[發明專利]非真空制作銅銦鎵硒漿料的方法

無效

• 申請號: 201010111485.3
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN101820026A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 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: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 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

本發明涉及一種銅銦鎵硒漿料的調配方法，特別是涉及在非真空環境下不含界面活性劑及接著劑且使用具有不同平均粒徑的粉末的非真空制作銅銦鎵硒漿料的方法。

背景技術

近年來，隨著國際油價高漲及環保意識的抬頭，綠色能源已成為新能源的主流，其中太陽能電池又因是取自太陽的穩定輻射能，來源不會枯竭，因此更為各國所重視，無不挹注大量研發經費及政策性補貼，以扶植本地的太陽能電池產業，使得全球太陽能產業的發展非常快速。

第一代太陽能模塊包括單晶硅和多晶硅的太陽能模塊，雖然光電轉換效率高且量產技術成熟，但因為材料成本高，且硅晶圓常因半導體工業的需求而貨源不足，影響后續的量產規模。因此，包含非晶硅薄膜、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜或銅銦鎵硒(硫)(CIGSS)薄膜和碲化鎘薄膜的第二代的薄膜太陽能模塊，在近幾年已逐漸發展并成熟，其中又以銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)太陽能電池的轉換效率最高(單元電池可高達20％而模塊約14％)，因此特別受到重視。

請參閱圖1所示，是現有習用技術的銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)太陽能電池結構的示意圖。如圖1所示，現有習用技術的銅銦鎵硒太陽能電池結構包括基板10、第一導電層20、銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)吸收層30、緩沖層40、絕緣層50以及第二導電層60，其中基板10可為玻璃板、鋁板、不繡鋼板或塑膠板，第一導電層20一般包括金屬鉬，當作背面電極，銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)吸收層30包括適當比例的銅、銦、鎵及硒，當作p型薄膜，為主要的光線吸收層，緩沖層40可包括硫化鎘(CdS)，當作n型薄膜，絕緣層50包括氧化鋅(ZnO)，用以提供保護，第二導電層60包含氧化鋅鋁(ZnO:Al)，用以連接正面電極。

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)吸收層的制造環境而分成真空工藝及非真空工藝。真空工藝包括濺鍍法或蒸鍍法，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。非真空工藝包括印刷法或電沉積法，缺點是技術仍不成熟，仍無較大面積的商品化產品。不過非真空工藝仍具有制造設備簡單且工藝條件容易達成的優點，因而具有相當的商業潛力。

銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)吸收層的非真空工藝是先調配銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)漿料或墨水(Ink)，用以涂布到鉬層上。

現有習用技術的銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)漿料調配是先以適當比例混合含混合IB、IIIA及VIA族元素的氧化物以形成原始含銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)混合的氧化物粉末，再添加適當比例的溶劑，并進行攪拌以形成原始銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)漿料，最后添加接著劑(binder)或界面活性劑以提高銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)吸收層和鉬背面電極的接著性，并進行攪拌混合以形成最后銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)漿料。

上述現有習用技術的缺點是，界面活性劑和接著劑可能會殘留在最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，甚至影響光電轉換效率。因此，需要一種不需要加接著劑、界面活性劑的銅銦鎵硒(硫)漿料的調配方法，以改善上述現有習用技術的問題。同時，選用單一平均粒徑IB、IIIA及VIA族元素的二個成份、三個成份或四個成份的納米粉末會使顆粒和顆粒間的孔隙較大，降低膜的致密性，因此需要使用不同平均粒徑的納米粉末改善上述問題，以增加涂布后膜的致密性。

由此可見，上述現有的非真空制作銅銦鎵硒漿料的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非真空制作銅銦鎵硒漿料的方法，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

本發明的目的在于，克服現有的非真空制作銅銦鎵硒漿料的方法存在的缺陷，而提供一種新的非真空制作銅銦鎵硒漿料的方法，所要解決的技術問題是使其在調配銅銦鎵硒(硫)漿料時，除了使用原始正常比例的銅銦鎵硒(硫)化合物以外，另外添加過量VIA族元素的納米粉末，不但可以補充VIA族元素的含量，而且也可以取代原來使用的界面活性劑和接著劑，并藉由使用不同平均粒徑的納米粉末，使漿料涂布后膜的致密性提高，非常適于實用。