[發(fā)明專利]碲化鎘薄膜沉積的蒸發(fā)源及其制備方法

無效

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• 申請日: 2011-09-07
• 公開（公告）號: CN102978573A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設計）人: 蔣猛;劉志強
• 申請（專利權）人: 無錫尚德太陽能電力有限公司;四川尚德太陽能電力有限公司
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24;C23C14/06;H01L31/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 唐立;王忠忠

技術領域

本發(fā)明屬于薄膜太陽電池技術領域，涉及用于制備碲化鎘（CdTe）薄膜太陽電池的CdTe薄膜的蒸發(fā)源以及該蒸發(fā)源的制備方法。?

背景技術

在新能源技術領域，太陽電池應用越來越廣泛，并且工業(yè)界在不斷地追求太陽電池的低成本制造，從而實現太陽電池大規(guī)模廣泛應用。其中，薄膜太陽電池相對單晶硅或多晶硅太陽電池在低成本特性方面前景良好，因此，薄膜太陽電池被不斷深入研究并開始商業(yè)化應用。

????CdTe薄膜太陽電池是當前開始商業(yè)化應用的主要類型的薄膜太陽電池，在CdTe薄膜太陽電池中，?p型的CdTe層與n型的CdS（硫化鎘）層形成pn異質結，其在光伏效應下可以在pn異質結的兩端形成光生電流。因此，CdTe薄膜太陽電池的制備過程中必然包括CdTe的薄膜沉積過程。

近空間升華法（CSS）常用于CdTe薄膜太陽電池制備中的CdTe薄膜沉積過程，其使用帶有CdTe的蒸發(fā)源以及用于沉積CdTe薄膜的襯底，蒸發(fā)源與襯底之間的距離較近，因此，CSS方法對蒸發(fā)源的平整度就有較高的要求（例如，要求平整度達到±0.5mm）。現有技術中，通常是將CdTe先蒸發(fā)到平整的石墨或石英上形成相對平整的蒸發(fā)源，然后使用該蒸發(fā)源進行CSS的CdTe薄膜沉積過程，從而滿足CSS的蒸發(fā)源的高平整度要求，這一過程通常被稱為翻源。

現有技術通過翻源制備蒸發(fā)源時，一般是采用已經合成好的高純CdTe化合物粉末作為原料；高純CdTe化合物的合成方法多是將混合均勻的碲或鎘高純單質在密封的真空石英瓶內、進行加熱以合成CdTe化合物，最后粉碎成所需要的CdTe化合物粉末。這種制備蒸發(fā)源的方法需要非常嚴格的環(huán)境和過程控制，因此，CdTe化合物粉末較貴（通常每公斤在4000元以上），蒸發(fā)源的成本也昂貴，進而限制CdTe太陽電池的低成本制備。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于，降低用于制備太陽電池的蒸發(fā)源的成本。

為實現以上目的或者其它目的，本發(fā)明提供以下技術方案。

按照本發(fā)明的一方面，提供一種蒸發(fā)源的制備方法，所述蒸發(fā)源用于制備碲化鎘薄膜太陽電池的碲化鎘薄膜，該方法包括以下步驟：

（1）按比例混合形成包括鎘金屬粉末和碲單質粉末的粉末混合物；

（2）將所述粉末混合物平鋪于熱蒸發(fā)設備的熱蒸發(fā)源上；以及

（3）在500℃至900℃的溫度條件下蒸鍍至平整的蒸發(fā)源襯底上形成碲化鎘化合物。

按照本發(fā)明提供的制備方法的一實施例，其中，所述鎘金屬粉末和碲單質粉末的粒徑均小于或等于100目。

按照本發(fā)明提供的制備方法的又一實施例，其中，所述步驟（1）中，在混合前或混合后還包括篩選過程，以使所述鎘金屬粉末和碲單質粉末的粒徑均小于或等于100目。

按照本發(fā)明提供的制備方法的再一實施例，其中，所述步驟（1）中，先按比例混合金屬鎘和單質碲、再粉碎所述金屬鎘和單質碲以形成所述粉末混合物。

在之前所述制備方法中，優(yōu)選地，所述金屬鎘的純度大于或等于99.99%，所述單質碲的純度大于或等于99.99%。

按照本發(fā)明提供的制備方法的還一實施例，其中，所述步驟（1）中，分別粉碎金屬鎘和單質碲以相應形成所述鎘金屬粉末和碲單質粉末、再按比例混合所述鎘金屬粉末和碲單質粉末以形成所述粉末混合物。

在之前所述制備方法中，優(yōu)選地，鎘金屬粉末的純度大于或等于99.99%，所述碲單質粉末的純度大于或等于99.99%。

在之前所述制備方法的實施例中，優(yōu)選地，所述鎘金屬粉末和碲單質粉末的化學計量比的范圍為1:2至2:1。

在一實例中，所述鎘金屬粉末和碲單質粉末的化學計量比為1:1.1，所述碲化鎘化合物為富碲的多晶碲化鎘。

在又一實例中，所述鎘金屬粉末和碲單質粉末的化學計量比為1:1，所述碲化鎘化合物為未摻雜的多晶碲化鎘。

在之前所述制備方法的實施例中，優(yōu)選地，所述步驟（2）中，平鋪的所述粉末混合物的厚度的范圍為1毫米至10毫米。

在之前所述制備方法的實施例中，優(yōu)選地，所述步驟（2）中，平鋪的所述粉末混合物的厚度差在1毫米之內。

在之前所述制備方法的實施例中，優(yōu)選地，所述步驟（3）中在真空條件或惰性氣體氣氛條件下完成。

按照本發(fā)明提供的制備方法的又一實施例，其中，其特征在于，所述步驟（3）中，所述粉末混合物通過兩段式升溫實現500℃至900℃的溫度條件，其中，第一段為升溫至350-450℃溫度范圍、并保溫10至25分鐘，第二段為升溫至500℃-900℃溫度范圍。