[發明專利]用于薄膜光伏材料的硒化的大規模方法和熔爐系統

有效

• 申請號: 201010503974.3
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN102031497A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 羅伯特D·維廷
• 申請（專利權）人: 思陽公司
• 主分類號: C23C16/30
• 分類號: C23C16/30;C23C16/52;C23C16/46;C23C16/455
• 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

1.一種用于制造銅銦二硒化物半導體薄膜的方法，包括：

提供多個基板，每個所述基板具有銅和銦復合結構；

將所述多個基板轉移至熔爐中，所述多個基板中的每一個相對于重力方向垂直定向而設置，用數字N限定所述多個基板，其中，N大于5；

將包括硒化物物質和第一載氣的氣態物質引入所述熔爐中，并將熱能轉移入所述熔爐中，以將溫度從第一溫度升高至第二溫度，所述第二溫度的范圍是從約350℃到約450℃，以至少在每個所述基板上開始由所述銅和銦復合結構形成銅銦二硒化物薄膜；

將溫度保持在大約所述第二溫度一段時間；

從所述熔爐去除至少殘余的硒化物物質；

將硫化物物質引入所述熔爐中；

將溫度保持在預定水平，以允許所述多個基板達到預定水平的溫度均勻度；以及

將溫度升高至第三溫度，所述第三溫度的范圍是從約500℃到525℃或更高，同時將所述多個基板保持在包括硫物質的環境中，以從所述銅銦二硒化物薄膜提取出一種或多種硒物質。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，在所述時間段中引入第二載氣。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述第二載氣至少包括氮氣物質。

4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述第一載氣和所述第二載氣基本上包括相同的物質。

5.根據權利要求2所述的方法，進一步包括在所述時間段后去除所述第二載氣。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述預定水平的溫度均勻度的特征在于，單個基板的不同區域上的溫差小于5％。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述預定水平的溫度均勻度的特征在于，單個基板的不同區域上的溫差為25攝氏度以下。

8.根據權利要求1所述的方法，進一步包括蒸發所述基板上的銅材料。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第二溫度的范圍是從約380℃到約460℃。

10.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一溫度的范圍是從室溫到約100℃。

11.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第二溫度保持約10至60分鐘。

12.根據權利要求1所述的方法，其中，所述硒化物物質包括H₂Se氣體。

13.根據權利要求1所述的方法，其中，所述硫化物物質包括H₂S氣體。

14.根據權利要求1所述的方法，其中，N大于40。

15.根據權利要求1所述的方法，其中，所述多個基板中的每一個間隔預定距離。

16.根據權利要求1所述的方法，其中，所述熔爐的特征在于具有大約小于25攝氏度的均勻度的溫度分布。

17.根據權利要求1所述的方法，其中，每個所述基板保持為沒有翹曲或損壞的基本上平面的構造。

18.根據權利要求1所述的方法，其中，去除至少殘余的硒化物物質而終止反應，以形成所述銅銦二硒化物薄膜。

19.根據權利要求1所述的方法，其中，所述硫化物物質的引入包括，在將所述熔爐保持在所述第二溫度的同時，回填所述熔爐。

20.根據權利要求1所述的方法，其中，從所述熔爐去除殘余的硒化物物質，直至所述熔爐處于真空構造中。

21.根據權利要求1所述的方法，其中，所述基板進一步包括鎵材料。

22.根據權利要求1所述的方法，其中，所述銅和銦復合結構包括銅和銦的合金材料。

23.根據權利要求1所述的方法，其中，所述銅和銦復合結構包括銅材料層和銦材料層。