專利名稱：一種銅銦鎵硒太陽能電池的吸光層及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銅銦鎵硒太陽能電池及其制造方法，尤其涉及銅銦鎵硒太陽能電 池的吸光層的結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著石化能源的逐漸枯竭，尋求穩(wěn)定可靠的替代能源已是本世紀(jì)所有人類要面對(duì) 的最大生存課題，而包括生物能源、地?zé)崮茉?、風(fēng)力能源、核能的各種能源，在來源可靠度、 使用安全性、環(huán)境保護(hù)的考慮下，皆比不上取自太陽光輻射的太陽能，因?yàn)樵诘厍虮砻嫔辖?能接收到太陽光，且使用過程中只是將光能轉(zhuǎn)換成電能，而沒有任何污染性的物質(zhì)產(chǎn)生，因 此太陽能是目前最為潔凈的替代能源。太陽能電池是將太陽光的光能轉(zhuǎn)換成方便使用的電能的裝置，在眾多太陽能電池 中，銅銦鎵硒(Copper/lndium/Gallium/Selenium，CIGS)太陽能電池由于高吸光率與光電 轉(zhuǎn)換效率的優(yōu)異性能而漸漸獲得重視。CIGS太陽能電池是由銅銦硒(Copper/lndium/Selenium，CIS)太陽能電池演進(jìn) 而來。CIS太陽能電池主要包括α^η%2，屬于直接遷移性半導(dǎo)體，尤其吸光系數(shù)極高， CuInSe2的禁止帶幅(Eg)為leV，小于最適用于太陽電池的1. 4-1. 5eV,因此與Eg = 1. 6eV 的CufetSe2較高帶幅材料形成Cu (InGa) %2，亦即所謂的CIGS混晶材料，以提高禁止帶幅。參閱圖1，為現(xiàn)有技術(shù)的CIGS太陽能電池的示意圖。如圖1所示，CIGS太陽能電 池1 一般包括玻璃基板10、背面電極層20、CIGS吸光層30、緩沖層80以及透明電極層90， 其中背面電極層20用以導(dǎo)電，一般是使用鉬金屬，CIGS吸光層30為ρ型半導(dǎo)體層，最主要 的作用是吸光，緩沖層80通常是使用硫化鎘(CcK)，用以形成η型半導(dǎo)體，而透明電極層90 主要利用氧化鋅鋁(Aluminum Zinc Oxide, AZO)、氧化鋅銦 Qndium Zinc Oxide, IZ0)或 氧化錫銦andium Tin Oxide，IT0)，具有高透光性以及導(dǎo)電性。太陽光L如箭頭方向所示 是由上而下射入CIGS太陽能電池1，穿透過透明電極層90以及緩沖層80而到達(dá)CIGS吸光 層30，經(jīng)CIGS吸光層30吸收后產(chǎn)生具電位能量的電洞電子對(duì)，并分別由透明電極層90與 背面電極層20傳導(dǎo)至外部而提供電能。參閱圖2，為現(xiàn)有技術(shù)的另一 CIGS太陽能電池的示意圖。如圖2所示，由于CIGS 吸光層30與背面電極層20的貼合性不佳，因此會(huì)在CIGS吸光層30與背面電極層20之間 加入包含鉬銅鋁銀的合金層22，當(dāng)作媒合層，以加強(qiáng)對(duì)背面電極層20的貼合性。同時(shí)在合 金層22上加入硫化亞銅層(或硒化亞銅層)24，藉以調(diào)節(jié)合金層22與吸光層30之間的熱 澎脹系數(shù)差異，以避免具有不同熱澎脹系數(shù)的合金層22與吸光層30在后續(xù)的熱處理中于 交接面處產(chǎn)生剪力效應(yīng)而相互剝離。參閱圖3，為現(xiàn)有技術(shù)的薄膜吸收光譜范圍的示意圖。