[發(fā)明專利]銅銦鎵硒光吸收層薄膜的四元單靶射頻磁控濺射制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110388411.9
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN103132034A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴新義;周愛軍;徐曉輝;馮利東;李晶澤
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.銅銦鎵硒光吸收層薄膜的四元單靶射頻磁控濺射制備方法，其特征在于，使用單一的四元銅銦鎵硒靶材，通過調(diào)控射頻磁控濺射的濺射參數(shù)及選擇靶材成分配比，直接制備能用作太陽能電池光吸收層的銅銦鎵硒薄膜，無需后續(xù)的硒化退火工藝，其特征在于，該方法制備步驟如下：

(1)在磁控濺射腔體內(nèi)安裝好Mo靶和CuIn_1-xGa_xSe_y靶，然后把清洗好的鈉鈣玻璃基片安裝在腔體內(nèi)，對濺射腔體抽真空至1x10^-3Pa以下，接著對基片進行加熱，待基片加熱溫度穩(wěn)定后通入純度大于99.99％的Ar氣，使用直流濺射在基片上沉積總厚度為0.5-1.5μm的鉬薄膜，作為薄膜太陽能電池的鉬背電極；

(2)保持一定的襯底溫度，使用射頻磁控濺射在鍍有鉬背電極的鈉鈣玻璃襯底上沉積厚度為1.0-3.0μm的CIGS薄膜，得到可用作薄膜太陽能電池光吸收層的銅銦鎵硒薄膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅銦鎵硒光吸收層薄膜的四元單靶射頻磁控濺射制備方法，其特征在于，所述的CuIn_1-xGa_xSe_y靶材純度大于99.9％，式中0≤x≤0.5，2≤y≤2.5。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅銦鎵硒光吸收層薄膜的四元單靶射頻磁控濺射制備方法，其特征在于，所述的步驟(1)中雙層Mo薄膜的制備條件為：基片溫度為25-600℃，基片轉(zhuǎn)速為5-20rpm，靶基距為5-12cm，Ar氣流量為20-100sccm，濺射功率為80-200W，第一層Mo的濺射氣壓為1-5Pa，相應(yīng)的濺射時間為5-15min，第二層Mo的濺射氣壓為0.1-1.0Pa，相應(yīng)的濺射時間為10-25min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅銦鎵硒光吸收層薄膜的四元單靶射頻磁控濺射制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)中CIGS薄膜的制備條件為：基片溫度為300-600℃，基片轉(zhuǎn)速為5-20rpm，靶基距為3-12cm，Ar氣流量為20-100sccm，射頻濺射功率為80-200W，濺射氣壓為0.1-5.0Pa，濺射時間為30-180min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅銦鎵硒光吸收層薄膜的四元單靶射頻磁控濺射制備方法，其特征在于，鍍膜完畢后樣品在腔體中自然冷卻，不需要經(jīng)過后續(xù)的硒化退火工藝，即得到具有黃銅礦結(jié)構(gòu)能用作薄膜太陽能電池光吸收層的銅銦鎵硒薄膜。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅銦鎵硒光吸收層薄膜的四元單靶射頻磁控濺射制備方法，其特征在于，所制備的CIGS薄膜表面平整，結(jié)構(gòu)致密，粗大的柱狀晶粒貫穿薄膜上下表面，有明顯的(220/204)擇優(yōu)取向。