CN103396009A - 一种制备铜铝碲薄膜的方法 - Google Patents

一种制备铜铝碲薄膜的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103396009A
CN103396009A CN2013103008941A CN201310300894A CN103396009A CN 103396009 A CN103396009 A CN 103396009A CN 2013103008941 A CN2013103008941 A CN 2013103008941A CN 201310300894 A CN201310300894 A CN 201310300894A CN 103396009 A CN103396009 A CN 103396009A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass substrate
film sample
tellurium
film
aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013103008941A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103396009B (zh
Inventor
刘科高
高稳成
李静
石磊
许斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Jianzhu University
Original Assignee
Shandong Jianzhu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Jianzhu University filed Critical Shandong Jianzhu University
Priority to CN201310300894.1A priority Critical patent/CN103396009B/zh
Publication of CN103396009A publication Critical patent/CN103396009A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103396009B publication Critical patent/CN103396009B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

一种制备铜铝碲薄膜材料的制备方法，属于光电薄膜制备技术领域，本发明通过如下步骤获得，首先清洗玻璃基片，然后将CuCl2·2H2O、Al(NO3)3·9H2O、TeO2放入溶剂中，用旋涂法在玻璃片上得到前驱体薄膜，烘干，放入有水合联氨的可密闭容器，使前驱体薄膜样品不与联氨接触，将此密闭容器进行加热后取出样品并干燥，得到铜铝碲光电薄膜。本发明不需要高温真空条件、对设备仪器要求低并容易操作、生产成本低、生产效率高等优点。所得铜铝碲光电薄膜有较好的连续性和均匀性，这种新工艺为制备高性能的铜铝碲光电薄膜提供了一种成本低、可实现工业化的生产方法。

