[發明專利]太陽能吸收層漿料的制造方法、該漿料及吸收層

無效

• 申請號: 201010111310.2
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN101853885A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 陳文仁;林群福
• 申請（專利權）人: 昆山正富機械工業有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/20
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發明涉及一種太陽能吸收層漿料的制造方法，特別是涉及一種不需添加界面活性劑、接著劑及溶劑的太陽能吸收層漿料的制造方法、該漿料及吸收層。

背景技術

隨著地球暖化的日益嚴重，綠色能源的開發逐漸受到重視。而太陽能的利用以達到產業應用的規模，其中，第一代太陽能模組主要系利用單晶硅和多晶硅的技術，其光電轉換效率高且量產技術成熟，但因為材料成本高，使得后續的量產受到限制。因此，以非晶硅薄膜、銅銦鎵硒薄膜和碲化鎘薄膜為主的第二代薄膜太陽能模組，在近幾年已逐漸發展并成熟，其中又以銅銦鎵硒(CIGS)太陽能電池特別受到重視，因其高轉換效率及其可撓式特性受到產業的青睞。

上述銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)太陽能電池的制造方法主要依據銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)吸收層的制造工藝而區分成真空制造工藝及非真空制造工藝。真空制造工藝包括濺鍍法或蒸鍍法等，缺點是投資成本較高且材料利用率較低，因此整體制作成本較高；而非真空制造工藝是利用涂布方法、印刷法或電沉積法等，其具有制造設備簡單且制造工藝條件容易達成的優點，而有相當的商業潛力。

目前，以非真空制造工藝中所使用的銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)漿料，需添加接著劑(binder)或界面活性劑，如硅烷類化合物，以提高銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)吸收層和鉬電極的接著性；然而，接著劑、界面活性劑等添加物可能會殘留在成膜后的銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)吸收層內，造成銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)吸收層的含碳量和含氧量偏高，影響銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)吸收層的光吸收特性，甚至影響太陽能電池的效率。

再者，在混拌上述粉末/漿料的過程中，通常需要添加溶劑，以達到均勻分散粉體的功能。然而，上述溶劑會在漿料成膜的軟烤步驟中揮發，導致膜層中出現孔洞，使得吸收層的結構出現缺陷。

本案發明人有鑒于上述現有的技術在實際施用時的缺失，且積累個人從事相關產業開發實務上多年的經驗，精心研究，終于提出一種設計合理且有效改善上述問題的方法。

發明內容

本發明的主要目的，在于提供一種高溫太陽能吸收層的漿料的制造方法、該漿料及吸收層，其是將過量的VIA族元素粉末添加于原始的混合粉末中，以提高VIA族元素所占的比例，并利用上述過量的VIA族元素粉末提供原由界面活性劑或接著劑所提供的接著功能，故可解決傳統界面活性劑或接著劑殘留于膜層中所導致的太陽能電池效率不佳的問題。

本發明的再一目的，在于提供一種高溫太陽能吸收層的漿料的制造方法、該漿料及吸收層，其是利用高溫將元素態的粉末加以熔融，以利用熔融的材料提供分散其他固體奈米粉體的效果，換言之，本發明可解決傳統工藝中添加溶劑，而溶劑在烘烤過程中揮發，所導致在膜層中出現孔洞的問題。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種太陽能吸收層漿料的制造方法，其包括以下步驟：步驟一，混合含IB族、IIIA族及VIA族元素的二成份、三成份或四成份粉末及IIIA族元素粉末以形成原始含IB族、IIIA族及VIA族元素的一混合粉末，且該混合粉末中的IB族、IIIA族及VIA族元素具有一第一組成比例；步驟二，在該混合粉末中添加額外的VIA族元素粉末，并進行混合，以形成一最后混合粉末，且該最后混合粉末中的IB族、IIIA族及VIA族元素具有一第二組成比例，其中該最后混合粉末中的VIA族元素所占的比例大于該混合粉末中的VIA族元素所占的比例；以及步驟三，加熱該最后混合粉末，使該最后混合粉末的溫度高于IIIA族及VIA族元素的熔點以上，以形成該高溫太陽能吸收層的漿料。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

前述的制造方法，其中所述的混合粉末中的第一組成比例是IB族∶IIIA族∶VIA族元素的摩爾比例＝1.0∶1.0∶2.0。

前述的制造方法，其中所述的最后混合粉末中的第二組成比例是IB族∶IIIA族∶VIA族元素的摩爾比例＝1.0∶1.0∶X，其中X介于2.0至4.0之間。

前述的制造方法，其中在加熱該最后混合粉末的步驟中，是使該最后混合粉末的溫度提高至220℃以上。

前述的制造方法，其中在加熱該最后混合粉末的步驟中，是使該最后混合粉末的溫度介于220℃至300℃之間。

前述的制造方法，其中所述的IB族元素是銅元素。

前述的制造方法，其中所述的IIA族元素是銦元素、鎵元素、或銦元素與鎵元素的組合。

前述的制造方法，其中所述的VIA族元素為硒元素、硫元素或硒元素與硫元素的組合。