如圖3所示，在現(xiàn)有技術(shù)中， CIGS吸光層主要包括二硒化銅鎵(Cufe^e2)與二硒化銅銦(Ci^r^e2)，其中的吸 收光譜主要是針對(duì)波長370nm 735nm的范圍，且具有4% 8%的吸光率，而的 吸收光譜主要落在波長550nm 1170nm的范圍，且具有6% 10 %的吸光率，但是與太陽光的光譜曲線作比較，在波長700nm 900nm的范圍內(nèi)，仍有相當(dāng)高比例的光能未被利用。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，CIGS吸光層的制造方法通常是使用蒸鍍法、濺鍍法或電化 學(xué)沉積法，需要一系列的真空制程，造成硬件投資與制造成本均相當(dāng)高昂。針對(duì)非真空技 術(shù)，ISET 公司(International Solar Electric Technology, Inc.)開發(fā)出墨印法，是先 制備納米級(jí)金屬粉末或氧化物粉末，經(jīng)適當(dāng)溶劑混合后制成漿料，再以類似油墨制程(Ink Process)將漿料配置在鉬金屬層上而形成CIGS吸光層，可大幅降低制造成本。然而，現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)為，受限于與的本質(zhì)吸光特性，波長 700nm 900nm范圍內(nèi)的光能仍有約50%未被充分利用，使得整體吸光效率無法進(jìn)一步改 善，并影響CIGS太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。因此，需要一種更高光電轉(zhuǎn)換效率的吸光層以及制造方法，利用非真空方式的墨 印法，以適當(dāng)成分的膠凝膠溶液，配合快速升溫?zé)崽幚?，形成高吸光率的吸光層，藉以提?對(duì)波長700nm 900nm范圍內(nèi)的太陽光的吸光率，進(jìn)而解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的弊端，提供一種銅銦鎵硒太陽能電池的吸光層的結(jié)構(gòu)及其 制造方法。本發(fā)明所述銅銦鎵硒太陽能電池的吸光層，是在玻璃基板上依序由下而上堆棧出 鉬導(dǎo)電層與鉬銅鋁銀合金層后，于合金層上形成硫化亞銅層，并在硫化亞銅層上形成由銅、 銦、鎵與硒所構(gòu)成的多個(gè)銅銦鎵硒堆棧層，經(jīng)熱處理后形成銅銦鎵硫硒吸光層，用以供后續(xù) 依序堆棧出緩沖層與透明電極層，藉以構(gòu)成具高光電轉(zhuǎn)換效率以及高吸光率的銅銦鎵硒太 陽能電池。本發(fā)明所述的銅銦鎵硒太陽能電池的吸光層的制造方法，是利用濺鍍法形成硫化 亞銅層，并利用包括銅、銦、鎵與硒的溶膠-凝膠溶液，以浸泡、旋轉(zhuǎn)、印刷或噴涂方式并配 合預(yù)干烘烤處理，形成多個(gè)銅銦鎵硒堆棧層，接著利用快速升溫?zé)崽幚?，將硫化亞銅層與銅 銦鎵硒化合物層融合而形成銅銦鎵硫硒吸光層，用以供后續(xù)依序堆棧出緩沖層與透明電極 層，藉以構(gòu)成具高光電轉(zhuǎn)換效率以及高吸光率的銅銦鎵硒太陽能電池。因此，藉由本發(fā)明所提供的吸光層及其制造方法，可提供更高光電轉(zhuǎn)換效率的吸 光層，用以加強(qiáng)對(duì)波長700nm 900nm范圍內(nèi)的太陽光的吸光率，提高銅銦鎵硒太陽能電池 的整體吸光率與光電轉(zhuǎn)換效率，因而解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的CIGS太陽能電池的示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)的另一 CIGS太陽能電池的示意圖。