[發(fā)明專(zhuān)利]非真空制作銅銦鎵硒吸收層的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010120009.8
• 申請(qǐng)日: 2010-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101789470A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳文仁;楊益郎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昆山正富機(jī)械工業(yè)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/18
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/18
• 代理公司: 北京中原華和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制作銅銦鎵硒光吸收層的方法，特別是涉及一種非真空制作銅銦鎵硒吸收層的方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨國(guó)際油價(jià)高漲及環(huán)保意識(shí)的抬頭，綠色能源已成為新能源主流，其中太陽(yáng)能電池又因是取自太陽(yáng)的穩(wěn)定輻射能，來(lái)源不會(huì)枯竭，因此更為各國(guó)所重視，無(wú)不挹注大量研發(fā)經(jīng)費(fèi)及政策性補(bǔ)貼，以扶植本地的太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)，使得全球太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常快速。

第一代太陽(yáng)能模組包括單晶硅和多晶硅的太陽(yáng)能模組，雖然光電轉(zhuǎn)換效率高且量產(chǎn)技術(shù)成熟，但因?yàn)椴牧铣杀靖撸夜杈A常因半導(dǎo)體工業(yè)的需求而貨源不足，影響后續(xù)的量產(chǎn)規(guī)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(yáng)能模組，在近幾年已逐漸發(fā)展并成熟，其中又以銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率最高(單元電池可高達(dá)20％而模組約14％)，因此特別受到重視。

請(qǐng)參閱圖1所示，是現(xiàn)有技術(shù)銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)包括基板10、第一導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)電層20一般包括金屬鉬，當(dāng)作背面電極，銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)吸收層30是包括適當(dāng)比例的銅、銦、鎵及硒，當(dāng)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(dāng)作n型薄膜，絕緣層50包括氧化鋅(ZnO)，用以提供保護(hù)，第二導(dǎo)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(yáng)能電池的制造方法主要依據(jù)銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)吸收層的制造環(huán)境而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，缺點(diǎn)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。非真空制造工藝包括印刷法或電沉積法，缺點(diǎn)是技術(shù)仍不成熟，仍無(wú)較大面積的商品化產(chǎn)品。不過(guò)非真空制造工藝仍具有制造設(shè)備簡(jiǎn)單且制造工藝條件容易達(dá)成的優(yōu)點(diǎn)，而有相當(dāng)?shù)纳虡I(yè)潛力。

銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)吸收層的非真空制造工藝是先調(diào)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(xiàn)有技術(shù)中，銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)漿料調(diào)配是先以適當(dāng)比例混合含IB、IIIA及VIA族元素的二成份、三成份或四成份的粉末以形成原始含銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)的粉末，再添加適當(dāng)比例的溶劑，并進(jìn)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(jìn)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(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是，配置好的漿料在RTA過(guò)程中，會(huì)因?yàn)槲鴵]發(fā)，造成銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)吸收層中IB/IIIA/VIA的原始比例變化太大，影響銅銦鎵硒或銅銦鎵硒(硫)吸收層的光吸收特性，嚴(yán)重者會(huì)造成此光吸收層從P層變化成N層，所形成的太陽(yáng)能電池會(huì)失去電池的特性，以往為補(bǔ)充損失的硒，會(huì)使用硒化制程，即用高毒性的硒化氫氣體，以補(bǔ)充損失的硒成份，但高毒性的硒化氫氣體，稍一不慎會(huì)造成致命的危險(xiǎn)。因此，需要一種危險(xiǎn)性較低，又可補(bǔ)充VI族成份的光吸收層制作方法，以改善上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的非真空制作銅銦鎵硒吸收層的方法存在的缺陷，而提供一種新的非真空制作銅銦鎵硒吸收層的方法，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其不使用硒化法，避免使用危險(xiǎn)的硒化氫。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種非真空制作銅銦鎵硒吸收層的方法，用以在非真空下一鉬層上而形成均勻光吸收層，該方法包括以下步驟：步驟一，依據(jù)配方比例，混合含IB、IIIA及VIA族元素的二成份、三成份或四成份粉末以形成原始含銅銦鎵硒(硫)混合粉末；步驟二，在該混合粉末中添加額外的VIA族元素粉末，使VIA族的比例提高，形成含銅銦鎵硒或含銅銦鎵硒硫的最后混合粉末；步驟三，添加溶劑、界面活性劑和接著劑至該最后混合粉末中并進(jìn)行攪拌，藉以形成含有IB、IIIA及VIA族元素的銅銦鎵硒漿料；步驟四，將該銅銦鎵硒漿料涂布在鉬層上，軟烤使溶劑揮發(fā)形成光吸收前驅(qū)層；以及步驟五，再將含銅銦鎵硒(硫)前驅(qū)層的基板置于含VIA族元素粉末的RTA爐中，高溫形成VIA族蒸氣氣氛下退火長(zhǎng)晶，以形成含銅銦鎵硒(硫)的光吸收層。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。