[發(fā)明專(zhuān)利]基于MEMS工藝制備CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201811328644.8 | 申請(qǐng)日： | 2018-11-09 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN109353986A | 公開(kāi)（公告）日： | 2019-02-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 馬鐵英;金晶;沈曄 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 中國(guó)計(jì)量大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | B81C1/00 | 分類(lèi)號(hào)： | B81C1/00;H01L31/18 |
| 代理公司： | 暫無(wú)信息 | 代理人： | 暫無(wú)信息 |
| 地址： | 310018 浙江省*** | 國(guó)省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 次光 制備 剝離 光刻膠 金屬層 隔斷 背電極結(jié)構(gòu) 光電轉(zhuǎn)換率 單元組件 頂層電極 工藝兼容 功能膜層 批量加工 玻璃片 層結(jié)構(gòu) 電互連 毫米級(jí) 微米級(jí) 掩膜版 淀積 光刻 刻劃 刻蝕 沉積 無(wú)損 生產(chǎn)成本 損傷 | ||
基于MEMS工藝制備CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的方法，該方法包含：1.將氧化好的玻璃片進(jìn)行第一次光刻并沉積Mo金屬層2.利用CMP工藝形成Mo背電極結(jié)構(gòu)3.進(jìn)行第二次光刻后在Mo金屬層上先后制備CIGS層、CdS層與ZnO層5.剝離光刻膠形成二次隔斷6.進(jìn)行第三次光刻得到頂層電極層結(jié)構(gòu)7.在ZnO層上淀積ZnO：Al層并與Mo層形成電互連8.進(jìn)行剝離光刻膠形成第三次隔斷，得到完整的CIGS單元組件本發(fā)明是采用MEMS刻蝕與CMP工藝、剝離等技術(shù)提高刻劃精度，使其無(wú)效面積由毫米級(jí)縮短至微米級(jí)，大大提升單位面積的光電轉(zhuǎn)換率，另一方面MEMS技術(shù)為一種無(wú)損技術(shù)，加工過(guò)程相比現(xiàn)有工藝，對(duì)功能膜層損傷更小，且采用同一掩膜版進(jìn)行光刻，與現(xiàn)有COMS工藝兼容，批量加工效率更高，生產(chǎn)成本更低。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于微機(jī)工藝的太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以MEMS工藝制作銅銦鎵硒CIGS薄膜太陽(yáng)電池的方法。
背景技術(shù)
能源危機(jī)和環(huán)境污染是當(dāng)今全球所面臨的兩大基本問(wèn)題。Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜對(duì)可見(jiàn)光吸收系數(shù)高,禁帶寬度合適,抗輻射能力強(qiáng)、電池性能穩(wěn)定、弱光性好等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有前途的光電材料之一,但現(xiàn)有的技術(shù)改進(jìn)方案都圍繞薄膜生長(zhǎng)方式處理與界面層的成分設(shè)計(jì)進(jìn)行，例如申請(qǐng)?zhí)?01610884016.2,一種利用MgZnO制作CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的方法，但對(duì)其余的設(shè)計(jì)部分例如中間的刻劃工序的研究較少，現(xiàn)有的中間刻劃工序包括了機(jī)械刻劃與激光刻劃，無(wú)論哪種刻劃方式，第一次刻劃與最后一次刻劃之間的面積都屬于無(wú)效面積，對(duì)于器件的光電轉(zhuǎn)換率無(wú)貢獻(xiàn)，在組件設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能地將其縮小。但機(jī)械刻劃與激光刻劃的方式?jīng)Q定了精度只能達(dá)到毫米量級(jí)，精度不高，且上述的刻劃方式極易對(duì)掩膜版和功能膜層產(chǎn)生損傷，增加生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種以MEMS工藝制備CIGS薄膜太陽(yáng)電池的制備方法，本發(fā)明提供的制造方法利用MEMS工藝以及CMP工藝去代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝中的機(jī)械刻劃和激光刻劃，能大大減小無(wú)效區(qū)面積使之達(dá)到微米量級(jí)，從而大大提高器件單位有效面積，從而提升光電轉(zhuǎn)換率,并且減少對(duì)功能膜層和掩膜版的損傷，本制備方法新穎且高效。
一種以MEMS工藝制作CIGS薄膜太陽(yáng)電池的方法,其特征在于包括以下步驟：
步驟一、將氧化好的鈉玻璃基片進(jìn)行第一次光刻并刻蝕得到背電極Mo的溝槽，并采用磁控濺射沉積Mo金屬層；
步驟二、使用CMP技術(shù)形成Mo背電極結(jié)構(gòu)；
步驟三、進(jìn)行第二次光刻刻蝕后，形成CIGS薄膜層、硫化鎘CdS層、ZnO層結(jié)構(gòu)；
步驟四、在Mo金屬層先后制備CIGS薄膜層、硫化鎘CdS層、ZnO層，其中CIGS薄膜層作為電池的光吸收層，硫化鎘CdS層作為電池的緩沖層，ZnO層作為電池的中間電極層；
步驟五、剝離光刻膠形成二次隔斷；
步驟六、進(jìn)行第三次光刻形成頂層電極層結(jié)構(gòu)；
步驟七、在ZnO層上制備ZnO：Al層，與MO層形成電互連，其中ZnO：Al層作為頂層電極層；
步驟八、剝離光刻膠形成三次隔斷，得到最終的CIGS單元組件。
進(jìn)一步的，步驟一、步驟三、步驟六中的光刻采用相同的掩膜版在同一方向上進(jìn)行平移完成。
進(jìn)一步的，步驟二中，所述的Mo背電極結(jié)構(gòu)采用CMP技術(shù)即化學(xué)機(jī)械平坦化。
進(jìn)一步的，步驟三中的制備CIGS薄膜層的具體步驟如下:
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