圖3為現(xiàn)有技術(shù)的薄膜吸收光譜范圍的示意圖。圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的制造流程圖。圖6為顯示本發(fā)明第一實(shí)施例中形成銅銦鎵硒堆棧層的流程圖。圖7為顯示本發(fā)明第一實(shí)施例中融合熱處理的制造流程圖。圖8為顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的加熱曲線圖。
圖9為顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為顯示本發(fā)明第二實(shí)施例中形成銅銦鎵硒堆棧層的流程圖。圖11為顯示本發(fā)明第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為顯示本發(fā)明第三實(shí)施例中形成銅銦鎵硒堆棧層的流程圖。圖13為顯示本發(fā)明的薄膜吸收光譜范圍的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下配合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做更詳細(xì)的說明，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員 在研讀本說明書后能據(jù)以實(shí)施。參閱圖4，為本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，本發(fā)明的CIGS太陽 能電池3是在玻璃基板10上依序沉積出背面電極層20與鉬銅鋁銀合金層22后，將硫化亞 銅層M、第一混合層41、第二混合層42以及第三混合層43依序堆棧在鉬銅鋁銀合金層22 上，而硫化亞銅層對(duì)、第一混合層41、第二混合層42以及第三混合層43經(jīng)熱處理后形成高 吸光率的銅銦鎵硫硒吸光層，最后將緩沖層80以及透明電極層(圖中未顯示)沉積到第三 混合層43上。第一混合層41包括硒化亞銅以及硒化鎵，第二混合層42包括硒化銦以及硒化鎵， 而第三混合層43包括硒化亞銅以及硒化銦。因此，第一混合層41、第二混合層42以及第三 混合層43形成銅銦鎵硒堆棧層。參閱圖5，為本發(fā)明第一實(shí)施例的制造流程圖。如圖5所示，本發(fā)明的制造方法由 步驟SlOO開始，在玻璃基板上依序沉積出背面電極層與鉬銅鋁銀合金層后，利用硫化亞銅 作濺鍍靶材進(jìn)行濺鍍處理，在鉬銅鋁銀合金層上形成硫化亞銅層，進(jìn)入步驟S200。在步驟 S200中，利用包括銅銦鎵硒的溶膠凝膠溶液，在硫化亞銅層上形成多個(gè)銅銦鎵硒堆棧層，再 進(jìn)入步驟S300，利用融合熱處理，使銅銦鎵硒堆棧層進(jìn)行擴(kuò)散與融合作用，形成具高吸光率 的銅銦鎵硫硒吸光層。參閱圖6，為本發(fā)明第一實(shí)施例中形成銅銦鎵硒堆棧層的流程圖。如圖6所示，在 步驟S210中，利用包括硒化亞銅以及硒化鎵的第一溶膠凝膠溶液，以浸泡或旋轉(zhuǎn)或印刷或 噴涂等方式進(jìn)行薄膜涂布加工，而在硫化亞銅層上形成第一溶膠凝膠層，進(jìn)入步驟S212，進(jìn) 行預(yù)干烘烤處理，烘烤溫度60°C 150°C，烘烤時(shí)間10分鐘 20分鐘，以去除第一溶膠凝 膠層中的溶劑而形成第一混合成層，其中第一混合成層包括硒化亞銅以及硒化鎵，接著進(jìn) 入步驟S214。