[发明专利]低温溶液法制备掺Mg的ZnO薄膜窗口层的制备方法及其应用

摘要

本发明涉及的是一种使用低温溶液法制备出掺杂Mg的ZnO的薄膜窗口层的方法，属于太阳能电池薄膜制备工艺技术领域。在其中使用低温溶液法制备掺Mg的ZnO薄膜窗口层的方法是：通过制备MgO和ZnO混合物纳米颗粒，并将其溶于正丁醇制得的旋涂液，通过旋涂和热成膜处理制得掺杂Mg的ZnO窗口层薄膜。优化制备条件后制得的薄膜窗口层可直接应用到钙钛矿太阳能电池中，并且器件显示出具有一定的光电转换效率。

主权项

一种低温溶液法制备掺Mg的ZnO薄膜窗口层的制备方法，其特征在于具有如下的过程和步骤：a、 透明导电玻璃FTO（掺F的SnO₂）衬底预处理；该步骤中透明导电玻璃FTO（掺F的SnO₂）作为沉积衬底，先采用曲拉通清洗表面，然后用去离子水将表面残余的曲拉通冲洗掉，之后采用丙酮超声清洗15分钟，然后用去离子水冲洗表面，之后再用乙醇超声清洗15分钟，再用去离子水冲洗表面，随后将其烘干；最后采用紫外臭氧或微波等离子体处理表面；b、通过溶液水解法制备掺杂混合Mg的ZnO的纳米颗粒；该步骤中制备制备掺杂混合Mg的ZnO的纳米颗粒过程中，使用溶液法析出纳米颗粒，采取将Zn（COOH）₂ ·2H₂O（二水合醋酸锌）和Mg（COOH）₂ ·2H₂O（二水合醋酸镁）粉末溶于甲醇溶液中，形成混合液，其中Zn²⁺与Mg²⁺的摩尔比为1:0.04；然后将KOH（氢氧化钾）粉末溶于适量的甲醇中，制备一定浓度的KOH溶液（质量分数50%），使其混合均匀后，待用;将KOH溶液逐滴滴入到在65℃水浴保温的前述混合液中，会看到有白色的絮状析出；待滴定完毕后，将混合溶液置于65℃的水浴下搅拌2.5h；随后将其置于常温下，待其冷却后，通过离心机离心处理，将上层清液除去，留下析出的固体；最后将得到的白色固体置于60℃，过夜干燥得到白色粉末；c、 将制得的掺杂混合Mg的ZnO纳米颗粒溶于相关溶剂，制得旋涂液待用，该步骤中是将制得的掺杂MgO（氧化镁）和ZnO的混合粉末取适量，将其溶于无水正丁醇溶液中(0.25mol/L)，在将其通过磁力搅拌使其混合均匀之后待用；d、通过旋涂和热处理成膜制得窗口层薄膜；该步骤中是将制得掺杂Mg的ZnO旋涂液作涂覆使用；将步骤a中得到的衬底置于旋涂机中，设置参数3000转/分钟，取适量的旋涂液滴到衬底上，使用旋涂机旋涂；待旋涂结束后，将涂覆了薄膜的衬底置于加热板上，并设置温度150℃，烘烤5分钟，最终得到掺Mg的ZnO薄膜窗口层。