[發(fā)明專利]銅銦硒類太陽能電池及其制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010601049.4
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102569441A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘潤文
• 申請（專利權(quán)）人: 慧濠光電科技股份有限公司
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/18
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;李昆岐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種銅銦硒類太陽能電池及其制作方法。

背景技術(shù)

在銅銦鎵類太陽能電池中，關(guān)鍵在于制作銅銦鎵硒薄膜或銅銦鎵硒硫薄膜的過程，通常銅銦鎵硒薄膜的制作過程中，以濺鍍銅銦鎵合金靶材、共濺鍍銅鎵合金靶材及銦靶材、共濺鍍銅鎵合金靶材及銅銦合金靶材等方式，制作出銅銦鎵薄膜，接著進行硒化步驟或進一步硫化而制成銅銦鎵硒薄膜或銅銦鎵硒硫薄膜，制程中需要在高溫下通入硒蒸氣、氫化硒或硫化氫，這都是對于人體有毒的氣體，在制程以及機械保養(yǎng)的過程中都具有潛在的工安危險。

此外，以此方法制程生產(chǎn)時間耗時較久、材料利用率不高，使得制造成本昂貴，另外，經(jīng)過硒化所制作的銅銦鎵硒薄膜，其中銅、銦、鎵、硒的組成及晶相并不均勻，使成份難以控制，且在晶界上常有Cu_xSe、In₂Se₃等雜項產(chǎn)生，而造成得良率不佳，進而減低了太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

再者，也有所謂采用粉末冶金，將單一元素或合金粉末，經(jīng)球磨混合均勻，高溫熔融成靶材的銅銦鎵硒合金靶，此形態(tài)的靶材因沒有化合，濺鍍的過程，易產(chǎn)生偏析，使成分隨使用時間變化，膜質(zhì)再現(xiàn)性不佳。

因此，需要一種具有成份均勻銅銦鎵硒薄膜或銅銦鎵硒硫薄膜的太陽能電池，以及安全且能夠提高制程效率、減少制程成本的制作方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種銅銦硒類太陽能電池，該銦硒類太陽能電池包含由下而上依序堆棧的基板、背部金屬電極、光吸收層、透明導(dǎo)電層以及接觸電極層。光吸收層包含多個光吸收薄膜，且所述光吸收薄膜的原子比例為Cu_xIn_1-yGa_ySe_z，0≤x≤1.2，0≤y≤1，1.6≤z≤2.4的銅銦鎵硒化合物(CIGS)薄膜，或是為具有原子比例為Cu_xIn_1-yGa_y(S_zSe_1-z)₂，0.5≤x≤2，0≤y≤1，0≤z≤0.3的銅銦鎵硒硫(CIGSS)化合物薄膜，且每一光吸收薄膜的原子比例不同，可依照需求而制作。

本發(fā)明的另一目的是提供一種銅銦硒類太陽能電池的制作方法。銅銦硒類太陽能電池的制作方法包含背部電極成膜步驟、光吸收層成膜步驟、透明導(dǎo)電層成膜步驟以及接觸電極形成步驟，該背部電極成膜步驟是在基板上形成高反射性的金屬薄膜，以作為背部金屬電極。光吸收層成膜步驟是多個具有不同原子比例的靶材分別在背部金屬電極依序以直流濺鍍或是射頻濺鍍而形成多個光吸收薄膜，所述靶材是原子比例為Cu_xIn_1-yGa_ySe_z，0≤x≤1.2，0≤y≤1，1.6≤z≤2.4的銅銦鎵硒化合物靶材，或為Cu_xIn_1-yGa_y(S_zSe_1-z)₂，0.5≤x≤2，0≤y≤1，0≤z≤0.3的銅銦鎵硒硫化合物靶材。

透明導(dǎo)電層成膜步驟是在該光吸收層上形成透明導(dǎo)電氧化物薄膜，其中該透明導(dǎo)電層可以為ITO薄膜、AZO薄膜、GZO薄膜以及IZO薄膜的至少其中之一。接觸電極形成步驟是在該透明導(dǎo)電層上形成接觸電極，該接觸電極通常以鋁(Al)、鎳(Ni)或其合金所形成。

本發(fā)明的特點在于通過直接以數(shù)個具有不同原子比例的銅銦鎵硒靶材或銅銦鎵硒硫靶材以直流濺鍍或是射頻濺鍍的方式形成光吸收層，不需經(jīng)過硒化及硫化，具有較安全的制程、較佳的制程效率以及較低的制作成本。另外，以此銅銦鎵硒靶材或銅銦鎵硒硫靶材濺鍍薄膜的方式，對于成份控制較為容易，且形成的薄膜晶相單一，且濃度均勻，光電轉(zhuǎn)換效率也更加提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明銅銦硒類太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明銅銦硒類太陽能電池的制作方法的流程圖。

【主要組件符號說明】

1銅銦硒類太陽能電池

10基板

20背部金屬電極

30光吸收層

31第一光吸收薄膜

33第二光吸收薄膜

35第三光吸收薄膜

40透明導(dǎo)電層

50接觸電極層

60緩沖層

70透明氧化層

S1銦硒類太陽能電池的制作方法