在步驟S214中，利用包括硒化銦以及硒化鎵的第二溶膠凝膠溶液，以浸泡或旋轉(zhuǎn) 或印刷或噴涂等方式進(jìn)行薄膜涂布加工，而在第一混合成層上形成第二溶膠凝膠層，進(jìn)入 步驟S216，進(jìn)行預(yù)干烘烤處理，烘烤溫度60°C 150°C，烘烤時(shí)間10分鐘 20分鐘，以去 除第二溶膠凝膠層中的溶劑而形成第二混合成層，其中第二混合成層包括硒化銦以及硒化 鎵，接著進(jìn)入步驟S218。在步驟S218中，利用包括硒化亞銅以及硒化銦的第三膠凝膠溶液，以浸泡或旋轉(zhuǎn) 或印刷或噴涂等方式進(jìn)行薄膜涂布加工，而在第二混合成層上形成第三溶膠凝膠層，進(jìn)入 步驟S219，進(jìn)行預(yù)干烘烤處理，烘烤溫度60°C 150°C，烘烤時(shí)間10分鐘 20分鐘，以去除 第三溶膠凝膠層中的溶劑而形成第三混合成層，其中第三混合成層包括硒化亞銅以及硒化銦，因而形成包括第一混合成層、第二混合成層以及第三混合成層的銅銦鎵硒堆棧層。參閱圖7，為本發(fā)明第一實(shí)施例中融合熱處理的制造流程圖。如圖7所示，在步驟 S310中，進(jìn)行快速升溫處理，使溫度以5°C 10°C /sec的升溫速率，在時(shí)間tl內(nèi)，由室溫上 升到融合溫度Th，約400°C 800°C，如圖8的Tl溫度曲線所示，接著進(jìn)入步驟S320。在步 驟S320中，在時(shí)間tl至t2內(nèi)進(jìn)行融合溫度Th下的恒溫烘烤，約10分鐘 20分鐘，如圖 8的T2溫度曲線所示，使硫化亞銅層、第一混合成層、第二混合成層以及第三混合成層進(jìn)行 擴(kuò)散與融合作用，進(jìn)入步驟S330。在步驟S330中，通入冷卻氣體進(jìn)行快速冷卻處理，使溫度 在時(shí)間t2至t3間下降至50°C 200°C，如圖8的T3溫度曲線所示，其中降溫時(shí)間約40分 鐘 180分鐘，冷卻氣體可使用氬氣或氮?dú)?。因此，形成具高吸光率的銅銦鎵硫硒吸光層。參閱圖9，為本發(fā)明第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示，本發(fā)明的CIGS太陽能 電池4是將硫化亞銅層對(duì)、硒化亞銅層51、硒化銦層52以及硒化鎵層53依序堆棧在鉬銅 鋁銀合金層22上，并在硫化亞銅層M、硒化亞銅層51、硒化銦層52以及硒化鎵層53經(jīng)熱 處理而進(jìn)行擴(kuò)散與融合作用后，形成高吸光率的銅銦鎵硫硒吸光層，最后將緩沖層80以及 透明電極層(圖中未顯示)沉積到硒化鎵層53上。圖9中硫化亞銅層M如同圖4，因此硫化亞銅層M的形成方法在此不再贅述。參閱圖10，為本發(fā)明第二實(shí)施例中形成銅銦鎵硒堆棧層的流程圖。如圖10所示， 在步驟S230中，利用利用硒化亞銅溶膠凝膠溶液，以浸泡或旋轉(zhuǎn)或印刷或噴涂等方式進(jìn)行 薄膜涂布加工，而在硫化亞銅層上形成硒化亞銅溶膠凝膠層，進(jìn)入步驟S232，進(jìn)行預(yù)干烘烤 處理，烘烤溫度60°C 150°C，烘烤時(shí)間10分鐘 20分鐘，以去除硒化亞銅溶膠凝膠層中 的溶劑而形成硒化亞銅層，接著進(jìn)入步驟S234。在步驟S234中，利用利用硒化銦溶膠凝膠 溶液，以浸泡或旋轉(zhuǎn)或印刷或噴涂等方式進(jìn)行薄膜涂布加工，而在硒化亞銅層上形成硒化 銦溶膠凝膠層，進(jìn)入步驟S236，進(jìn)行預(yù)干烘烤處理，烘烤溫度60V 150°C，烘烤時(shí)間10分 鐘 20分鐘，以去除硒化銦溶膠凝膠層中的溶劑而形成硒化銦層，進(jìn)入步驟S238。