本實用新型專利技術屬于太陽能電池制備技術領域，具體公開了一種銅鋅錫硫薄膜的沉積裝置，該裝置是基于脈沖光化學的方法設計得到，包括源溶液供應裝置、溶液混合裝置、光化學反應裝置和脈沖紫外光光源系統，所述脈沖紫外光光源系統位于光化學反應裝置的上端；將沉積薄膜所需的溶液在溶液混合裝置里進行混合，混合溶液進入光化學反應裝置，脈沖紫外光的照射下即可在襯底上沉積銅鋅錫硫薄膜。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及太陽能電池制備
，更具體地，涉及一種銅鋅錫硫薄膜的沉積裝置。
技術介紹
四元化合物銅鋅錫硫(CZTS)不僅具有較高的光吸收系數(> 14 Cm-1)和與太陽能電池所需要的最佳禁帶寬度相匹配的禁帶寬度(約為1.50 eV)，而且其組成元素在地殼中儲存量豐富、毒性低，被認為是一種綠色、廉價、適合大規模生產的太陽能電池吸收層材料。關于CZTS的研宄已經有40多年的歷史，1967年，Nitsche等成功地通過氣相碘運輸法制得單晶Cu2ZnSnS4。隨后Nitsche又研宄并報告了 Cu2-11-1V-S4(Se4)系列單晶的結構屬性；1997年，日本的Katagiri小組制備了第一個效率為0.66%的CZTS薄膜太陽能電池，開辟了 CZTS在太陽能電池上的廣泛研宄；同年，Friedlmeier采用真空蒸發制備了 CZTS薄膜，并制作了一個效率為2.3%的CZTS/CdS/ITO異質結；2010年，美國IBM公司的Todorow等人采用水合肼作為溶劑制備CZTS薄膜太陽能電池的轉化率提高到了 9.7% ;最近他們進一步優化了 CZTS砸化制備薄膜太陽能電池，其效率提高到了 12.7%ο雖然對于CZTS的研宄取得一定的進步，但是CZTS太陽能電池的整體太陽能轉化率還需要進一步的提高，而且在現有CZTS薄膜的制備工藝中均存在實驗條件比較苛刻、原材料有毒、設備和材料成本昂貴等缺陷，同時，雖然也有一些制備CZTS薄膜的裝置，但這些裝置均需要高溫、高壓或點擊等裝置，使得裝置本身設備復雜、成本高且存在安全隱患。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是克服現有技術所存在的上述缺陷，提供一種銅鋅錫硫薄膜的沉積裝置。本技術的目的是通過以下技術方案予以實現的:一種銅鋅錫硫薄膜的沉積裝置，包括源溶液供應裝置、溶液混合裝置、光化學反應裝置和脈沖紫外光光源系統，所述脈沖紫外光光源系統位于光化學反應裝置的上端?，F有關于銅鋅錫硫薄膜的制備有很多方法，如磁控濺射法、真空共同蒸發法、水熱合成法或電化學法等，這些方法不是在高溫下進行，就需要電、磁、或高壓的條件，使得實驗條件較為苛刻，本專利技術所述沉積裝置是本專利技術申請人基于常溫常壓(約為28°C )下紫外光照射可分解硫代硫酸根離子(S2O32O來提供硫源的原理設計得到。優選地，本專利技術所述沉積裝置是配合脈沖光化學法制備銅鋅錫硫薄膜使用的。在脈沖光化學法制備銅鋅錫硫薄膜中，CuS04、ZnS04、SnS04等含有金屬離子的溶液用來來提供金屬離子，EDTA為絡合劑調控金屬離子的濃度，Na2S2O3 (或(NH4)2S203)為硫源，稀H2SOjjf節溶液的PH值。將這些溶液混合，并在常溫常壓且紫外光的照射下即可在襯底上沉積銅鋅錫硫薄膜。本專利技術所述沉積裝置的工作原理如下:源溶液供應裝置用于盛放反應所需的源溶液，源溶液進入溶液混合裝置進行混合，混合后的溶液進入光化學反應裝置，此時將清洗干凈的襯底置于混合溶液中，并保持襯底離混合溶液的液面的距離保持在2?5_，打開位于光化學反應裝置上端的脈沖紫外光光源系統，采用脈沖紫外光光源系統照射襯底即可在襯底上沉積銅鋅錫硫薄膜。