Description

一种制备铜铝碲薄膜的方法
技术领域
本发明属于光电薄膜制备技术领域，尤其涉及一种制备铜铝碲薄膜的制备方法。 
背景技术
随着社会的不断发展，可再生资源的消耗越来越多，全球储量锐减。资源的紧缺和成本的持续增长使众多国家将注意力转向于新能源的研究，太阳能以其清洁性；可持续性及来源广泛等优点，在众多可再生能源中脱颖而出。为充分利用太阳能，各国均潜心投入于太阳能电池的研究。 
最近铜矿化合物受到高度关注，因为它在发光二极管、非线性光学材料、太阳能电池光敏材料领域的潜在应用价值。因此黄铜矿结构的铜铝碲由于其良好的稳定性，它非常适合用于光化学和光伏应用中。铜铝碲基薄膜太阳能电池成为目前研究热门的光学材料之一，这是因为其材料CuAlTe2属于I-III-VI2族具有黄铜矿结构，禁带宽度2.06eV，这类薄膜可以是p型或n型，具有电转化率等一系列优点。 
目前铜铝碲薄膜的制备方法主要有喷射热解法、溶剂热法、化学沉积法、反应溅射法、真空蒸发法等。由于原料成本低，因此是一种非常有发展前途的光电薄膜材料，但现有工艺路线复杂、制备成本高，因而需要探索低成本的制备工艺。 
像前面所述方法一样，其它方法也有不同的缺陷。与本发明相关的还有如下文献： 
[1]El Assali K，Chahboun N，Bekkay T， et al.Electrical properties of CuAlTe2thin films and Mo/CuAlTe2contact prepared by rf sputtering.Solar energy materials and solar cells，1995，39(1)：33-38. 
主要描述用射频溅射制备Mo/CuAlTe2，并对CuAlTe2薄膜的电学性能进行了研究。 
[2]Reshak A H，Auluck S.Electronic properties of chalcopyrite compounds.Solid State Communications，2008，145(11)：571-576. 
主要描述采用国家最先进的FP-LAPW技术合成黄铁矿结构的CuAlX2(X＝S，Se，Te)，计算表明，这些化合物是直接带隙半导体，当Se代替S和Te代替Se时，间隙减小。 
[3]Venkatachalam Jayalakshmi，Subramanian Davapriya，Electronic structure and structural phase stability of CuAlX2(XZS，Se，Te)under pressure.Journal of Physics and Chemistry of Solids67(2006)669-674。 
主要研究不同压力下黄铜矿结构化合物CuAlX2(XZS，Se，Te)的电子和相结构的稳定性，以及研究化合物的禁带的与基态性质、结构相变、状态方程和压力的关系 
[4]Gombia E，Leccabue F，Pelosi C.The CVD growth of CuAlTe2single crystals.Materials Letters，1984，2(5)：429-431. 
主要研究了使用封闭管气相化学沉积技术制备三元黄铜矿CuAlTe2单晶。为了确定最好的合成条件讨论了CuAlTe2的热动力生长参数，反应焓，反应熵。通过范德堡法对所有的样品表征显示出p型导电性和很高的电阻率。 
[5]Harada Y，Nakanishi H，Chichibu S.F.Green to ultraviolet photoluminescence from CuAlxGal-xS2chalcopyrite semiconductor heteroepitaxial alloys grown by low-pressure metalorganic vapor phase epitaxy.Joumal of crystal growth，2001，226(4)：473-480. 
主要描述了在砷化镓和磷化镓基体上采用低压有机金属气相外延法合成CuAlxGa1-xS2，并加以说明了它作为可见光和紫外发光材料具有很大的潜能。 
发明内容
本发明为了解决现有技术的不足，而发明了一种与现有技术的制备方法完全不同的铜铝碲薄膜的制备工艺。 
