[發(fā)明專利]用磁控濺射法生產(chǎn)CdS/CdTe太陽(yáng)能電池的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910164226.4
• 申請(qǐng)日: 2009-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101640234A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯仁義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川阿波羅太陽(yáng)能科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;C23C14/35
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司
• 代理人: 鄧?yán)^軒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用磁控濺射法生產(chǎn)CdS/CdTe太陽(yáng)能電池的方法，屬于太陽(yáng)能電池的制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

化合物半導(dǎo)體鍍膜太陽(yáng)能電池作為一種新的能源材料正在得到迅速的發(fā)展，CdS/CdTe多晶鍍膜太陽(yáng)能電池由于具有成本低、性能穩(wěn)定、工序簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)也具有多晶鍍膜化合物半導(dǎo)體，異質(zhì)結(jié)器件等基本特點(diǎn)，是目前極有前途的太陽(yáng)能電池之一。

CdS/CdTe太陽(yáng)能電池的制備方法有近空間升華法，電沉積法、分子束外延、物理氣相沉積法和化學(xué)水溶法等，目前大多采用近空間升華法，它有一定的優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些不足，如能耗高、基片溫度高、不易大面積制作。

中國(guó)專利公開(kāi)了CN101299443題為“一種柔性碲化鎘鍍膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)”，CN101267007題為“超薄基片注射的碲化鎘太陽(yáng)能電池”，為了擴(kuò)大電池的應(yīng)用范圍，加入石墨和金屬解決導(dǎo)電性等不同目的。但工藝復(fù)雜、繁瑣、成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種用磁控濺射法生產(chǎn)CdS/CdTe太陽(yáng)能電池的方法，其特點(diǎn)是該方法通過(guò)對(duì)電壓、電源、氣壓和距離控制，控制膜的質(zhì)量，使用磁控濺射技術(shù)制作CdS/CdTe太陽(yáng)能電池。

本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)施：

用磁控濺射法生產(chǎn)CdS/CdTe太陽(yáng)能電池的方法包括以下步驟：

(1)CdS/CdTe膜的形成

將清潔并光刻完成的導(dǎo)電玻璃工件裝入夾具中，啟動(dòng)輸送系統(tǒng)將工件送入進(jìn)料倉(cāng)，關(guān)閉倉(cāng)門，啟動(dòng)真空系統(tǒng)，抽至2.5～5.5×10^-2Pa，啟動(dòng)紅外加熱器使工件溫度達(dá)230℃～250℃，充入氬氣至0.5～2.2×10⁰Pa，打開(kāi)進(jìn)料倉(cāng)與CdS鍍膜倉(cāng)之間的門，由輸送系統(tǒng)使工件送入CdS倉(cāng)，關(guān)閉進(jìn)料倉(cāng)與CdS鍍膜倉(cāng)之間的門，磁控濺射鍍CdS，用直流電源將電流調(diào)至4～10mA/cm²，靶與工件的距離控制在100～220mm，時(shí)間7～10min，使CdS膜厚在70～120nm，停止濺射，打開(kāi)CdS與過(guò)渡倉(cāng)的門，啟動(dòng)輸送系統(tǒng)使工件送入過(guò)渡倉(cāng)充入氬氣，調(diào)整氣壓至1～5×10⁰Pa，打開(kāi)過(guò)渡倉(cāng)與CdTe鍍膜倉(cāng)之間的門，啟動(dòng)輸送系統(tǒng)使工件進(jìn)入CdTe鍍膜倉(cāng)，關(guān)閉過(guò)渡倉(cāng)與CdTe鍍膜倉(cāng)之間的門，磁控濺射鍍CdTe，充入氬氣至1～5×10⁰Pa，用直流電源將電流調(diào)至7～23mA/cm²，靶與工件的距離控制在100～220mm，時(shí)間7～10min，使CdTe膜厚為1.5～3.5μ，打開(kāi)出料倉(cāng)，啟動(dòng)輸送系統(tǒng)使工件進(jìn)入出料倉(cāng)，關(guān)閉出料倉(cāng)與CdTe鍍膜倉(cāng)之間的門，打開(kāi)放氣閥放氣，啟動(dòng)輸送系統(tǒng)使工件出倉(cāng)；

(2)CdCl₂熱處理

將上述工件用CdCl₂熱處理，當(dāng)工件加熱至250～270℃，將CdCl₂加熱至390～420℃，采用近空間升華法將CdCl₂鍍?cè)谝呀?jīng)鍍上CdS/CdTe的工件上，時(shí)間5～10s，形成200～500μm厚的CdCl₂膜，然后在溫度350～420℃的空氣環(huán)境中熱處理25～35min；

(3)背電極的制作

將上述熱處理后的工件裝入夾具中，啟動(dòng)輸送系統(tǒng)，使工件進(jìn)入進(jìn)料倉(cāng)，關(guān)閉倉(cāng)門，啟動(dòng)真空系統(tǒng)，抽至2.5～10×10^-2Pa，充入氬氣氣壓至1～4.0×10⁰Pa，打開(kāi)進(jìn)料倉(cāng)與ZnTe鍍膜倉(cāng)之間的門，由輸送系統(tǒng)使工件送入ZnTe鍍膜倉(cāng)，磁控濺射鍍ZnTe，使用高頻電源4～6w/cm²，靶與工件的距離控制在70～220mm，時(shí)間2～5min，膜厚7～15μm，停止濺射，打開(kāi)電源繼續(xù)磁控濺射ZnTe:Cu，使電流7～15mA/cm²，靶與工件的距離控制在100～220mm，時(shí)間2～5min，膜厚10～40μm，用激光刻第二條線，距第一條線50～150μ的距離，激光刻30～50μ的平行線，同理，打開(kāi)Ni電源磁控濺射Ni，使用電流0.3～2A/cm²，靶與工件的距離控制在100～220mm，時(shí)間3～5min，膜厚300～600nm。

用超聲焊機(jī)焊上引出電極；

用激光刻第三條線，距第二條線50～150μ的距離，用激光刻線寬30～50μ的平行線；用UV膠在電池背面涂覆約200～500μ厚的膠膜，經(jīng)UV干燥機(jī)干燥后形成完整電池。

性能測(cè)試：