[發明專利]多段式硫化鎘薄膜沉積方法

無效

• 申請號: 201010111481.5
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN101840960A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 林群福;陳文仁;楊益郎
• 申請（專利權）人: 昆山正富機械工業有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0336
• 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

本發明涉及一種硫化鎘薄膜的沉積方法，特別是涉及一種多段式析出不同尺寸顆粒的硫化鎘薄膜的沉積方法。

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。而太陽能的利用已經達到產業應用的規模，其主要材料有硅和銅銦鎵硒(copperindium?gallium?selenide，簡稱CIGS)/銅銦鎵硒硫兩種，其中，第一代太陽能模塊主要是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塊，在近幾年已逐漸發展并成熟，其中又以銅銦鎵硒/硫(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。

在銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)太陽能電池的結構中，銅銦鎵硒(硫)光吸收層上會鍍上一層50至100nm的硫化鎘薄膜，其可做為N層或緩沖層的作用，而傳統的鍍硫化鎘膜方法包括有化學水浴沉積法、微波加熱化學水浴沉積法、真空蒸鍍法、濺鍍法、化學氣相沉積法及噴霧熱解法等等。然而，硫化鎘薄膜的厚度控制對于太陽能電池的效率有非常大的影響，例如，當硫化鎘薄膜太厚時，造成電阻過大，會導致太陽能電池效率的下降，因此，在傳統制程上會僅在銅銦鎵硒/硫太陽能光吸收層上形成單層的硫化鎘薄膜。

但是，從硫化鎘薄膜與銅銦鎵硒(硫)太陽能光吸收層之間的結構觀之，單層的硫化鎘薄膜不容易均勻覆蓋于銅銦鎵硒(硫)太陽能光吸收層的表面，換言之，制程中所析出的硫化鎘顆粒之間會形成有空隙，或者所析出的硫化鎘顆粒無法填入空間較小的區域中，故造成硫化鎘薄膜對銅銦鎵硒(硫)太陽能光吸收層的覆蓋性不佳的缺點。

由此可見，上述現有的硫化鎘薄膜沉積方法在方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般方法又沒有適切的方法能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的多段式硫化鎘薄膜沉積方法，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。

發明內容

本發明的主要目的在于，提供一種硫化鎘薄膜的沉積方法，其是利用分段式的概念，將不同沉積顆粒的析出物漸次的沉積于一基板的太陽能光吸收層上，故可解決傳統單層的硫化鎘薄膜所造成覆蓋性不佳的問題，且本發明所制作的多層狀硫化鎘薄膜在厚度上仍屬于單層結構的厚度范圍，故不會造成電阻值的升高。

本發明的另一目的在于，提供一種硫化鎘薄膜的沉積方法，其可制作多層狀硫化鎘薄膜，該硫化鎘薄膜的多層狀結構可具有控制鎘離子擴散至銅銦鎵硒(硫)太陽能光吸收層中的效果。

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多段式硫化鎘薄膜沉積方法，至少包含以下步驟：步驟一：將一含有光吸收層的基板置于一具有硫離子及第一鎘離子含量的化學浴中，以在該基板的光吸收層上沉積一第一硫化鎘膜；以及步驟二：再將上述基板置于一具有硫離子及第二鎘離子含量的另一化學浴中，以在該第一硫化鎘膜上沉積一第二硫化鎘膜，其中該第一鎘離子含量大于該第二鎘離子含量，以使該第二硫化鎘膜中的鎘離子濃度與第一硫化鎘膜的鎘離子濃度的差異在0.003M以上。

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。

前述的多段式硫化鎘薄膜沉積方法，其中在步驟一中，利用含硫化合物及含鎘化合物備置該化學浴，并將該化學浴調整為堿性。

前述的多段式硫化鎘薄膜沉積方法，其中所述的利用濃度20至30％的氨水調整該化學浴的pH值介于8至11。

前述的多段式硫化鎘薄膜沉積方法，其更進一步于該化學浴中添加緩沖劑及復合劑，且加熱該化學浴的溫度介于60至90℃。

前述的多段式硫化鎘薄膜沉積方法，其中在步驟一中，該第一鎘離子含量介于0.005至0.05摩爾/升。

前述的多段式硫化鎘薄膜沉積方法，其中所述的在步驟二中，利用含硫化合物及含鎘化合物備置該另一化學浴，并將該另一化學浴調整為堿性，且該第二鎘離子含量介于0.0001至0.005摩爾/升。

前述的多段式硫化鎘薄膜沉積方法，其中利用濃度20至30％的氨水將另一該化學浴的pH值介于8至11。

前述的多段式硫化鎘薄膜沉積方法，其更進一步在該另一化學浴中添加緩沖劑及復合劑，且加熱該另一化學浴的溫度介于60至90℃。