本发明制备铜铝碲薄膜材料，采用钠钙玻璃为基片，以CuCl2·2H2O，Al(NO3)3·9H2O，TeO2为原料，以去离子水、乙二醇、乙醇胺、氨水、盐酸这五种原料的两种以上的混合物为溶剂，以氨水、盐酸为辅助介质来调整溶液的pH值，按一定的化学计量比配制溶液，先以旋涂法制备一定厚度的含铜铝碲的前驱体薄膜，再以水合联氨为还原剂，在密闭容器内在较低温度下加热，使前驱体薄膜还原并发生合成反应得到目标产物。 
本发明的具体制备方法包括如下顺序的步骤： 
a.进行玻璃基片的清洗，将大小为2mm×2mm玻璃片按体积比放入三氯甲烷∶乙醇＝5∶1的溶液中，超声波清洗30min；再将玻璃片放入丙酮∶蒸馏水＝5∶1的溶液中，超声波清洗30min；再在蒸馏水中将玻璃基片用超声振荡30min；将上述得到的玻璃基片排放在玻璃皿中送入烘箱中，在100℃下烘干供制膜用。 
b.将CuCl2·2H2O、Al(NO3)3、TeO2放入溶剂中，使溶液中的物质均匀混合，并调节pH值。具体的说，可以将0.8～1.5份CuCl2·2H2O、1.7～3.3份Al(NO3)3·9H2O、0.749～2.404份TeO2放入30～150份的溶剂中，使溶液中的物质均匀混合，可加入0～250份氨水和盐酸0～200份来调整溶液的pH值，其中溶剂为去离子水、乙二醇、乙醇胺、氨水、盐酸至少一种的混合溶液。 
c.制作外部均匀涂抹步骤b所述溶液的基片，并烘干，得到前驱体薄膜样品。可以将上述溶液滴到放置在匀胶机上的玻璃基片上，再启动匀胶机以200～3500转/分旋转一定时间，使滴上的溶液涂均匀后，在100℃对基片进行烘干后，再次重复滴上前述溶液和旋转涂布后再烘干，如此重复5～15次，于是在玻璃基片上得到了一定厚度的前驱体薄膜样品。 
d.将步骤c所得前驱体薄膜样品置于支架上，放入有水合联氨的可密闭容器，使前驱体薄膜样品不与联氨接触。水合联氨放入为1.0～2.0份。 
e.将上述装有前驱体薄膜样品的密闭容器放入烘箱中，加热至160～220℃之间，保温时间10～20小时，然后冷却到室温取出，使其自然干燥后，即得到铜铝碲薄膜。 
本发明不需要高温高真空条件，对仪器设备要求低，生产成本低，生产效率高，易于操作。所得铜铝碲薄膜具有较好的连续性和均匀性，这种新工艺为制备高性能的铜铝碲薄膜提供了一种成本低、可实现大规模的工业化生产的方法。
具体实施方式
实施例1 
a.玻璃基片的清洗：如前所述进行清洗玻璃基片(大小为2mm×2mm)。 
b.将1.0份CuCl2·2H2O、2.200份Al(NO3)3·9H2O和1.872份TeO2放入玻璃瓶中，加入39.789份去离子水和26.526份氨水，利用超声波振动30min以上，使溶液中的物质均匀混合。 
c.将上述溶液滴到放置在匀胶机上的玻璃基片上，再启动匀胶机，匀胶机以200转/分转动5秒，以3000转/分旋转15秒，使滴上的溶液涂均匀后，在100℃对基片进行烘干后，再次重复滴上前述溶液和旋转涂布后再烘干，如此重复10次，于是在玻璃基片上得到了一定厚度的前驱体薄膜样品。 
d.将上述工艺所得的前驱体薄膜样品放入可密闭的容器，并放入1.449份水合联氨，前驱体薄膜样品置于支架上使其不与联氨接触。 
e.将上述装有前驱体薄膜样品的密闭容器放入烘箱中，加热至200℃之间，保温时间18小时，然后冷却到室温取出，使其自然干燥后，即得到铜铝碲薄膜。 
实施例2 
a.玻璃基片的清洗：如前所述进行清洗玻璃基片(大小为2mm×2mm)。 
b.将1.0份CuCl2·2H2O、2.200份Al(NO3)3·9H2O及1.872份TeO2放入39.789份乙二醇中均匀混合，加盐酸至pH为2.5，利用超声波振动30min以上，使溶液中的物质均匀混合。 
c.将上述溶液滴到放置在匀胶机上的玻璃基片上，再启动匀胶机，匀胶机以200转/分转动5秒，以3000转/分旋转15秒，使滴上的溶液涂均匀后，在100℃对基片进行烘干后，再次重复滴上前述溶液和旋转涂布后再烘干，如此重复10次，于是在玻璃基片上得到了一定厚度的前驱体薄膜样品。 
d.将上述工艺所得的前驱体薄膜样品放入可密闭的容器，并放入1.791份水合联氨，前驱体薄膜样品置于支架上使其不与联氨接触。 
e.将上述装有前驱体薄膜样品的密闭容器放入烘箱中，加热至200℃之间，保温时间18小时，然后冷却到室温取出，使其自然干燥后，即得到铜铝碲薄膜。 

