[發(fā)明專利]一種用于薄膜太陽能電池的濺射靶

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310460875.5
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103469170A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉常
• 申請（專利權(quán)）人: 江西冠能光電材料有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光伏器件領(lǐng)域，尤其是涉及一種薄膜光伏器件或太陽能電池吸收層的制造工藝，特別是涉及一種用于薄膜太陽能電池的濺射靶。

背景技術(shù)

銅銦二硒化物及其鎵和硫取代的衍生物是屬于直接帯隙半導(dǎo)體材料，簡寫為CuIn_xGa_1-xSe₂S_2-Y（其中0≤x≤1,O≤y≤2）或者CIS，CIGSe或者CIGSeS。這類化合物是屬于IB-IIIA-VIA族材料，因其具有良好的光電性能，穩(wěn)定性能和高的能量轉(zhuǎn)換效率而被廣泛應(yīng)用于薄膜太陽能電池領(lǐng)域。另外，因其具有高于其他光伏電池材料的光吸收系數(shù)的緣故，CIGS電池吸收層可以做到低于2.5μm的厚度。銅銦二硒化物及其鎵和硫取代的衍生物為黃銅礦材料，是一種四面體結(jié)構(gòu)鍵合的材料。通過調(diào)節(jié)x值，可以得到帶隙約1.0ev的銅銦硒和1.7ev的（CuGaSe₂）銅鎵硒化合物；通過調(diào)節(jié)y值，可以得到帯隙約1.45?eV的二硫化銅銦CuInS₂和帯隙2.38ev銅鎵二硫化合物CuGaS₂。自從Wagner在1973年開發(fā)出12%效率的單晶CuInSe₂薄膜電池后，學(xué)者們已經(jīng)在這個(gè)領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)步。迄今CIGS的最高效率已經(jīng)達(dá)到了20.5%，接近于晶硅電池的效率(參考文獻(xiàn)：http://en.wikipedia.org/wiki/Copper_indium_gallium_selenide_solar_cells)。通常，CIGS薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)是由基板（玻璃或者柔性金屬箔或者聚合物）、背電極（鉬層）、1-3?μm的p-型CIGS吸收層、n-型緩沖層（如CdS）和透明的頂電極（ITO或摻雜ZnO層）組成。由于是多層結(jié)構(gòu)的原因，各層尤其是吸收層對器件的質(zhì)量有重要的影響。

最近研究表明：無論CIGS吸收層如何制備，所有高性能CIGS太陽能電池的半導(dǎo)體吸收層都具有一定共性（文獻(xiàn)：M.A.?Contreras等，Thin?Solid?Films?511-512(2006)51-54)）。首先，它們都呈多晶ɑ相。第二個(gè)特點(diǎn)就是金屬整體上呈現(xiàn)貧銅，最佳匹配是Cu/(In+Ga)=0.88-0.95。貧銅導(dǎo)致空穴載流子數(shù)量的遞增。貧銅結(jié)構(gòu)也是電子的良好接受體。?CIS?(CuInSe₂)?和CGS?(CuGaSe₂)的合金增加了帯隙。對于一個(gè)單結(jié)電池來說，為了達(dá)到最佳的能帶寬隙（1.5ev），Ga/(In+Ga)的比例是0.7。然而，當(dāng)比例超過0.3以上時(shí)，電池的性能卻會(huì)下降。目前，行業(yè)的目標(biāo)是將比值控制在0.3左右，使其帯隙控制在1.1-1.2ev之間。