【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于太阳能电池，具体涉及一种吸光薄膜及其制备方法与应用。
技术介绍
0、
技术介绍
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1、作为组成第三代太阳能电池中的一部分，以碲化镉(cdte)、铜铟镓硒(cu(in,ga)se2，简称cigs)为代表的无机化合物薄膜太阳能电池，其发展是极为迅速的。cdte和cigs薄膜太阳能电池的最高光电转换效率均已超过23％，这骄人的成绩象征着无机化合物薄膜太阳能电池远大的应用前景，也奠定了无机化合物薄膜太阳能电池在新能源领域的重要地位。但是镉(cd)元素的有毒性，铟(in)、镓(ga)、碲(te)元素的稀少性又限制它们未来的实际应用。为此，科研学者们采取了许多有效措施：一个思路是采用三价的锑离子(sb3+)来代替原来的三价铟离子(in3+)，形成铜锑硫(cusbs2)材料，但是其相应的薄膜太阳能电池的性能对薄膜吸收层的制备方法及工艺要求较高，致使其电池的制备成本较高；另外一种思路，采用一个二价锌离子(zn2+)和一个四价锡离子(sn4+)取代cigs晶胞中的两个in3+(ga3+)离子，形成铜锌锡硫硒(cu2znsn(s,se)4，简称cztsse)材料，该材料具有组成元素地壳含量丰富，低毒环保，可持续性强等特点，适合长期发展。然而，由于锌离子(zn2+)的半径和铜离子(cu+)的半径极度接近，容易产生cuzn等有害缺陷，其光电转换效率一直处于瓶颈期，难以实现大的突破。基于以上无机化合物薄膜太阳能所面临的难题，人们不得不继续探索新型、组成元素地壳含量丰富、环保、可持续发展的光伏材料。
2、最近，科研学者
3、但是目前，关于cu3vch4(ch＝s,se)材料的研究均集中于材料的合成以及理论计算上，对于应用于太阳能电池领域的研究，仅有lin等人采用共溅射法制备出光电转换效率为3.11％的铜钒硫太阳能电池，且面临着高密度杂相(cu2s、cus)的困境。并且，磁控溅射法都是基于贵重的真空设备进行，真空设备的使用则会增加太阳能电池的制备成本，不利于该类太阳能电池后续的长期发展。
技术实现思路
0、
技术实现思路
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1、本专利技术的第一个目的在于针对现有铜基薄膜太阳能电池所面临的组成元素稀少、容易产生有害缺陷，以及共溅射法制备得铜钒硫太阳能电池存在的较高成本、较低的光电转化效率、高密度的杂相等问题，提供一种吸光薄膜的制备方法，以溶液法制备铜钒硫薄膜、铜钒硒薄膜、铜钒硫硒薄膜，方法简单、成本低。
2、本专利技术的第二个目的在于提供铜钒硫薄膜或铜钒硒薄膜或铜钒硫硒薄膜，其杂相少、纯度高。
3、本专利技术的第三个目的在于提供铜钒硫薄膜或铜钒硒薄膜或铜钒硫硒薄膜在制备太阳能电池吸光层中的应用，制备得到的太阳能电池的光电转换效率高。
4、本专利技术的第一个目的由如下技术方案实施：
5、一种吸光薄膜的制备方法，其包括如下步骤：
6、步骤a：以巯基乙酸、乙醇胺为配体，将巯基乙酸和乙醇胺加到反应容器中，反应得到分子溶液；
7、步骤b：将所述步骤a制备的所述分子溶液中加入铜源和钒源，反应至所述铜源和所述钒源完全溶解，得到混合溶液；
8、步骤c：在所述步骤b制备的所述混合溶液中加入硫源和/或硒源，并加入乙二醇甲醚作为溶剂调节粘度，反应至所述硫源和/或所述硒源完全溶解后离心，得到的上清液即为铜钒硫前驱体溶液或铜钒硒前驱体溶液或铜钒硫硒前驱体溶液；
9、步骤d：将所述步骤c制备的所述铜钒硫前驱体溶液或所述铜钒硒前驱体溶液或所述铜钒硫硒前驱体溶液旋涂、烧结得到铜钒硫薄膜、铜钒硒薄膜或铜钒硫硒薄膜。
