[發(fā)明專利]CIGS太陽能電池結(jié)構(gòu)及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210401135.X
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN103378215A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊弦升;李文欽;朱立寰
• 申請（專利權(quán)）人: 臺積太陽能股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/032
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及了銅/銦/鎵/硒太陽能電池結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的銅/銦/鎵/硒(“CIGS”)薄膜太陽能電池的結(jié)構(gòu)中，薄膜堆疊件通常由基板、作為背接觸層(又稱為背電極)的鉬(“Mo”)薄膜層，以及作為吸收層的CIGS薄膜層。該結(jié)構(gòu)進一步包括緩沖層，例如CdS緩沖層，接著是頂電極層。這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過首先在基板上方沉積鉬薄膜層而形成。通過在Mo薄膜層上沉積Cu/In/Ga(CIG)金屬間前體層，接著在爐中硒化和任選地硫化CIG前體，因此將CIG前體層轉(zhuǎn)化成最終的CIGS/S層來形成CIGS薄膜吸收層。然而，所得到的在鉬薄膜層上形成的CIGS/S層經(jīng)常在CIGS/S層和鉬層之間的界面處出現(xiàn)空洞，并伴隨著CIGS/S層的分層或剝離。

可以在Mo/前體界面處形成Cu/Ga金屬間化合物。認為這些金屬間化合物會導(dǎo)致界面處的空洞形成。CIGS吸收層和背接觸層之間的空洞是不期望的，因為這些空洞會弱化Mo背接觸層和CIGS吸收層之間的界面。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述技術(shù)缺陷，一方面，本發(fā)明提供了一種制造薄膜光伏器件的方法，包括以下步驟：(a)在基板上形成背接觸層；(b)在所述背接觸層上形成富Se層；(c)通過沉積銅、鎵和銦在所述富Se層上形成前體層，得到第一中間結(jié)構(gòu)；(d)對所述第一中間結(jié)構(gòu)退火，從而沿著所述背接觸層和所述前體層之間的界面形成Cu/Se、Ga/Se或CIGS化合物，并得到第二中間結(jié)構(gòu)；以及(e)硒化所述第二中間結(jié)構(gòu)，從而在所述背接觸層上將所述前體層轉(zhuǎn)化成CIGS吸收層。

在所述的方法中，所述步驟(e)進一步包括在硒化步驟的同時硫化所述第二中間結(jié)構(gòu)。

在所述的方法中，形成所述富Se層包括沉積Se膜。

在所述的方法中，形成所述富Se層包括沉積MoSe化合物膜。

在所述的方法中，形成所述富Se層包括沉積InSe化合物膜。

在所述的方法中，形成所述富Se層包括沉積CuSe化合物膜。

在所述的方法中，形成所述富Se層包括沉積GaSe化合物膜。

在所述的方法中，在300℃和600℃之間的溫度下進行所述退火。

在所述的方法中，所述CIGS吸收體層沿著其與所述背接觸層的界面具有30至60原子％的Se濃度。

另一方面，本發(fā)明提供了一種制造薄膜光伏器件的方法，包括以下步驟：(a)在基板上形成背接觸層；(b)在所述背接觸層上形成富Se層；(c)通過沉積銅、鎵和銦在所述富Se層上形成前體層，得到第一中間結(jié)構(gòu)；(d)硒化所述第一中間結(jié)構(gòu)，從而沿著所述背接觸層和所述前體層之間的界面形成Cu/Se、Ga/Se或CIGS化合物，并得到第二中間結(jié)構(gòu)；以及(e)硒化所述第二中間結(jié)構(gòu)，從而在所述背接觸層上將所述前體層轉(zhuǎn)化成CIGS吸收層。

在所述的方法中，所述步驟(e)進一步包括在硒化步驟的同時硫化所述第二中間結(jié)構(gòu)。

在所述的方法中，形成所述富Se層包括沉積Se膜。

在所述的方法中，形成所述富Se層包括沉積MoSe化合物膜。

在所述的方法中，形成所述富Se層包括沉積InSe化合物膜。

在所述的方法中，形成所述富Se層包括沉積CuSe化合物膜。

在所述的方法中，形成所述富Se層包括沉積GaSe化合物膜。

在所述的方法中，所述CIGS吸收層沿著其與所述背接觸層的界面具有30至60原子％的Se濃度。

又一方面，本發(fā)明提供了一種CIGS太陽能電池結(jié)構(gòu)，包括：基板；背接觸層，設(shè)置在所述基板上；CIGS吸收層，設(shè)置在所述背接觸層上，其中，所述CIGS吸收層沿著其與所述背接觸層的界面具有30至60原子％的Se濃度。

在所述的結(jié)構(gòu)中，所述基板是玻璃基板或柔性金屬基板。

在所述的結(jié)構(gòu)中，所述背接觸層是鉬薄膜層。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的CIGS工藝。

圖2是本發(fā)明的方法的流程圖。

圖3示出了CIGS層中的Se的深度分布。

所有附圖均是示意性的，并且是不按比例的，因而這些附圖預(yù)期并不表示實際尺寸。

具體實施方式