СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕТОПОГЛОЩАЮЩЕГО СЛОЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ МЕДИ-ИНДИЯ-ГАЛЛИЯ-СЕРЫ-СЕЛЕНА

1. Способ получения светопоглощающего слоя тонкопленочного солнечного элемента из меди-индия-галлия-серы-селена (МИГСС) путем использования безвакуумного жидкофазного метода, включающего следующие стадии:
(1) формирование устойчивых исходных растворов меди, индия, галлия, серы и селена путем растворения халькогенидов или галогенидов меди, индия, галлия и составляющих серы и селена в растворителе с сильными координационными группами, с последующим добавлением в раствор кондиционирующей добавки; при этом вышеупомянутые составляющие серы и селена выбираются из группы, состоящей из элементарной серы, элементарного селена, аминных или гидразиновых солей серы и селена;
1-x
1-y
y
2-z
z
(2) получение смешанного раствора меди, индия, галлия, серы и селена путем смешивания исходных растворов, полученных на стадии (1), в соответствии со стехиометрическими соотношениями меди, индия и галлия в формуле CuJnGaSeS в светопоглощающем слое тонкопленочного солнечного элемента на базе МИГСС вместе с избыточной серой и селеном, при этом 0≤х≤0,3, 0≤у≤1, 0≤z≤2, а степень избыточности серы или селена составляет 0-800%;
(3) использование вышеупомянутого смешанного раствора, полученного на стадии (2), для получения тонкой пленки-предшественника на подложке посредством безвакуумного жидкофазного метода;
(4) сушка и отжиг вышеупомянутой тонкой пленки-предшественника, полученной на стадии (3), для получения искомой составной тонкой пленки из МИГСС.
2. Способ по п.1, в котором
вышеупомянутые халькогениды меди, индия и галлия из стадии (1) описаны формулой MQ, где М - медь, a Q - один или несколько халькогенов, выбранных из группы, состоящей из серы, селена и теллура; или
2
вышеупомянутые халькогениды меди, индия и галлия из стадии (1) описаны формулой MQ, где М - медь, a Q - один или несколько халькогенов, выбранных из группы, состоящей из серы, селена и теллура; или
2
3
вышеупомянутые халькогениды меди, индия и галлия из стадии (1) описаны формулой М′Q, где М′ - индий и/или галлий, a Q - один или несколько халькогенов, выбранных из группы, состоящей из серы, селена и теллура; или
2
вышеупомянутые халькогениды меди, индия и галлия из стадии (1) описаны формулой MM′Q, где М - медь, М′ - индий и/или галлий, a Q - один или несколько халькогенов, выбранных из группы, состоящей из серы, селена и теллура.
3. Способ по п.1, в котором
вышеупомянутые галогениды меди, индия и галлия из стадии (1) описаны формулой MX, где М - медь, а Х - один или несколько галогенов, выбранных из группы, состоящей из хлора, брома и йода; или
2
вышеупомянутые галогениды меди, индия и галлия из стадии (1) описаны формулой МХ, где М - медь, а X - один или несколько галогенов, выбранных из группы, состоящей из хлора, брома и йода; или
3
вышеупомянутые галогениды меди, индия и галлия из стадии (1) описаны формулой М′А, где М′ - индий и/или галлий, а X - один или несколько галогенов, выбранных из группы, состоящей из хлора, брома и йода; или
4
вышеупомянутые галогениды меди, индия и галлия из стадии (1) описаны формулой ММ′Х где М - медь, М′ - индий и/или галлий, а X - один или несколько галогенов, выбранных из группы, состоящей из хлора, брома и йода.
4. Способ по п.1, в котором
2
2
1
2
3
1
2
3
3
6
а) вышеупомянутые аминные соли серы и селена из стадии (1) образованы путем соединения HS и HSe с N-RRR, при этом R, R и R независимо друг от друга выбираются из группы: арил, водород, метил, этил или С-С алкил; или
2
2
4
5
6
7
4
5
6
7
3
6
б) вышеупомянутые гидразиновые соли серы и селена из стадии (1) образованы путем соединения HS и HSe с RRN-NRR, при этом R, R, R и R независимо друг от друга выбираются из группы: арил, водород, метил, этил или С-С алкил.
2
4
5
6
7
4
5
6
7
3
6
5. Способ по п.1, в котором вышеупомянутый растворитель из стадии (1), содержащий сильные координационные группы, выбирается из следующей группы: вода (НO), жидкий аммиак, соединения гидразина с формулой RRN-NRR, низший спирт, этаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, изопропаноламин, формамид, N-метилформамид, N,N-диметилформамид, ацетамид, N-метилацетамид, N,N-диметилацетамид, диметилсульфоксид, тетрагидротиофен-1,1-диоксид, пирролидон или их смесь; при этом R, R, R и R независимо друг от друга выбираются из группы: арил, водород, метил, этил или С-С алкил.
