[發明專利]非真空制作銅銦鎵硒漿料的方法

無效

• 申請號: 201010116752.6
• 申請日: 2010-03-03
• 公開（公告）號: CN102194917A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 陳文仁
• 申請（專利權）人: 正峰新能源股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 北京華夏博通專利事務所 11264
• 代理人: 劉俊

技術領域

本發明涉及一種銅銦鎵硒漿料調配方法，尤其涉及一種在非真空環境下制作銅銦鎵硒漿料的方法。

背景技術

隨國際油價高漲及環保意識的抬頭，綠色能源已成為新能源主流，而太陽能電池又因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，其中又以銅銦鎵硒(CIGS)太陽能電池的轉換效率最高，比如單元電池可高達20％而模塊約為14％，因此特別受到重視。

銅銦鎵硒吸收層為CIGS太陽能電池的主要結構，用以進行光吸收及光電轉換，而現有技術的制作方法是使用真空制程，因此近年來，非真空制程的開發越加受到重視，其中最常用的非真空制程是使用包含銅、銦、鎵、硒或包含銅、銦、鎵、硒、硫的漿料或墨水(Ink)，經涂布到鉬層上后，再加熱烘干而形成所需的銅銦鎵硒吸收層或銅銦鎵硒(硫)吸收層。

然而上述現有技術的缺點是，為使吸收層能接著在鉬層上，漿料或墨水必須添加界面活性劑及接著劑，而界面活性劑和接著劑可能會殘留在吸收層中，使得吸收層的含碳量和含氧量偏高，嚴重影響吸收層的光吸收特性及光電轉換效率。

上述現有技術的另一缺點是，調配漿料是使用具有單一平均粒徑含IB、IIIA及VIA族元素的二成份或三成份或四成份粉末，會造成光吸收層中不同粉末之間的堆積不夠致密，導致光吸收層的空隙過大，而影響光吸收特性及光電轉換效率。因此，需要一種在非真空下使用不同平均粒徑含IB、IIIA及VIA族元素的二成份或三成份或四成份粉末，并且不需添加界面活性劑及接著劑而能降低光吸收層空隙的漿料制作方法，以解決上述現有技術的問題。

發明內容

本發明針對現有技術的缺點，提供一種非真空制作銅銦鎵硒漿料的方法。

本發明所述非真空制作銅銦鎵硒漿料的方法，包括混合具不同平均粒徑且含有IB、IIIA及VIA族元素的二成份或三成份或四成份粉末，形成原始混合粉末，再額外添加VIA族元素粉末并進行混合，以形成最后混合粉末，接著添加溶劑并進行攪拌，以形成所需的銅銦鎵硒漿料或銅銦鎵硒(硫)漿料，其中IB族元素包括銅，IIIA族元素包括銦或鎵或銦鎵混合材料，而VIA族元素包括硒或硫或硒硫混合材料，且額外添加的VIA族元素粉末包括硒或硫或硒硫混合材料，可選用具第一平均粒徑的粉末及具第二平均粒徑的粉末，且第二平均粒徑為第一平均粒徑的30％以下，以降低吸收層的空隙，增加致密度，提高光吸收特性及光電轉換效率。

附圖說明

圖1為本發明非真空制作銅銦鎵硒漿料的方法的示意圖。

具體實施方式

以下配合說明書附圖對本發明的實施方式做更詳細的說明，以使本領域技術人員在研讀本說明書后能據以實施。

本發明的方法是在非真空下不需界面活性劑及接著劑而制作銅銦鎵硒漿料或銅銦鎵硒(硫)漿料，可涂布在鉬層上而形成銅銦鎵硒太陽電池的吸收層，用以進行光吸收及光電轉換。

參閱圖1，為非真空制作銅銦鎵硒漿料的方法的示意圖。如圖1所示，本發明的非真空制作銅銦鎵硒漿料的方法由步驟S10開始，首先在步驟S10中，依據配方比例，混合具不同的平均粒徑且含IB、IIIA及VIA族元素的二成份或三成份或四成份粉末，以形成原始混合粉末。

上述配方比例所包含的IB、IIIA及VIA族元素的比例，是以摩爾比例表示成1.0∶1.0∶2.0，其中IB族元素包括銅，IIIA族元素可為銦或鎵或銦鎵混合材料，另外，VIA族元素可為硒或硫或硒硫混合材料。因此，原始混合粉末可包含銅、銦、鎵及硒，或可包含銅、銦、鎵、硒及硫。上述包含IB、IIIA及VIA族元素的粉末的平均粒徑至少包括第一平均粒徑及第二平均粒徑，且第二平均粒徑為第一平均粒徑的30％以下，藉以降低粉末之間的空隙。例如，選取第一平均粒徑為100nm時，則第二平均粒徑為30nm以下。

接著在步驟S20中，以第一VIA族元素比例，再添加額外的VIA族元素粉末至原始混合粉末中，使原始混合粉末中的VIA族元素比例提高至大于2倍的IB族元素比例，并進行混合以形成最后混合粉末。額外的VIA族元素粉末可包括硒或硫或硒硫混合材料的至少其中之一。

第一VIA族元素的比例是使最后混合粉末所包含的IB、IIIA及VIA族元素的比例以摩爾比例表示成1.0∶1.0∶X，其中X為2.0至4.0之間。含VIA族元素的粉末的比例太低時，對鉬層沒有接著效果，而含VIA族元素粉末的比例太高時，反而會降低對鉬層的接著力，因此含VIA族元素粉末的比例需控制于上述的較佳范圍。