一种单晶太阳能电池薄膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单晶太阳能电池薄膜材料及其制备方法，涉及新能源材料以及光电应用领域，方法包括如下步骤：S1、以BaS粉末和ZrS2粉末为反应材料进行高温煅烧并压片得到BaZrS3靶材；S2、将步骤S1中合成得到的BaZrS3靶材和清洗好的YSZ衬底放入脉冲激光沉积系统；S3、对YSZ衬底进行真空室温沉积镀膜得到BaZrS3非晶薄膜；S4、对步骤S3获得的产物进行真空高温热处理，得到BaZrS3单晶太阳能电池薄膜材料。本发明专利技术探索的制备条件工艺，首次制备了BaZrS3单晶薄膜，为探索该材料光学性质提供了优良的薄膜样品，该材料具有优良的光学吸收，在太阳能电池领域具有较大的应用前景。在太阳能电池领域具有较大的应用前景。在太阳能电池领域具有较大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶太阳能电池薄膜材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于新能源材料以及光电应用领域，具体涉及一种BaZrS3单晶太阳能电池薄膜材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]寻找高效的太阳能电池材料，或者一般的光电子材料，是材料化学和物理学中的一个古老的研究课题。所追求的材料是具有合适光带隙的高质量半导体，目前在开发太阳能电池材料方面取得了重大成功，如硅、砷化镓、碲化镉、铜铟镓硒和卤化铅钙钛矿。不幸的是，这些材料在大规模应用方面仍然存在问题。卤化铅钙钛矿已经显示出优异的光电性能，太阳能电池单结器件的效率超过25％，与硅的单片串联的效率超过29％。但这些化合物的稳定性以及铅所具有的毒性是目前一大挑战，因此，寻找好的太阳能电池材料仍然是最具挑战性和最重要的研究领域之一。
[0003]为了解决混合钙钛矿的毒性和稳定性限制，近年来出现了一种新的材料类别无机硫族钙钛矿。2015年，孙等人从理论上筛选出18种用于光伏的ABX3硫族钙钛矿，其中A为Ca/Sr/Ba，B为Ti/Zr/Hf，X为S/Se。几个ABX3硫族钙钛矿被确定具有合适的带隙和光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶太阳能电池薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、以BaS粉末和ZrS2粉末为反应材料进行高温煅烧并压片得到BaZrS3靶材；S2、将步骤S1中合成得到的BaZrS3靶材和清洗好的YSZ衬底放入脉冲激光沉积系统；S3、对YSZ衬底进行真空室温沉积镀膜得到BaZrS3非晶薄膜；S4、对步骤S3获得的产物进行真空高温热处理，得到BaZrS3单晶太阳能电池薄膜材料。2.权利要求1所述的单晶太阳能电池薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中BaS粉末和ZrS2粉末化学计量比为1：1，将两者在手套箱内进行称量混合研磨20min，并用压靶机压片，压力为20Mpa，压片时间20min，压片磨具的直径为12.5mm，将压完片的靶材转移至石英管中，利用真空封管机进行封管，最后将真空封好的靶材转移至管式炉中进行高温热处理，待炉内温度降至室温，取出石英管并取出其中的靶材。3.权利要求2所述的单晶太阳能电池薄膜材料的制备方法，其特征在于，真空封管机中的真空度为10
‑4Pa。4.权利要求2所述的单晶太阳能电池薄膜材料的制备方法，其特征在于，将真空封好的靶材转移至管式炉中进行高温热处理的条件如下：从室温加热至900
‑
1000℃，加热速率7℃/min，保温15h。5.根据权利要求1所述的单晶太阳能电池薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中合成好的BaZrS3靶材需用砂纸进...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔梁，周祥寅，丁翔，陈培，陶思绪，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：