在步驟 S238中，利用硒化鎵溶膠凝膠溶液在硒化銦層上形成硒化鎵溶膠凝膠層，進(jìn)入步驟S239， 進(jìn)行預(yù)干烘烤處理，烘烤溫度60V 150°C，烘烤時(shí)間10分鐘 20分鐘，以去除硒化鎵溶 膠凝膠層中的溶劑而形成硒化鎵層。因而形成包括硒化亞銅層、硒化銦層以及硒化鎵層的 銅銦鎵硒堆棧層。本發(fā)明第二實(shí)施例的銅銦鎵硒堆棧層再經(jīng)如同第一實(shí)施例的融合熱處理，而形成 具高吸光率的銅銦鎵硫硒吸光層。參閱圖11，為本發(fā)明第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖11所示，本發(fā)明的CIGS太陽 能電池5是將硫化亞銅層M以及銅銦鎵硒混合層61依序堆棧在鉬銅鋁銀合金層22上，其 中銅銦鎵硒混合層61包括硒化亞銅、硒化銦以及硒化鎵。硫化亞銅層M與銅銦鎵硒混合 層61在經(jīng)熱處理而進(jìn)行擴(kuò)散與融合作用后，形成高吸光率的銅銦鎵硫硒吸光層，最后將緩 沖層80以及透明電極層(圖中未顯示)沉積到銅銦鎵硒混合層61上。圖11中硫化亞銅層M如同圖4，因此硫化亞銅層M的形成方法在此不再贅述。參閱圖12，為本發(fā)明第三實(shí)施例中形成銅銦鎵硒堆棧層的流程圖。如圖12所示， 在步驟S250中，利用銅銦鎵硒溶膠凝膠溶液在硫化亞銅層上形成銅銦鎵硒溶膠凝膠層，其 中銅銦鎵硒溶膠凝膠溶液包括硒化亞銅、硒化銦以及硒化鎵的混合物，以浸泡、旋轉(zhuǎn)、印刷 或噴涂等方式進(jìn)行薄膜涂布加工，而在硫化亞銅層上形成銅銦鎵硒溶膠凝膠層，進(jìn)入步驟S252，進(jìn)行預(yù)干烘烤處理，烘烤溫度60°C 150°C，烘烤時(shí)間10分鐘 20分鐘，以去除銅銦 鎵硒溶膠凝膠層中的溶劑而形成包括硒化亞銅、硒化銦以及硒化鎵的銅銦鎵硒混合層。因 而形成包括硒化亞銅層以及銅銦鎵硒混合層的銅銦鎵硒堆棧層。本發(fā)明第三實(shí)施例的銅銦鎵硒堆棧層再經(jīng)如同第一實(shí)施例的融合熱處理，而形成 具高吸光率的銅銦鎵硫硒吸光層。參閱圖13，為本發(fā)明的薄膜吸收光譜范圍的示意圖。如圖13所示，本發(fā)明的銅銦 鎵硫硒吸光層具有二硫化銅銦(CuhS2)，因此可提高對(duì)波長700nm 900nm范圍內(nèi)的太陽 光的吸光率，藉以提升CIGS太陽能電池的整體光電轉(zhuǎn)換效率。以上所述僅為用以解釋本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非企圖據(jù)以對(duì)本發(fā)明做任何形式 上的限制，因此，凡有在相同的創(chuàng)作精神下所作有關(guān)本發(fā)明的任何修飾或變更，皆仍應(yīng)包括 在本發(fā)明意圖保護(hù)的范疇。
權(quán)利要求
1.一種銅銦鎵硒太陽能電池的吸光層，其特征在于，該吸光層位于一金屬層或一緩沖 層上，該吸光層包括一含硫緩沖層以及一銅銦鎵硒混合層，其中該銅銦鎵硒混合層包括多 個(gè)由銅、銦、鎵以及硒所構(gòu)成的化合物，該含硫緩沖層以及該銅銦鎵硒混合層經(jīng)一融合熱處 理而形成一銅銦鎵硫硒吸光層。
2.如權(quán)利要求1所述的吸光層，其特征在于，該金屬層包括一鉬金屬層，而且該金屬層 位于一基板上。
3.如權(quán)利要求1所述的吸光層，其特征在于，該緩沖層包括一鉬銅鋁銀合金層，位于一 鉬金屬層上，而且該金屬層位于一基板上。
