种硒化锑薄膜的制备方法及应用
本专利技术属于太阳能电池
，尤其涉及一种硒化锑薄膜的制备方法及应用。
技术介绍
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体器件。太阳能电池发电属于可再生能源利用的重要组成部分，随着我国光伏产业的发展和对绿色能源的迫切需求，太阳能电池正沿着高效、低成本的技术路线快速发展着。碲化镉和铜铟镓硒等薄膜太阳能电池具有转换效率高、价格低廉、轻便可柔性的优点得到了较为广泛的应用。但碲化镉含有有毒元素和稀有元素碲，铜铟镓硒含有稀有且昂贵的元素铟、镓，这些都很大程度上限制了它们的大面积使用和长期发展。锑基化合物(硫化锑、硒化锑)薄膜具有带隙适中，吸光系数高，原材料价格低，绿色无毒，制备方法简单等特点，使得硒化锑太阳能电池和硫化锑太阳能电池收到了越来越多的关注。其中，硒化锑毒性低、储量高，拥有合适的带隙宽度和较高的光吸收系数，在光电催化、太阳能电池、热电器件等领域应用广泛，而人们对于高效率、低成本光伏转换材料的需求进一步促进了硒化锑在太阳能电池领域的应用发展。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种硒化锑薄膜的制备方法及应用，该制备方法为电化学沉积法。本专利技术提供了一种硒化锑薄膜的制备方法，包括：将衬底浸入电沉积溶液中，利用电化学沉积法在衬底上沉积硒化锑薄膜；所述电沉积溶液包括含锑化合物、含硒化合物与辅助电解质；所述辅助电解质为含有氨基的化合物。优选的，所述电沉积溶液中含锑化合物的浓度为2.5～7.5mmol/L；含硒化合物的浓度为2.5～7.5mmol/L；辅助电解质的浓度为50～150mmol/L。优选的，所述含锑化合物选自酒石酸锑钾；所述含硒化合物选自二氧化硒；所述辅助电解质选自氯化铵；所述衬底为表面具有电子传输层的透明导电玻璃。优选的，所述电子传输层为二氧化钛致密层。优选的，所述电化学沉积法以衬底为工作电极；以饱和甘汞电极为参比电极；以铂片为辅助电极。优选的，所述电化学沉积法选用Amperometrici-tCurve电化学技术；所述沉积的电压为-0.4～-0.8V。优选的，所述沉积的温度为60℃～80℃；沉积电量为150～1500mC。优选的，还包括：沉积硒化锑薄膜后，在惰性气体中进行热处理。优选的，所述热处理具体为：60℃～100℃预处理5～20min后，350℃～450℃热处理5～20min。本专利技术还提供了上述制备方法所制备的硒化锑薄膜在太阳能电池中的应用。本专利技术提供了一种硒化锑薄膜的制备方法，包括：将衬底浸入电沉积溶液中，利用电化学沉积法在衬底上沉积硒化锑薄膜；所述电沉积溶液包括含锑化合物、含硒化合物与辅助电解质；所述辅助电解质为含有氨基的化合物。与现有技术相比，本专利技术采用电化学沉积法可快速制得结晶性良好的硒化锑薄膜，进而使太阳能电池具有较好的光电响应；并且电化学沉积法制备简单，能够在不同类型的导电基底上进行大规模生产，可进行连续，多组分的低温沉积。实验表明，本专利技术所示方案使用电化学沉积法制备硒化锑吸收层所得太阳能电池器件拥有较高的光电转换性能，Voc＝385mV，Jsc＝20.2mA/cm2，FF＝50.5％，PCE＝3.93％。附图说明图1为本专利技术电化学沉积三电极体系的装置示意图；图2为本专利技术实施例1中锑、硒、硒化锑的CV扫描曲线图；图3为本专利技术实施例2中电化学沉积硒化锑薄膜的扫描电镜图；图4为本专利技术实施例2中热处理后硒化锑薄膜的XRD图；图5为本专利技术实施例2中热处理后硒化锑薄膜吸收层的紫外可见吸收光谱图；图6为本专利技术实施例2中热处理后硒化锑薄膜(αhν)2-hν曲线图；图7为本专利技术实施例2中制备的薄膜太阳能电池组件的电流电压曲线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种硒化锑薄膜的制备方法，包括：将衬底浸入电沉积溶液中，利用电化学沉积法在衬底上沉积硒化锑薄膜；所述电沉积溶液包括含锑化合物、含硒化合物与辅助电解质；所述辅助电解质为含有氨基的化合物。