Claims (3)

1.一种制备铜铝碲薄膜的方法，包括如下步骤： 
a.玻璃基片的清洗； 
b.将0.8～1.5份CuCl2·2H2O、1.7～3.3份Al(NO3)3·9H2O及0.749～2.404份TeO2放入30～150份的溶剂中均匀混合； 
c.在匀胶机上吸附基片并在表面均匀涂抹步骤b所述溶液，后烘干，得到前驱体薄膜样品； 
d.将步骤c所得前驱体薄膜样品置于支架上，放入有1.791份水合联氨的可密闭容器，使前驱体薄膜样品不与水合联氨接触；将装有前驱薄膜样品的密闭容器放入烘箱中，加热至160～220℃之间，保温时间10～20小时，然后冷却到室温取出； 
e.将步骤d所得产物，进行干燥，得到铜铝碲薄膜。
2.如权利要求1所述的一种制备铜铝碲薄膜的方法，其特征在于，步骤a所述清洗，是将玻璃基片大小为2mm×2mm，按体积比放入三氯甲烷∶乙醇＝5∶1的溶液中，超声波清洗；再将玻璃片放入丙酮∶蒸馏水＝5∶1的溶液中，超声波清洗；再在蒸馏水中将玻璃基片用超声振荡；将上述得到的玻璃基片排放在玻璃皿中送入烘箱中烘干供制膜用。
3.如权利要求1所述的一种制备铜铝碲薄膜的方法，其特征在于，步骤c所述均匀涂抹的基片，是在匀胶机上涂抹，匀胶机以200～3500转/分旋转，然后对基片进行烘干后，再次如此重复5～15次，得到了一定厚度的前驱体薄膜样品。 
CN201310300894.1A 2013-07-09 2013-07-09 一种制备铜铝碲薄膜的方法 Expired - Fee Related CN103396009B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310300894.1A CN103396009B (zh) 2013-07-09 2013-07-09 一种制备铜铝碲薄膜的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310300894.1A CN103396009B (zh) 2013-07-09 2013-07-09 一种制备铜铝碲薄膜的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103396009A true CN103396009A (zh) 2013-11-20
CN103396009B CN103396009B (zh) 2015-12-09