4.如權(quán)利要求1所述的吸光層，其特征在于，該含硫緩沖層包括硫化亞銅。
5.如權(quán)利要求1所述的吸光層，其特征在于，所述化合物包括硒化亞銅、硒化銦以及硒化鎵。
6.一種銅銦鎵硒太陽能電池的吸光層，其特征在于，該吸光層位于一金屬層或一緩沖 層上，該吸光層包括一含硫緩沖層以及多個(gè)堆棧層，其中所述堆棧層包括多個(gè)由銅、銦、鎵 以及硒所構(gòu)成的化合物，該含硫緩沖層以及所述堆棧層經(jīng)融合熱處理而形成一銅銦鎵硫硒 吸光層。
7.如權(quán)利要求6所述的吸光層，其特征在于，該金屬層包括一鉬金屬層，而且該金屬層 位于一基板上。
8.如權(quán)利要求6所述的吸光層，其特征在于，該緩沖層包括一鉬銅鋁銀合金層，位于一 鉬金屬層上，而且該金屬層位于一基板上。
9.如權(quán)利要求6所述的吸光層，其特征在于，該含硫緩沖層包括硫化亞銅。
10.如權(quán)利要求6所述的吸光層，其特征在于，所述堆棧層包括一硒化亞銅層、一硒化 銦層以及一硒化鎵層。
11.如權(quán)利要求6所述的吸光層，其特征在于，所述堆棧層包括一第一混合層、一第二 混合層以及一第三混合層，該第一混合層包括硒化亞銅以及硒化鎵，該第二混合層包括，硒 化銦以及硒化鎵，而第三混合層包括硒化亞銅以及硒化銦。
12.—種銅銦鎵硒太陽能電池的吸光層的制造方法，其特征在于，該吸光層位于一金屬 層或一緩沖層上，該金屬層包括一鉬金屬層，而且該金屬層位于一基板上，該緩沖層包括一 鉬銅鋁銀合金層，位于該鉬金屬層上，該制造方法包括以下步驟利用硫化亞銅當(dāng)作一濺鍍靶材以進(jìn)行濺鍍處理，而在該金屬層或緩沖層上形成一硫化 亞銅層；將多個(gè)溶膠凝膠溶液經(jīng)一堆棧層形成法而在該硫化亞銅層上形成一銅銦鎵硒堆棧層， 所述溶膠凝膠溶液包括一溶劑以及多個(gè)由銅、銦、鎵以及硒所構(gòu)成的化合物；利用一融合熱處理，使該硫化亞銅層與該銅銦鎵硒堆棧層進(jìn)行擴(kuò)散與融合作用，形成 一銅銦鎵硫硒吸光層。
13.如權(quán)利要求12所述的吸光層的制造方法，其特征在于，所述溶膠凝膠溶液包括一 銅銦鎵硒膠凝膠溶液，該銅銦鎵硒膠凝膠溶液包含硒化亞銅、硒化銦、硒化鎵以及該溶劑， 該堆棧層形成法包括以下步驟利用浸泡、旋轉(zhuǎn)、印刷或噴涂，將該銅銦鎵硒溶膠凝膠溶液涂布到該硫化亞銅層上，形 成一銅銦鎵硒溶膠凝膠層；以及該銅銦鎵硒溶膠凝膠層經(jīng)一預(yù)干烘烤處理，去除該溶劑，形成包括硒化亞銅、硒化銦以 及硒化鎵的該銅銦鎵硒堆棧層。
14.如權(quán)利要求13所述的吸光層的制造方法，其特征在于，該預(yù)干烘烤處理包括一烘 烤溫度以及一烘烤時(shí)間，該烘烤溫度為60°C 150°C，該烘烤時(shí)間為10分鐘 20分鐘。
15.如權(quán)利要求12所述的吸光層的制造方法，其特征在于，所述溶膠凝膠溶液包括一 硒化亞銅溶膠凝膠溶液、一硒化銦溶膠凝膠溶液以及一硒化鎵溶膠凝膠溶液，該硒化亞銅 溶膠凝膠溶液包含硒化亞銅以及該溶劑，該硒化銦溶膠凝膠溶液包含硒化銦以及該溶劑， 該硒化鎵溶膠凝膠溶液包含硒化鎵以及該溶劑，該堆棧層形成法包括以下步驟利用浸泡、旋轉(zhuǎn)、印刷或噴涂，將該硒化亞銅硒溶膠凝膠溶液涂布到該硫化亞銅層上， 形成一硒化亞銅溶膠凝膠層；該硒化亞銅溶膠凝膠層經(jīng)一預(yù)干烘烤處理，以去除該溶劑，形成一硒化亞銅層； 利用浸泡、旋轉(zhuǎn)、印刷或噴涂，將該硒化銦硒溶膠凝膠溶液涂布到該硒化亞銅層上，形 成一硒化銦溶膠凝膠層；該硒化銦溶膠凝膠層經(jīng)該預(yù)干烘烤處理，以去除該溶劑，形成一硒化銦層； 利用浸泡、旋轉(zhuǎn)、印刷或噴涂，將該硒化鎵硒溶膠凝膠溶液涂布到該硒化銦層上，形成 一硒化鎵溶膠凝膠層；以及該硒化鎵溶膠凝膠層經(jīng)該預(yù)干烘烤處理，以去除該溶劑，形成一硒化鎵層； 形成包括該硒化亞銅層、硒化銦層以及硒化鎵層的該銅銦鎵硒堆棧層。
