[發(fā)明專利]用于大規(guī)模處理覆蓋玻璃基板的基于CIS和/或CIGS的薄膜的熱管理和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010503956.5
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN102034895A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設計）人: 羅伯特D·維廷
• 申請（專利權）人: 思陽公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;C23C16/52;C23C16/30
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

技術領域

本發(fā)明總體涉及光伏技術。更具體地，本發(fā)明提供了一種用于使用銅銦二硒化物(銅銦二硒，硒化銦銅)物質(CIS)、銅銦鎵二硒化物(銅銦鎵硒，二硒化銅銦鎵)物質(CIGS)和/或其它的薄膜光伏裝置的方法和結構。本發(fā)明可應用于光伏模塊、柔性板(柔性片材)、建筑或窗玻璃、汽車等。?

背景技術

在制造CIS和/或CIGS類型的薄膜的方法中，存在各種制造挑戰(zhàn)，例如，保持基板材料的結構完整性，確保薄膜材料的均勻性和粒度等。雖然過去傳統的技術已經解決了部分這些問題，但是它們在各種情況中經常是不適當的。因此，期望具有改善的用于制造薄膜光伏裝置的系統和方法。?

發(fā)明內容

本發(fā)明總體涉及光伏技術。更具體地，本發(fā)明提供了一種用于使用銅銦二硒化物物質(CIS)、銅銦鎵二硒化物物質(CIGS)和/或其它的薄膜光伏裝置的方法和結構。本發(fā)明可應用于光伏模塊、柔性板、建筑或窗玻璃、汽車等。?

根據一個實施方式，本發(fā)明提供了一種用于制造銅銦二硒化物半導體薄膜的方法。該方法包括提供多個基板，每個基板具有銅和銦復合結構。該方法還包括將多個基板轉移到熔爐中，將多個基板中的每一個相對于重力的方向以垂直定向而設置，用數字N限定多個基板，其中，N大于5。該方法進一步包括：將包括硒化物物質和載氣的氣態(tài)物質引入到熔爐中，并將熱能轉移到熔爐中，以將溫度從第一溫度提高至第二溫度，所述第二溫度在約350℃至約450℃的范圍內，以至少在每個基板上開始由銅和銦復合結構形成銅銦二硒化物薄膜。該方法另外包括將溫度保持在大約第二溫度一段時間。該方法還包括從熔爐中至少去除殘余的硒化物物質。該方法進一步包括將硫化物物質引入到熔爐中。該方法還包括將溫度提高至第三溫度，所述第三溫度在約500℃到525℃的范圍內，同時將多個基板保持在包括硫物質的環(huán)境中，以從銅銦二硒化物薄膜中提取出一種或多種硒物質。?

可以理解，本發(fā)明提供了超過傳統技術的許多益處。其中，本發(fā)明的系統和方法與傳統系統兼容，這允許節(jié)省成本的實現。在各種實施方式中，溫度控制方法保持基板的結構完整性，同時提供允許發(fā)生各種反應。此外還存在其它益處。?

附圖說明

圖1是根據本發(fā)明的一個實施方式的具有重疊電極層的透明基板的簡化圖；?

圖2和圖2A是根據本發(fā)明的一個實施方式的包括銅和銦薄膜的復合結構的簡化圖；?

圖3是根據本發(fā)明的一個實施方式的熔爐的簡化圖；?

圖4是根據本發(fā)明的一個實施方式的用于形成銅銦二硒化物層的方法(工藝)的簡化圖；?

圖5和圖5A是根據本發(fā)明的一個實施方式的熔爐的溫度分布的簡化圖；以及?

圖6A和圖6B是根據本發(fā)明的一個實施方式的薄膜銅銦二硒化物器件的簡化圖。?

圖7示出了根據本發(fā)明的一個實施方式的通過原位熱偶測量的示例性熔爐溫度分布。?

圖8示出了根據本發(fā)明的一個實施方式的熔爐中的不同區(qū)域處的示例性溫度分布設置點。?

圖9示出了根據本發(fā)明的一個實施方式的示例性熔爐溫度分布和基板溫度均勻度。?

圖10示出了來自根據本發(fā)明的一個實施方式的熔爐中的十個基板的示例性電池斷路電壓分布。?

具體實施方式

本發(fā)明總體涉及光伏技術。更具體地，本發(fā)明提供了一種用于使用銅銦二硒化物物質(CIS)、銅銦鎵二硒化物物質(CIGS)和/或其它的薄膜光伏裝置的方法和結構。本發(fā)明可應用于光伏模塊、柔性板、建筑或窗玻璃、汽車等。?

圖1是根據本發(fā)明的一個實施方式的具有重疊電極層的透明基板的簡化圖。該圖僅是一個實例，其不應限制本申請中的權利要求的范圍。如所示出的，結構100包括透明基板104。在一個實施方?式中，基板104可以是玻璃基板，例如，鈉鈣玻璃。然而，也可使用其它類型的基板。基板的實例包括硼硅酸鹽玻璃、丙烯酸玻璃、糖玻璃、特制Corning^TM玻璃等。如所示出的，在基板104上沉積包括金屬電極層102的接觸層。根據一個實施方式，金屬電極層102包括由預定導電率表征的金屬材料，該導電率對于基于薄膜的太陽能電池應用是最佳的。取決于應用，可能以各種方式沉積金屬電極層102。例如，金屬電極層102主要包括通過濺射沉積的鉬薄膜。例如，電極層102的厚度可以在200至700μm的范圍內。可以使用濺射裝置(例如，直流磁控管濺射裝置)在基板上沉積材料的薄膜。這樣的裝置是眾所周知的并且是可商業(yè)上獲得的。但是，應理解，也可以使用其它類型的設備和/或方法，例如，在基于真空的環(huán)境中蒸發(fā)。作為一個實例，下面描述濺射沉積方法。?