6. Способ по п.5, в котором вышеупомянутый низший спирт выбирается из следующей группы: метанол, этанол, пропанол, изопропанол, бутанол, изобутацол, втор-бутанол, трет-бутанол, пентанол, оптически активный пентанол (2-метил-1-бутанол), изопентанол, втор-пентанол, трет-пентанол и 3-метил-2-бутанол, а также их смеси.
7. Способ по п.1, в котором вышеупомянутая кондиционирующая добавка в растворе из стадии (1) выбирается из следующей группы: (1) халькоген, (2) переходный металл, (3) халькогенид щелочного металла, (4) халькогенид щелочноземельного металла, (5) аминная соль халькогена, (6) щелочной металл, (7) щелочноземельный металл.
8. Способ по п.7, в котором
(а) вышеупомянутый халькоген выбирается из группы, состоящей из следующих элементов: сера, селен, теллур и их комбинация;
(б) вышеупомянутый переходный металл выбирается из группы, состоящей из следующих элементов: Ni, Pd, Pt, Rh, Ir, Ru, их сплавы или комбинации;
2
(в) вышеупомянутый халькогенид щелочного металла, обозначенный как АQ, при этом А выбирается из группы, состоящей из следующих элементов: Li, Na, К, Rb, Cs, их комбинации, a Q выбирается из группы, состоящей из следующих элементов: S, Se, Те, их комбинации;
(г) вышеупомянутый халькогенид щелочноземельного металла, обозначенный как BQ, при этом В выбирается из группы, состоящей из следующих элементов: Mg, Са, Sr, Ва, их комбинации, a Q выбирается из группы, состоящей из следующих элементов: S, Se, Те, их комбинации;
2
2
1
2
3
1
2
3
3
6
(д) вышеупомянутая аминная соль халькогена представляет собой одну соль или смесь солей, образованных соединением HS и HSe или Н2Те с N-RRR, при этом R, R и R независимо друг от друга выбираются из группы: арил, водород, метил, этил, С-С алкил;
(е) вышеупомянутый щелочной металл выбирается из группы, состоящей из следующих элементов: Li, Na, К, Rb, Cs, а также их сплавы или комбинации;
(ж) вышеупомянутый щелочноземельный металл выбирается из группы, состоящей из следующих элементов: Mg, Са, Sr, Ва, а также их сплавы или комбинации.
9. Способ по п.1, в котором вышеупомянутая степень избыточности серы или селена составляет 100-400%.
1-x
1-y
y
1-z
z
10. Способ по п.1, в котором вышеупомянутый светопоглощающий слой тонкопленочных солнечных элементов из МИГСС из стадии (2) соответствует формуле CuJnGaSeS где 0≤х≤0,3, 0,2≤у≤0,4, 0≤z≤0,2.
11. Способ по п. 1, в котором
а) вышеупомянутый безвакуумный жидкофазный метод, используемый на стадии (3) для получения тонкой пленки-предшественника, выбирается из группы, состоящей из следующих операций: центрифугирование, пленочное литье, осаждение , методом распыления, покрытие методом погружения, трафаретная печать, струйная печать, капельное литье, нанесение валиком, шлицевое покрытие, покрытие методом дозирующего валика, капиллярное покрытие, покрытие с помощью бруса с сечением в форме запятой, покрытие с помощью гравированного цилиндра и т.д.;
б) вышеупомянутая подложка из стадии (3) выбирается из группы, состоящей из следующих элементов: полиимид, кремниевая пластина, пластина из гидрогенизированного аморфного кремния, карбид кремния, оксид кремния, кварц, сапфир, стекло, металл, алмазоподобный углерод, гидрогенизированный алмазоподобный углерод, нитрид галлия, арсенид галлия, германий, сплавы Si-Ge, оксид индия и титана, карбид бора, нитрид кремния, оксид алюминия, окись церия, оксид олова, титанат цинка и пластик.
12. Способ по п.1, в котором отжиг вышеупомянутой тонкой пленки-предшественника выполняется в диапазоне температур от 50 до 850°С.
13. Способ по п.12, в котором отжиг вышеупомянутой тонкой пленки-предшественника выполняется в диапазоне температур от 250 до 650°С.
14. Способ по п.1, в котором толщина вышеупомянутой искомой составной тонкой пленки из МИГСС из стадии (4) составляет 5-5000 нм.