10、进一步地，所述步骤a中，所述巯基乙酸与所述乙醇胺的体积比为(1～3)：(1～4)；反应的温度为60～100℃，时间为10～60min。
11、进一步地，所述步骤b中，所述铜源为单质铜、铜盐、氧化铜、氧化亚铜、乙酸铜的一种或多种；所述钒源为乙酰丙酮氧钒、五氧化二钒的一种或多种；反应的温度为60～100℃，时间为10～60min。
12、进一步地，所述步骤c中，所述硫源为硫脲、硫粉中的一种或多种；所述硒源为硒粉、硒粒、二氧化硒中的一种或多种；反应的温度为室温～80℃，时间为30～120min；所述乙二醇甲醚与所述巯基乙酸、所述乙醇胺的体积比为(3～7)：(1～3)：(1～4)。
13、进一步地，所述步骤d中，烧结的温度为300～340℃，时间为1.5～6min；旋涂、烧结的过程反复进行4～10次。
14、进一步地，将所述步骤d制备得到的所述铜钒硫薄膜、所述铜钒硒薄膜或所述铜钒硫硒薄膜进行二次烧结；所述二次烧结的温度为350～450℃，时间为10～30min。
15、进一步地，还包括步骤e：将所述步骤d中得到的所述铜钒硫薄膜、所述铜钒硒薄膜或所述铜钒硫硒薄膜，加入硫源和/或硒源进行硫化和/或硒化反应，得到大晶粒贯穿型的铜钒硫薄膜、大晶粒贯穿型的铜钒硒薄膜或大晶粒贯穿型的铜钒硫硒薄膜。铜钒硫薄膜加入硫源进行硫化反应得到大晶粒贯穿型的铜钒硫薄膜，铜钒硫薄膜加入硒源进行硒化反应得到大晶粒贯穿型的铜钒硫硒薄膜，铜钒硫薄膜加入硫源和硒源进行硫化和硒化反应得到大晶粒贯穿型的铜钒硫硒薄膜；铜钒硒薄膜加入硒源进行硒化反应得到大晶粒贯穿型的铜钒硒薄膜，铜钒硒薄膜加入硫源进行硫化反应得到大晶粒贯穿型的铜钒硫硒薄膜，铜钒硒薄膜加入硫源和硒源进行硫化和硒化反应得到大晶粒贯穿型的铜钒硫硒薄膜；铜钒硫硒薄膜可以加入硫源和/或硒源进行硫化反应和/或硒化反应，影响最终得到的大晶粒贯穿型的铜钒硫硒薄膜中硫/硒比例。
16、进一步地，所述步骤e中，所述硫化反应或所述硒化反应的温度为350～560℃，反应时间为10～90min；所述步骤e中，所述硫源为硫粉、硫化氢、硫脲中一种或多种，所述硒源为硒粉、硒粒、二氧化硒、二硫化硒中的一种或多种。
17、进一步地，所述步骤e中，所述硫化反应为一步硫化法或两步硫化法或三步硫化法；所述硒化反应为一步硒化法或两步硒化法或三步硒化法。有助于提升使用了大晶粒贯穿型的铜钒硫薄膜、铜钒硒薄膜或铜钒硫硒薄膜的太阳能电池的光电转化效率。
18、本专利技术的第二个目的由如下技术方案实施：
19、上述吸光薄膜的制备方法制备得到的铜钒硫薄膜或铜钒硒薄膜或铜钒硫硒薄膜。
20、本专利技术的第三个目的由如下技术方案实施：
21、上述铜钒硫薄膜或铜钒硒薄膜或本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种吸光薄膜的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的吸光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤A中，所述巯基乙酸与所述乙醇胺的体积比为(1～3)：(1～4)；反应的温度为60～100℃，时间为10～60min。
3.根据权利要求1所述的吸光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤B中，所述铜源为单质铜、铜盐、氧化铜、氧化亚铜、乙酸铜的一种或多种；所述钒源为乙酰丙酮氧钒、五氧化二钒的一种或多种；反应的温度为60～100℃，时间为10～60min。
4.根据权利要求1所述的吸光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤C中，所述硫源为硫脲、硫粉中的一种或多种；所述硒源为硒粉、硒粒、二氧化硒中的一种或多种；反应的温度为室温～80℃，时间为30～120min；所述乙二醇甲醚与所述巯基乙酸、所述乙醇胺的体积比为(3～7)：(1～3)：(1～4)。
