油墨和制备含硫属元素半导体的方法技术

本发明专利技术涉及掺合物形式的油墨组合物，所述组合物包含连结料；铜源，所述铜源选自：含元素铜的颗粒、含铜的硫属元素化物颗粒、以及它们的10种混合物；锌源，所述锌源选自：含元素锌的颗粒、含锌的硫属元素化物颗粒、以及它们的混合物；和锡源，所述锡源选自：含元素锡的颗粒、含锡的硫属元素化物颗粒、以及它们的混合物；其中所述铜、锌或锡源中的至少一者包含含元素铜、含元素锌、或含元素锡的颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制备包含铜、锌和锡的含硫属元素半导体的方法。
技术介绍
薄膜光伏电池通常使用半导体如CdTe或铜铟镓硫化物/硒化物(CIGS)作为能量吸收材料。由于镉的毒性以及铟的有·限可得性，因此寻求供选择的替代方案。硫化铜锌锡(Cu2ZnSnS4或“CZTS”)具有约1.5eV的带隙能和较大的吸收系数(约IO4CnT1)，使得它有希望成为CIGS的替代物。制备CZTS薄膜的最常见方法是采用真空技术沉积元素或二元前体如Cu、Zn、Sn、ZnS和SnS，然后将前体硫属元素化。所得膜为适形于基板的连续沉积物。然而，典型的真空技术需要复杂的设备，因此本质上为昂贵的工艺。存在CZTS的低成本路线，但是具有缺陷。例如，电化学沉积以形成CZTS是廉价的工艺，但是组成不均匀性和/或二次相的存在阻止该方法生成高质量的CZTS薄膜。CZTS薄膜还可通过溶液喷雾热解制得，所述溶液包含金属盐(通常为CuCl、ZnCl2和SnCl4)，使用硫脲作为硫源。该方法趋于制得具有不佳形态、密度和晶粒尺寸的膜。由溶胶-凝胶方法沉积的氢氧化物前体形成的CZTS膜也具有不佳的形态，并且退火需要H2S氛。光化学沉积也显示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.22 US 61/416,0131.油墨，包含下列的掺合物: a)连结料； b)铜源，所述铜源选自:含元素铜的颗粒、含铜的硫属元素化物颗粒、以及它们的混合物； c)锌源，所述锌源选自:含元素锌的颗粒、含锌的硫属元素化物颗粒、以及它们的混合物； d)锡源，所述锡源选自:含元素锡的颗粒、含锡的硫属元素化物颗粒、以及它们的混合物， 其中所述铜、锌或锡源中的至少一者包含含元素铜、含元素锌、或含元素锡的颗粒。2.根据权利要求1所述的油墨，其中Cu:Zn:Sn的摩尔比为约2:1:1。3.根据权利要求1所述的油墨，其中所述铜、锌或锡源中的至少一者包含含铜、含锌、或含锡的硫属元素化物颗粒，或者所述油墨还包含元素性硫属元素。4.根据权利要求3所述的油墨，其中所述硫属元素化物颗粒选自:硫化物颗粒、硒化物颗粒、硫化物/硒化物颗粒、以及它们的混合物；并且其中所述元素性硫属元素为硫、硒、或它们的混合物。5.根据权利要求1所述的油墨，其中所述铜源选自:Cu颗粒、Cu-Sn合金颗粒、Cu-Zn合金颗粒、Cu2S/Se 颗粒、CuS/Se 颗粒、Cu2Sn (S/Se) 3 颗粒、Cu4Sn (S/Se) 4 颗粒、Cu2ZnSn (S/Se) 4颗粒、以及它们的混合物；所述锌源选自:Zn颗粒、Cu-Zn合金颗粒、Zn-Sn合金颗粒、ZnS/Se颗粒、Cu2ZnSn (S/Se)4颗粒、以及它们的混合物；并且所述锡源选自:Sn颗粒、Cu-Sn合金颗粒、Zn-Sn 合金颗粒、Sn (S/Se) 2 颗粒、SnS/Se 颗粒、Cu2Sn (S/Se) 3 颗粒、Cu4Sn (S/Se) 4 颗粒、Cu2ZnSn (S/Se) 4颗粒、以及它们的混合物。6.根据权利要求1所述的油墨，其中所述含铜、锌或锡的硫属元素化物颗粒还包含有机封端剂。7.根据权利要求1所述的油墨，还包含至多约10重量％的一种或多种添加剂，所述一种或多种添加剂选自:分散剂、表面活性剂、聚合物、基料、配体、封端剂、消泡剂、增稠剂、防腐剂、增塑剂和掺杂剂。8.方法，包括: (a)通过在基板上沉积油墨来形成涂层基板，所述油墨包含下列的掺合物: i)连结料； )铜源，所述铜源选自:含元素铜的颗粒、含铜的硫属元素化物颗粒、以及它们的混合物； iii)锌源，所述锌源选自:含元素锌的颗粒、含锌...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹炎炎，M·S·小丹尼，L·K·约翰逊，卢美军，I·马拉约维基，
申请(专利权)人：EI内穆尔杜邦公司，
类型：
国别省市：