Family

ID=49559803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310300894.1A Expired - Fee Related CN103396009B (zh) 2013-07-09 2013-07-09 一种制备铜铝碲薄膜的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103396009B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108520900A (zh) * 2018-05-28 2018-09-11 山东建筑大学 一种硝酸盐体系制备铜铝碲薄膜的方法
CN108682619A (zh) * 2018-05-28 2018-10-19 山东建筑大学 一种硝酸盐体系制备铜镓碲薄膜的方法
CN108682618A (zh) * 2018-05-28 2018-10-19 山东建筑大学 一种氯化物体系制备铜镓碲薄膜的方法
CN108711584A (zh) * 2018-05-28 2018-10-26 山东建筑大学 一种制备铜铟铝碲薄膜的方法
CN108767059A (zh) * 2018-05-28 2018-11-06 山东建筑大学 一种制备铜铟镓碲薄膜的方法
CN108807561A (zh) * 2018-07-01 2018-11-13 山东建筑大学 一种用氯化物制备铜铁硫光电薄膜的方法
CN108831965A (zh) * 2018-07-01 2018-11-16 山东建筑大学 一种用硝酸盐制备铜铁硒光电薄膜的方法
CN108831963A (zh) * 2018-07-01 2018-11-16 山东建筑大学 一种用硫酸盐制备铜铁硒光电薄膜的方法
CN108831964A (zh) * 2018-07-01 2018-11-16 山东建筑大学 一种用硫酸盐制备铜铁硫光电薄膜的方法
CN108878557A (zh) * 2018-07-01 2018-11-23 山东建筑大学 一种用氯化物制备铜铁硒光电薄膜的方法
CN108878590A (zh) * 2018-07-01 2018-11-23 山东建筑大学 一种用硝酸盐制备铜铁硫光电薄膜的方法
CN108878556A (zh) * 2018-07-01 2018-11-23 山东建筑大学 一种用硒粉辅助制备铜铁硒光电薄膜的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101630701A (zh) * 2008-12-03 2010-01-20 山东建筑大学 一种太阳电池用铜铟硒光电薄膜材料的制备方法
JP2012131649A (ja) * 2010-12-20 2012-07-12 Bridgestone Corp 合わせガラスの製造方法
CN102618853A (zh) * 2011-09-29 2012-08-01 山东建筑大学 一种铜锌锡硒薄膜的制备方法
CN102664215A (zh) * 2012-05-14 2012-09-12 山东建筑大学 一种制备硒化锌光电薄膜的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101630701A (zh) * 2008-12-03 2010-01-20 山东建筑大学 一种太阳电池用铜铟硒光电薄膜材料的制备方法
JP2012131649A (ja) * 2010-12-20 2012-07-12 Bridgestone Corp 合わせガラスの製造方法
CN102618853A (zh) * 2011-09-29 2012-08-01 山东建筑大学 一种铜锌锡硒薄膜的制备方法
CN102664215A (zh) * 2012-05-14 2012-09-12 山东建筑大学 一种制备硒化锌光电薄膜的方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108520900A (zh) * 2018-05-28 2018-09-11 山东建筑大学 一种硝酸盐体系制备铜铝碲薄膜的方法
CN108682619A (zh) * 2018-05-28 2018-10-19 山东建筑大学 一种硝酸盐体系制备铜镓碲薄膜的方法
CN108682618A (zh) * 2018-05-28 2018-10-19 山东建筑大学 一种氯化物体系制备铜镓碲薄膜的方法
CN108711584A (zh) * 2018-05-28 2018-10-26 山东建筑大学 一种制备铜铟铝碲薄膜的方法
CN108767059A (zh) * 2018-05-28 2018-11-06 山东建筑大学 一种制备铜铟镓碲薄膜的方法
CN108807561A (zh) * 2018-07-01 2018-11-13 山东建筑大学 一种用氯化物制备铜铁硫光电薄膜的方法
CN108831965A (zh) * 2018-07-01 2018-11-16 山东建筑大学 一种用硝酸盐制备铜铁硒光电薄膜的方法
CN108831963A (zh) * 2018-07-01 2018-11-16 山东建筑大学 一种用硫酸盐制备铜铁硒光电薄膜的方法
CN108831964A (zh) * 2018-07-01 2018-11-16 山东建筑大学 一种用硫酸盐制备铜铁硫光电薄膜的方法
CN108878557A (zh) * 2018-07-01 2018-11-23 山东建筑大学 一种用氯化物制备铜铁硒光电薄膜的方法
CN108878590A (zh) * 2018-07-01 2018-11-23 山东建筑大学 一种用硝酸盐制备铜铁硫光电薄膜的方法
CN108878556A (zh) * 2018-07-01 2018-11-23 山东建筑大学 一种用硒粉辅助制备铜铁硒光电薄膜的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103396009B (zh) 2015-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103396009A (zh) 一种制备铜铝碲薄膜的方法
CN102034898B (zh) 一种太阳电池用铜铟硫光电薄膜材料的制备方法
CN101630701B (zh) 一种太阳电池用铜铟硒光电薄膜材料的制备方法
CN102094191B (zh) 一种制备择优取向铜锡硫薄膜的方法
CN102603202A (zh) 一种制备硒化锡光电薄膜的方法
CN104250723A (zh) 一种基于铅单质薄膜原位大面积控制合成钙钛矿型ch3nh3pbi3薄膜材料的化学方法
CN102603201A (zh) 一种硒化亚铜薄膜的制备方法
CN103824902B (zh) 一种FeS2薄膜及其制备方法
CN102664215B (zh) 一种制备硒化锌光电薄膜的方法
CN102709351A (zh) 一种择优取向生长的硫化二铜薄膜
CN103426971A (zh) 铜锌锡硫太阳电池薄膜的溶胶-凝胶制备方法
CN102153288A (zh) 一种择尤取向硫化二铜薄膜的制备方法
CN103400892B (zh) 一种制备硫化锌光电薄膜的方法
CN109216560A (zh) 一种具有硫化铟薄膜的无机钙钛矿太阳能电池制备方法及其产品
CN103400893B (zh) 一种制备铜锌锡硫光电薄膜的方法
CN103400894B (zh) 一种制备硫化锌光电薄膜的方法
CN103390692B (zh) 一种制备铜铟碲薄膜的方法
CN105097989A (zh) 一种制备硫化锌光电薄膜的方法
CN102557110B (zh) 低温蒸汽中ZnO纳米棒阵列的制备方法
CN105932081A (zh) 一种由氯化铜制备铜铟硫光电薄膜的方法
CN106082690A (zh) 一种由硫酸铜制备铜铟硫光电薄膜的方法
CN103449734B (zh) 一种制备铜铝硫光电薄膜的方法
CN103420412B (zh) 一种铜锌锡硫光敏薄膜材料的合成方法
CN103449733A (zh) 一种制备铜铝硫薄膜的方法
CN102605352B (zh) 一种二硒化锡薄膜的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Li Jing

Inventor after: Liu Kegao

Inventor after: Gao Wencheng

Inventor after: Shi Lei

Inventor after: Die Chang

Inventor before: Liu Kegao

Inventor before: Gao Wencheng

Inventor before: Li Jing

Inventor before: Shi Lei

Inventor before: Xu Bin

COR Change of bibliographic data
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151209

Termination date: 20160709