[發明專利]化合物薄膜太陽能電池的制作方法及制作的太陽能電池

無效

• 申請號: 201210060125.4
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN103137784A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 朱容賢;賴明旺;洪東億
• 申請（專利權）人: 碩禾電子材料股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/032
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 何為;袁穎華

技術領域

本發明涉及一種化合物薄膜太陽能電池的制作方法及由此方法制得的太陽能電池，尤指一種可達到制程快速、無毒、良率佳以及可制成較大面積功效的太陽能電池。

背景技術

一般已用化合物薄膜太陽能的吸收材料層，其制作時具有三階段，第一階段是加入銦、鎵及硒，之后于進入第二階段時加入銅及硒，當進入第三階段時加入銦、鎵及硒，藉以利用該三階段制成化合物薄膜太陽能的吸收材料層（如：美國專利US?5,436,204所示）。

然，以上述已知的三階段而言，其各階段的步驟中是以非固定溫度的方式進行，由于各階段的溫度不是固定的，因此，于進行控制時，溫度是具有變化性的，如此，當溫度固定以后若要再加以升溫時，便會有溫度難以控制的狀態發生，導致工作溫度不易受到控制，而造成諸多狀況，嚴重影響其制作過程的良率，再者更會因如此復雜不易控制的操作溫度，而有不易作成大面積的情形，使得化合物薄膜太陽能的吸收材料層無法量產。

另一已知的方式是于進行濺鍍后，再進行硒化與硫化（如：美國專利US?5,981,868所示，其硒化的過程是在做事后的熱擴散時才進行），但此方式會有毒物產生，較不環保且安全性亦相對較差，而且其制作過程的時間約8小時～12小時，再者由于兩種已知的方式會因制作過程步驟的不同有真空及無真空狀態，或以蒸鍍方式進行制作，不但造成功時及功序上的浪費，更會使結構材料的特性較差。

有鑒于此，本案的發明人特針對前述已知發明問題深入探討，并藉由多年從事相關產業的研發與制造經驗，積極尋求解決之道，經過長期努力的研究與發展，終于成功地開發出本發明，藉以改善已知技術的種種問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對上述現有技術的不足，提供一種化合物薄膜太陽能電池的制作方法及制作的太陽能電池，可達到制程快速、無毒、良率佳以及可制成較大面積的功效。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種化合物薄膜太陽能電池的制作方法，該太陽能電池的制作包括雙漸層結構的吸收材料層的制作，該吸收材料層是于真空腔體內在500-600℃以濺鍍方式配合持續通入的硒蒸氣進行制作，其特點是：該吸收材料層的制程包括三階段，第一階段是于正規化功率0.35W±10%與0.5W±10%時分別導入銦（In）及銅鎵（CuGa），而銦（In）與銅鎵（CuGa）的摻雜濃度比例為3.5：5；第二階段是于正規化功率0.1W±10%、0.2W±10%與0.75W±10%時分別導入銅鎵（CuGa）、銅（Cu）及銦（In），而該銅鎵（CuGa）、銅（Cu）與銦（In）的摻雜濃度比例為1：2：7.5；第三階段是于正規化功率0.35W±10%與0.5W±10%時分別導入銦（In）及（CuGa），而該銦（In）與銅鎵（CuGa）的摻雜濃度比例為3.5：5。

于本發明上述的實施例中，該第一階段占總制作過程的時間為45%±20%。

于本發明上述的實施例中，該第二階段占總制作過程的時間為50%±20%。

于本發明上述的實施例中，該第三階段占總制作過程的時間為5%±5%。

本發明的吸收材料層還可為單層結構，其單層吸收材料層的制作方法：其控制條件為單階段，該階段是于正規化功率0.35W±10%與0.5W±10%時分別導入銦（In）及銅鎵（CuGa），而銦（In）與銅鎵（CuGa）的摻雜濃度比例為3.5：5。

上述的實施例中，該階段占總制作過程的時間為100%。

采用上述方法制作的太陽能電池包含有鈉玻璃基板、設于鈉玻璃基板上的鉬（Mo）材料層、設于鉬（Mo）材料層上的吸收材料層、設于吸收材料層上的硫化鎘（CdS）材料層、設于硫化鎘（CdS）材料層上的氧化鋅（ZnO）材料層、及設于氧化鋅（ZnO）材料層上的透明導電層（AZO）。

于本發明的另一實施例中，采用上述方法制得的太陽能電池包含有不銹鋼基板、設于不銹鋼基板上的鉻（Cr）材料層、設于鉻（Cr）材料層上的鉬鈉（MoNa）材料層、設于鉬鈉（MoNa）材料層上的鉬（Mo）材料層、設于鉬（Mo）材料層上的吸收材料層、設于吸收材料層材料層上的硫化鎘（CdS）材料層、設于硫化鎘（CdS）材料層上的氧化鋅（ZnO）材料層、及設于氧化鋅（ZnO）材料層上的透明導電層（AZO）。

如此，無論是本發明吸收材料層的雙漸層結構還是單層結構，運用于太陽能電池時均可達到較佳的光電轉換效率，具有制作過程快速、無毒、良率佳以及可制成較大面積的功效。

附圖說明：

圖1是本發明的化合物薄膜太陽能電池示意圖。