5.根据权利要求1所述的吸光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤D中，烧结的温度为300～340℃，时间为1.5～6min；旋涂、烧结的过程反复进行4～10次。
6.根
7.根据权利要求1-6任一所述的吸光薄膜的制备方法，其特征在于，还包括步骤E：将所述步骤D中得到的所述铜钒硫薄膜、所述铜钒硒薄膜或所述铜钒硫硒薄膜，加入硫源和/或硒源进行硫化和/或硒化反应，得到大晶粒贯穿型的铜钒硫薄膜、大晶粒贯穿型的铜钒硒薄膜或大晶粒贯穿型的铜钒硫硒薄膜。
8.根据权利要求7所述的吸光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤E中，所述硫化反应或所述硒化反应的温度为350～560℃，反应时间为10～90min；所述步骤E中，所述硫源为硫粉、硫化氢、硫脲中一种或多种，所述硒源为硒粉、硒粒、二氧化硒、二硫化硒中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的吸光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤E中，所述硫化反应为一步硫化法、两步硫化法或三步硫化法；所述硒化反应为一步硒化法、两步硒化法或三步硒化法。
10.权利要求1-6、8、9任一所述的吸光薄膜的制备方法制备得到的铜钒硫薄膜、铜钒硒薄膜或铜钒硫硒薄膜。
11.权利要求7所述的吸光薄膜的制备方法制备得到的铜钒硫薄膜、铜钒硒薄膜或铜钒硫硒薄膜。
12.权利要求10所述的铜钒硫薄膜、铜钒硒薄膜或铜钒硫硒薄膜在制备太阳能电池的吸光层的应用。
13.权利要求11所述的铜钒硫薄膜、铜钒硒薄膜或铜钒硫硒薄膜在制备太阳能电池的吸光层的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种吸光薄膜的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的吸光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤a中，所述巯基乙酸与所述乙醇胺的体积比为(1～3)：(1～4)；反应的温度为60～100℃，时间为10～60min。
3.根据权利要求1所述的吸光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤b中，所述铜源为单质铜、铜盐、氧化铜、氧化亚铜、乙酸铜的一种或多种；所述钒源为乙酰丙酮氧钒、五氧化二钒的一种或多种；反应的温度为60～100℃，时间为10～60min。
4.根据权利要求1所述的吸光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤c中，所述硫源为硫脲、硫粉中的一种或多种；所述硒源为硒粉、硒粒、二氧化硒中的一种或多种；反应的温度为室温～80℃，时间为30～120min；所述乙二醇甲醚与所述巯基乙酸、所述乙醇胺的体积比为(3～7)：(1～3)：(1～4)。
5.根据权利要求1所述的吸光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤d中，烧结的温度为300～340℃，时间为1.5～6min；旋涂、烧结的过程反复进行4～10次。
6.根据权利要求1所述的吸光薄膜的制备方法，其特征在于，将所述步骤d制备得到的所述铜钒硫薄膜、所述铜钒硒薄膜或所述铜钒硫硒薄膜进行二次烧结；所述二次烧结的温度为350～450℃，时间为10～30mi...
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