16.如權(quán)利要求15所述的吸光層的制造方法，其特征在于，該預(yù)干烘烤處理包括一烘 烤溫度以及一烘烤時(shí)間，該烘烤溫度為60°C 150°C，該烘烤時(shí)間為10分鐘 20分鐘。
17.如權(quán)利要求12所述的吸光層的制造方法，其特征在于，所述溶膠凝膠溶液包括一 第一溶膠凝膠溶液、一第二溶膠凝膠溶液以及一第三溶膠凝膠溶液，該第一溶膠凝膠溶液 包含硒化亞銅、硒化鎵以及該溶劑，、硒化亞銅以及該溶劑，該第二溶膠凝膠溶液包含硒化 銦、硒化鎵以及該溶劑，該第三溶膠凝膠溶液包含硒化亞銅、硒化銦以及該溶劑，該堆棧層 形成法包括以下步驟利用浸泡、旋轉(zhuǎn)、印刷或噴涂，將該第一溶膠凝膠溶液涂布到該硫化亞銅層上，形成一 第一溶膠凝膠層；該第一溶膠凝膠層經(jīng)一預(yù)干烘烤處理，以去除該溶劑，形成一第一混合層； 利用浸泡、旋轉(zhuǎn)、印刷或噴涂，將該第二溶膠凝膠溶液涂布到該第一混合層上，形成一 第二溶膠凝膠層；該第二溶膠凝膠層經(jīng)該預(yù)干烘烤處理，以去除該溶劑，形成一第二混合層； 利用浸泡、旋轉(zhuǎn)、印刷或噴涂，將該第三溶膠凝膠溶液涂布到該第二混合層上，形成一 第三溶膠凝膠層；該第三溶膠凝膠層經(jīng)該預(yù)干烘烤處理，以去除該溶劑，形成一第三混合層；以及 形成包括該第一混合層、第二混合層以及第三混合層的該銅銦鎵硒堆棧層。
18.如權(quán)利要求17所述的吸光層的制造方法，其特征在于，該預(yù)干烘烤處理包括一烘 烤溫度以及一烘烤時(shí)間，該烘烤溫度為60°C 150°C，該烘烤時(shí)間為10分鐘 20分鐘。
19.如權(quán)利要求12所述的吸光層的制造方法，其特征在于，該融合熱處理包括以下步驟一快速升溫處理，以一快速升溫速率將溫度上升到一融合溫度，該快速升溫速率為 5°C 10°C /sec，而該融合溫度為400°C 800°C ；一恒溫融合處理，在該融合溫度下，維持一融合時(shí)間，該融合時(shí)間為10分鐘 20分鐘；以及一快速冷卻處理，通入一冷卻氣體，使該溫度在一冷卻時(shí)間內(nèi)下降至一冷卻目標(biāo)溫度， 該冷卻時(shí)間為40分鐘 180分鐘，該冷卻目標(biāo)溫度為50°C 200°C ；
20.如權(quán)利要求19所述的吸光層的制造方法，其特征在于，該冷卻氣體包括氬氣或氮?dú)狻?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種銅銦鎵硒太陽能電池的吸光層及其制造方法，利用濺鍍法形成硫化亞銅層，并利用銅銦鎵硒溶膠凝膠溶液，以浸泡、旋轉(zhuǎn)、印刷或噴涂方式配合預(yù)干烘烤處理，形成多個(gè)銅銦鎵硒堆棧層，接著利用快速升溫?zé)崽幚?，將硫化亞銅層與銅銦鎵硒堆棧層融合而形成銅銦鎵硫硒吸光層，藉以構(gòu)成具高光電轉(zhuǎn)換效率以及高吸光率的銅銦鎵硒太陽能電池。
文檔編號(hào)H01L31/032GK102074592SQ20091022395
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者莊泉龍 申請(qǐng)人:正峰新能源股份有限公司