本专利技术采用电化学沉积法可快速制得结晶性良好的硒化锑薄膜，进而使太阳能电池具有较好的光电响应；并且电化学沉积法制备简单，能够在不同类型的导电基底上进行大规模生产，可进行连续，多组分的低温沉积。其中，本专利技术对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售或自制即可。按照本专利技术，所述衬底优选为表面具有电子传输层的透明导电玻璃；所述电子传输层优选为二氧化钛致密层；所述电子传输层的厚度优选为20～60nm，更优选为30～50nm，再优选为40nm。将衬底浸入电沉积溶液中；所述电沉积溶液包括含锑化合物、含硒化合物与辅助电解质；所述含锑化合物优选为酒石酸锑钾，更优选为半水酒石酸锑钾；所述含锑化合物的浓度优选为2.5～7.5mmol/L，更优选为3～7mmol/L，再优选为3.5～6.5mmol/L，再优选为4～6mmol/L，最优选为5～5.5mmol/L；所述含硒化合物优选为二氧化硒；所述含硒化合物的浓度优选为2.5～7.5mmol/L，更优选为3～7mmol/L，再优选为3.5～6.5mmol/L，再优选为4～6mmol/L，最优选为4.5～5.5mmol/L；所述辅助电解质为含有氨基的化合物，优选为氯化铵；所述辅助电解质的浓度优选为50～150mmol/L，更优选为70～130mmol/L，再优选为80～120mmol/L，再优选为90～110mmol/L，最优选为100mmol/L；所述电沉积溶液的pH值优选为2～4，更优选为2～3，再优选为2。按照本专利技术，所述电沉积溶液优选按照以下方法制备：将含锑化合物、含硒化合物与辅助电解质依次加入去离子水中，每次药品时需等待溶液搅拌至澄清，加入完毕后继续搅拌1～2小时；将电解液加热至25℃左右以抑制加酸过程中二氧化硒的析出，边搅拌边加入适量10vol％盐酸水溶液，调节电解液pH为2。至此，硒化锑电沉积溶液配制完成，低温搅拌备用。利用电化学沉积法在衬底上沉积硒化锑薄膜；所述电化学沉积法优选采用三电极体系，即将衬底固定在导电电极上形成工作电极，工作电极、参比电极与辅助电极分别与电化学工作站相连形成电化学沉积的三电极体系；所述衬底优选固定在铂片电极上形成工作电极；所述导电电极与电子传输层不接触，同时不与电沉积溶液相接触；所述参比电极优选为饱和甘汞电极；所述辅助电极优选为铂片；所述电化学沉积法优选选用Amperometrici-tCurve电化学技术；所述沉积的电压优选为-0.4～-0.8V，更优选为-0.5～-0.7V，再优选为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硒化锑薄膜的制备方法，其特征在于，包括：/n将衬底浸入电沉积溶液中，利用电化学沉积法在衬底上沉积硒化锑薄膜；/n所述电沉积溶液包括含锑化合物、含硒化合物与辅助电解质；所述辅助电解质为含有氨基的化合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种硒化锑薄膜的制备方法，其特征在于，包括：
将衬底浸入电沉积溶液中，利用电化学沉积法在衬底上沉积硒化锑薄膜；
所述电沉积溶液包括含锑化合物、含硒化合物与辅助电解质；所述辅助电解质为含有氨基的化合物。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电沉积溶液中含锑化合物的浓度为2.5～7.5mmol/L；含硒化合物的浓度为2.5～7.5mmol/L；辅助电解质的浓度为50～150mmol/L。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含锑化合物选自酒石酸锑钾；所述含硒化合物选自二氧化硒；所述辅助电解质选自氯化铵；所述衬底为表面具有电子传输层的透明导电玻璃。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述电子传输层为二氧化钛致密层。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雨蒙，朱长飞，陈涛，江国顺，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34