申請人通過前期研宄發現，連續紫外光雖然也可以沉積銅鋅錫硫薄膜，但是，沉積得到的薄膜沒有通過脈沖紫外光照射沉積得到的銅鋅錫硫薄膜性能好，因此，本技術選用脈沖紫外光光照系統。優選地，所述源溶液供應裝置設有盛放源溶液的相互獨立的容器。優選地，所述源溶液供應裝置、與溶液混合裝置之間、溶液混合裝置與光化學反應裝置之間分別設有蠕動泵和蠕動泵；其中，蠕動泵控制每個源溶液的流量從而控制混合溶液的濃度比；蠕動泵用于將溶液混合裝置中的混合溶液泵入光化學反應裝置，從而使得整個薄膜的沉積過程可控。優選地，所述光化學反應裝置外設有使光化學反應裝置中的溶液返回至溶液混合裝置的液體回流裝置。該液體回流裝置使得沉積過程中過剩的溶液返回至溶液混合裝置中循環利用，從而實現了源溶液供應裝置中各個溶液的不斷混合，不斷循環，從而保證襯底上薄膜的連續生長，也能達到薄膜生長速度可控的目的。為了滿足沉積過程中對混合溶液的pH和溫度的監控，優選地，所述溶液混合裝置還設有PH傳感器和溫度傳感器。優選地，本專利技術所述脈沖紫外光光源系統包括低壓汞燈組和脈沖紫外光控制系統；所述汞燈的波長為254nm，該低壓汞燈能提供均勻平行的光場，該脈沖紫外光光源的功率為 50 ?500MW/cm2。優選地，所述光化學反應裝置中設有支架。優選地，所述溶液混合裝置內設有攪拌裝置。由于銅鋅錫硫薄膜只在紫外光照射的區域沉積，因此，很容易控制薄膜的制備。為了達到通過控制光斑的位置和形狀來控制薄膜形狀的目的，優選地，本專利技術所述光化學反應裝置包括底壁和側壁，所述側壁的上端設有擋板，該擋板可以擋住部分紫外光從而實現沉積的薄膜性狀可控。優選地，所述擋板與側壁上端鉸接。與現有技術相比，本技術具有以下有益效果:本技術提供了一種銅鋅錫硫薄膜的沉積裝置，該裝置是基于脈沖光化學的方法設計得到，包括源溶液供應裝置、溶液混合裝置、光化學反應裝置和脈沖紫外光光源系統，所述脈沖紫外光光源系統位于光化學反應裝置的上端；將沉積薄膜所需的溶液在溶液混合裝置里進行混合，混合溶液進入光化學反應裝置，脈沖紫外光的照射下即可在襯底上沉積銅鋅錫硫薄膜。【附圖說明】圖1為沉積裝置的整體示意圖。圖2為脈沖紫外光光源系統的結構圖。圖3為光化學反應裝置的結構示意圖?！揪唧w實施方式】下面結合【具體實施方式】對本技術作進一步的說明。其中，附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實物圖，不能理解為對本專利的限制；為了更好地說明本技術的實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品的尺寸；對本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的。實施例1如圖1?3所示，當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種銅鋅錫硫薄膜的沉積裝置，其特征在于，包括源溶液供應裝置（1）、溶液混合裝置（3）、光化學反應裝置（4）和脈沖紫外光光源系統（7），所述脈沖紫外光光源系統（7）位于光化學反應裝置（4）的上端。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張軍，莫德云，邵樂喜，廖峻，何偉堅，彭曉霞，
申請(專利權)人：嶺南師范學院，
類型：新型
國別省市：廣東;44
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