硫化铟薄膜的制备方法技术

技术编号:8212182 阅读:198 留言:0更新日期:2013-01-17 05:28
本发明专利技术提供一种硫化铟薄膜的制备方法,包括:提供一含有络合剂、铟离子、以及氢硫根离子的混合溶液;以及将混合溶液与一基板接触,以于基板上形成一硫化铟薄膜;其中络合剂具有下列化学式:其中,R1及R2各自独立地为氢或羟基。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及硫化铟薄膜的制备,且特别是涉及一种利用化学浴沉积法(chemical bath deposition)形成硫化铟薄膜的方法。
技术介绍
在薄膜太阳能电池中,缓冲层是相当重要的一部分,其能与吸收层形成p-n接面(p-n junction),帮助电子有效传导,使光能得以充分转换成为电能。 自从1982年波音公司发表了化学浴镀膜法(也称化学浴沉积法,chemical bathdeposition,CBD),化学浴镀膜法便成为一广为人知的薄膜制备技术。该技术的优点包括容易实施、设备成本低廉、镀膜品质优良等,因此适用于太阳能电池缓冲层的制备。在化学浴镀膜法制程当中,会牵涉到两种成核机制,包括同质成核以及异质成核。异质成核是溶液当中的阴阳离子在异质界面上形成晶核,该晶核经过后续离子继续堆栈的化学反应,成长并在异质界面处形成薄膜。同质成核则为在液体中阴阳离子直接形成晶核,经过后续离子继续堆栈的化学反应之后,在溶液中形成了颗粒状的悬浮物。一般而言,将化学浴镀膜法运用在制备太阳能电池缓冲层材料时,反应主要由氢硫根离子(HS_)以及金属离子反应,形成金属硫化物薄膜沉积于基材上。传统上,由于用以提供氢硫根离子的化学品为硫脲,其必须在碱性环境下与氢氧根(0H_)作用才会将氢硫根离子释放至溶液中,在酸性环境下则会释放硫离子(S2—),因此以化学浴镀膜法制备缓冲层时一般是在碱性环境下进行。然而,若所使用的金属离子在碱性环境下容易形成不溶性的氢氧化物沉淀,则无法利用化学浴镀膜法来制备所需的金属硫化物薄膜。常见的缓冲层材料为硫化镉(CdS),但镉为重金属,对人与环境易造成危害,故开发无镉缓冲层为未来研发的重要方向。硫化铟(In2S3)为目前研究较多的无镉缓冲层材料。硫化铟的制备方法例如为原子层沉积法(atomic layer deposition, ALD)、蒸镀法(evaporation)及派射法(sputtering)等。然而,气相制备的方法大多需要真空、高温等严苛的条件,容易破坏薄膜原有的形貌。因此,目前亟需开发一种方法简单、成本低廉、毒性危害少、且可大规模生产的缓冲层制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种方法简单、成本低廉、毒性危害少、且可大规模生产的缓冲层的。本专利技术一实施方式提供一种,包括提供一含有络合剂(complexing agent)、铟离子、以及氢硫根离子的混合溶液;以及将该混合溶液与一基板接触,以于该基板上形成一硫化铟(In2S3)薄膜;其中该络合剂具有下列化学式权利要求1.一种,包括 提供一含有络合剂、铟离子、以及氢硫根离子的混合溶液;以及 将该混合溶液与一基板接触,以于该基板上形成一硫化铟In2S3薄膜; 其中该络合剂具有下列化学式2.如权利要求I所述的,其中包括加入一含有铟的金属盐类,以形成该铟离子。3.如权利要求2所述的,其中该含有铟的金属盐类为硫酸铟、氯化铟、醋酸铟、或其它可溶于水而产生铟离子的盐类、或前述的组合。4.如权利要求I所述的,其中包括加入硫代乙酰胺,以形成该氢硫根离子。5.如权利要求I所述的,其中该络合剂为酒石酸、琥珀酸、或前述的组合。6.如权利要求I所述的,其中该混合溶液中该络合剂、铟离子、以及氢硫根离子的比例介于O. OlM O. 5M O. 025M O. IM O. OlM 1M。7.如权利要求I所述的,其中在该基板上形成该硫化铟薄膜的反应温度介于25°C至80°C之间。8.如权利要求I所述的,其中该混合溶液的PH值介于I至3之间。9.如权利要求I所述的,其中该硫化铟薄膜的厚度介于20至IOOnm之间。10.如权利要求I所述的,其中该基板包括一硒化铜铟镓层,且该硫化铟薄膜形成于该硒化铜铟镓层上。11.如权利要求10所述的,其中该基板更包括一电极层于该硒化铜铟镓层下。12.如权利要求11所述的,其中该电极层包括钥、金、及/或其它可做为导电材料的金属、及/或前述的组合。全文摘要本专利技术提供一种,包括提供一含有络合剂、铟离子、以及氢硫根离子的混合溶液;以及将混合溶液与一基板接触,以于基板上形成一硫化铟薄膜;其中络合剂具有下列化学式其中,R1及R2各自独立地为氢或羟基。文档编号C23C18/16GK102877042SQ20111024242公开日2013年1月16日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年7月12日专利技术者吴宗鑫, 王雨筠, 盛焙荪 申请人:财团法人工业技术研究院本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种硫化铟薄膜的制备方法,包括:提供一含有络合剂、铟离子、以及氢硫根离子的混合溶液;以及将该混合溶液与一基板接触,以于该基板上形成一硫化铟In2S3薄膜;其中该络合剂具有下列化学式:其中,R1及R2各自独立地为氢或羟基。FSA00000561006200011.tif

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:吴宗鑫王雨筠盛焙荪
申请(专利权)人:财团法人工业技术研究院
类型:发明
国别省市:

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