[發明專利]一種鈉鈣玻璃襯底上CIGS吸收層的制備方法

無效

• 申請號: 201210035816.9
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN103258898A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 馬格林;張建柱;孫玉娣;彭博
• 申請（專利權）人: 任丘市永基光電太陽能有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;C23C14/16;C23C14/34;C23C14/35;C23C14/24;C23C14/06
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1.一種鈉鈣玻璃襯底上Cu(In_1-xGa_x)Se₂(CIGS)吸收層的沉積方法，其特征在于，其包括：

蒸發Cu、Ga、Se在涂覆Mo的鈉鈣玻璃襯底上，形成CuGaSe₂層，

蒸發In、Ga和Se形成(In_1-xGa_x)₃Se₅預置層，

蒸發Cu和Se形成富銅化學計量比的Cu(InGa)Se₂和二次相Cu_xSe，

Br₂水溶液刻蝕二次相Cu_xSe，

蒸發In、Se，使表層形成貧銅富銦層。

蒸發沉積In和Se，在刻蝕表面形成In₂Se₃層，然后退火，使CIGS表面成為富銦貧銅的鏡狀表面。

2.根據權利要求1所述的CIGS吸收層的沉積方法，其特征在于：在涂覆Mo層的柔性襯底上共蒸發Cu、Ga、Se源，沉積CuGaSe₂膜層。CuGaSe₂膜層厚度為0.2μm，沉積溫度380℃，Cu源的蒸發溫度固定在1070℃，Se源的蒸發溫度固定在185℃，Ga源的蒸發溫度固定在890℃，[Cu]/[Ga]＝1.55。

3.根據權利要求1所述的CIGS吸收層的沉積方法，其特征在于：In源的蒸發溫度為930℃，Ga源的蒸發溫度為1100℃，In源的蒸發溫度為215℃。在Se氣氛中，1-2min內將襯底從380℃升高至400℃，在400℃下，共蒸發In、Ga、Se于CuGaSe₂膜層表面上，形成(InGa)₃Se₅預置層，持續蒸發16min。In的蒸發沉積速率為/sec，Ga的蒸發沉積速率為/sec，Se的蒸發沉積速率為/sec，[Ga]/[In+Ga]～0.43。

4.根據權利要求1所述的CIGS吸收層的沉積方法，其特征在于：關閉Ga源使其蒸發速率降低為零后再關閉In源。直至In源蒸發沉積速率降低為零后，在Se氣氛中，7min內將襯底從400℃升高至590℃。

5.根據權利要求1所述的CIGS吸收層的沉積方法，其特征在于：Cu源的蒸發溫度為1300℃，Cu的蒸發沉積速率為/sec，Cu、Se共蒸發生長16min后，獲得化學計量比的Cu(InGa)Se₂，Cu、Se共蒸發生長20min后，[Cu]/[In+Ga]max＝1.25。

6.根據權利要求1所述的CIGS吸收層的沉積方法，其特征在于：關閉Cu源后，使樣品在Se氣氛下、590℃下退火2min，隨后關閉襯底加熱裝置，使其溫度從590℃降低到300℃時關閉Se源。

7.根據權利要求1所述的CIGS吸收層的沉積方法，其特征在于：室溫下，用0.23mol/L的Br₂水溶液刻蝕CIGS表面8min，其中Br₂水溶液加有濃度為0.12mol/L的KBr溶液。

8.根據權利要求1所述的CIGS吸收層的沉積方法，其特征在于：將襯底溫度從室溫升高到390℃，蒸發沉積In和Se，使其在CIGS表面形成厚0.12μm、In/Se＝1.4/8的In₂Se₃膜，隨后關閉In源，使樣品在Se氣氛下，390℃退火30min。