[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201210035816.9
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN103258898A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬格林;張建柱;孫玉娣;彭博
• 申請（專利權(quán)）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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一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及光伏器件CIGS薄膜太陽電池的制備工藝，尤其涉及鈉鈣玻璃襯底上吸收層CIGS的沉積和處理方法。?

二、背景技術(shù)

對薄膜太陽電池組件來說，迄今為止，用Cu(InGa)Se₂(CIGS)薄膜做吸收層的太陽電池具有最高的光電轉(zhuǎn)換效率。Mo/CIGS背接觸靠近CIGS最大吸收區(qū)，背接觸特性嚴(yán)重退化，可導(dǎo)致吸收效率降低。降低背接觸影響的第一個方法為使用粘附層，增加CIGS在Mo的附著性，降低背接觸電阻，增加空穴載流子的收集效率；第二個方法為使用帶隙梯度，使靠近吸收層背面的Ga含量最大，靠近吸收層表面的Ga含量最小。通過增加吸收層的晶粒尺寸和晶粒排列有序度增加載流子遷移率，可降低載流子復(fù)合。此外二次相Cu_xSe的導(dǎo)電性使CIGS/CdS界面的漏電流增加，增大了CIGS表面粗糙度，因此除掉Cu_xSe，既可減小CIGS表面粗糙度，不但可降低載流子表面復(fù)合，還可，形成貧銅的CIGS鏡狀表面，改善CIGS/CdS界面的電學(xué)特性。當(dāng)前通過典型的三步法和高溫Se化法沉積的CIGS吸收層并不能保證形成Ga分布的“后偏析”，大的柱狀晶粒，Mo/CIGS界面良好的歐姆特性。?

發(fā)明內(nèi)容

針對當(dāng)前CIGS吸收層與Mo的粘附性不好，Mo背接觸的歐姆特性較差，不易形成柱狀大晶粒，Ga的后偏析，二次相Cu_xSe導(dǎo)電性對CIGS/CdS界面的影響等，提出了在沉積工藝位置帶來的不利影響，本Na摻雜方法要解決的問題是如何避免Na對CIGS膜層生長的不利影響，充分發(fā)揮其增強(qiáng)P型導(dǎo)電作用的問題，提出了在Mo與CIGS間形成CuGaSe₂，在沉積(In_1-xGa_x)₃Se₅預(yù)制層時采用高的[Ga]/[In+Ga]，采用590℃和高的[Cu]/[In+Ga]形成富銅的滿足化學(xué)計量比的Cu(InGa)Se₂，最后通過Br₂水溶液刻蝕和沉積In₂Se₃形成貧銅的表面層，并對其進(jìn)行退火處理。?

優(yōu)選的，Cu源的蒸發(fā)溫度固定在1070℃，Se源的蒸發(fā)溫度固定在185℃，Ga源的蒸發(fā)溫度固定在890℃，使在380℃下，沉積[Cu]/[Ga]＝1.55，0.2μm厚的CuGaSe₂膜層層增強(qiáng)CIGS層在涂敷Mo的鈉鈣玻璃沉底上的附著性，減小背接觸電阻，增強(qiáng)Mo的歐姆接觸特性，同時有利于生長貫穿整個膜層厚度的，垂直于膜層表面排列的柱狀晶粒。?

優(yōu)選的，沉積(In_1-xGa_x)₃Se₅預(yù)制層時，In源的蒸發(fā)溫度為930℃，Ga源的蒸發(fā)溫度?為1100℃，In源的蒸發(fā)溫度為215℃。?

優(yōu)選的，(In_1-xGa_x)₃Se₅預(yù)制層的沉積溫度為400℃。?

優(yōu)選的，沉積(In_1-xGa_x)₃Se₅預(yù)制層時，In的蒸發(fā)沉積速率為?/sec，Ga的蒸發(fā)沉積速率為?/sec，Se的蒸發(fā)沉積速率為?/sec，[Ga]/[In+Ga]～0.43。?

優(yōu)選的，(In_1-xGa_x)₃Se₅預(yù)制層的沉積時間為16min。?

優(yōu)選的，預(yù)制層(In_1-xGa_x)₃Se₅沉積結(jié)束后，關(guān)閉Ga源使其蒸發(fā)沉積速率降低為零后再關(guān)閉In源。?

優(yōu)選的，當(dāng)In源的蒸發(fā)沉積速率降低為零后，在Se氣氛中，7min內(nèi)將襯底從400℃升高至590℃。?

[0010]優(yōu)選的，沉積富銅化學(xué)計量比的Cu(InGa)Se₂膜時，Cu源的蒸發(fā)溫度為1300℃，Cu的蒸發(fā)沉積速率為?/sec。

優(yōu)選的，富銅化學(xué)計量比的Cu(InGa)Se₂膜的沉積時間為20min，20min后[Cu]/[In+Ga]達(dá)到最大值1.25，此外膜層沉積16min時獲得化學(xué)計量比的Cu(InGa)Se₂。?