采用化學水浴(CBD) 法在InCl3.4H2O 和CH3CSNH2 的酸性混合溶液體系中分別通過改變pH 值、溶液nIn: nS 濃度比及溶液溫度參數依次制備In2S3 薄膜，并通過X 射線衍射、掃描電鏡及紫外/ 可見/ 近紅外分光光度計等手段系統研究不同工藝下制備In2S3 薄膜的晶相結構、表面形貌及光學性能。研究發現: 溶液pH 值對制備In2S3 薄膜有很大的影響，在pH 為1.8制備的In2S3 薄膜性能較好；溶液nIn: nS 濃度比影響薄膜的致密性，在1B4 時相對較好；CBD 法制備薄膜最佳溶液溫度為80℃ 。在優化工藝參數下制備的In2S3 薄膜可見光透過率在90%以上，禁帶寬度為2.72eV，能夠滿足CIGS太陽能電池緩沖層薄膜的要求。

　　銅銦鎵硒(CIGS) 薄膜太陽能電池具有成本低、光電轉化率高、性能穩定等優異的性能，使其成為最有發展前景的光伏電池之一。CIGS 薄膜太陽能電池的典型結構為: 襯底/Mo/CIGS/ 緩沖層/ ZnO/ZAO/MgF2。其中緩沖層在低帶隙CIGS 吸收層與高帶隙ZnO 窗口層之間形成過渡，減少兩者之間的帶隙臺階與晶格失配，對改善CIGS 薄膜太陽能電池pn 結質量有重要的作用。目前采用CdS 為緩沖層的CIGS 薄膜太陽能電池效率已達到20.3%。然而，由于Cd 對環境的污染等不利因素限制了電池的大面積使用，因此研究開發高效的無Cd 緩沖層材料替代CdS 是緩沖層發展的主要方向。

　　In2S3 是III-VI 族化合物半導體，性能穩定且無毒，有良好的光電性能，可取代CdS作為CIGS薄膜太陽能電池的緩沖層。制備In2S3 薄膜的方法主要有超聲噴霧法、濺射法、原子層沉積法等，這些技術制備的薄膜雖然質量好，但成本高、設備復雜。而化學水浴(CBD) 法具有設備簡單、成本低、易于大面積成膜等優點，而且在制備過程中對CIGS 吸收層表面有修復的作用。因此，本文采用CBD 法通過改變溶液pH 值、nIn: nS 濃度比及溫度參數制備不同的In2S3 薄膜，系統研究不同工藝下制備In2S3 薄膜的晶相結構、表面形貌及光學性能，以期為In2S3 薄膜的低成本CBD 制備工藝提供指導。

1、實驗材料與方法

　　本實驗采用CBD法在InCl3.4H2O，CH3CSNH2(TAA) ，CH3COOH( AC) 混合溶液中制備In2S3 薄膜,所用的藥品均為分析純。襯底為20 mm × 30 mm× 1mm 的玻璃片，將襯底依次用丙酮、乙醇分別超聲清洗12 min，再用去離子水沖洗后放在保溫箱里面烘干。在恒溫磁力攪拌器下將配置好反應溶液的小燒杯放入一定溫度的恒溫水浴槽，襯底豎直固定于反應溶液內，燒杯口用鋁紙密封，在磁力攪拌下待溶液反應完全后取出，用去離子水去除表面雜質，再用N2 吹干。

　　采用Bruker 公司的D8 ADVANCE 型X 射線衍射(XRD) 儀分析薄膜的晶相結構，用FEI 公司的QuantaFEG450 型場發射環境掃描電子顯微鏡(SEM)分析薄膜的表面形貌，用PerkinElmer 公司的Lambda750(S) 型紫外/ 可見/ 近紅外分光光度計(UV/ Vis/NIR) 測試薄膜的透過率,并根據Tauc 關系式計算薄膜的禁帶寬度。

結論

　　(1) 溶液pH值對CBD法制備In2S3 薄膜有很大的影響，在pH= 1.8 條件下得到的In2S3 薄膜結晶較好，呈纖維狀的立方相結構。

　　(2) 反應溶液nInBnS的配比影響In2S3 薄膜的致密性；在nInBnS= 1B4 時沉積的In2S3 薄膜相對較好。

　　(3) 溶液溫度較低時，In2S3薄膜結晶性較差；溫度較高時，結晶程度也有所下降，80℃ 為制備n2S3薄膜的最佳溫度。

　　(4) 采用CBD 制備In2S3薄膜的最佳工藝為pH= 1.8、nInBnS= 1B4、溶液溫度80℃ ，制備的In2S3 薄膜透過率和禁帶寬度分別達到90% 和2.72eV。