專利名稱：制造薄膜光吸收層的方法及使用其制造薄膜太陽能電池的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造薄膜光吸收層的方法和使用其制造薄膜太陽能電池的方法。
背景技術(shù)：
用于薄膜太陽能電池的材料包括晶體硅、非晶硅、染料敏化劑、CIS、CIGS、CdTe等。 在這些材料中，顯示最高理論效率的基于CIS的化合物可用于制造太陽能電池。目前，基于 CIS的薄膜光吸收層是使用高真空裝置通過共蒸發(fā)或?yàn)R射制造的。迄今已知，在基于CIS的薄膜光吸收層的情況下，光轉(zhuǎn)換效率的最大值為約15%，和在基于CIGS的薄膜光吸收層的情況下，光轉(zhuǎn)換效率的最大值為約20%。雖然在高真空中制造的基于CIS的薄膜光吸收層的沉積可導(dǎo)致具有高效率的太陽能電池，但是制造光吸收層是昂貴的，難以制造具有大面積的光吸收層，且需要昂貴的設(shè)備來生產(chǎn)大面積太陽能電池。而且，使用真空中的共蒸發(fā)或?yàn)R射由四種元素例如CIGS制造光吸收層的方法是不利的，這是因?yàn)榈湫偷赜糜谄涞脑O(shè)備的價(jià)格高，并且還因?yàn)樗龉馕諏邮峭ㄟ^控制四種元素或單獨(dú)的二元化合物的組成制造的，從而難以控制組成且制造成本可升高。因此，正進(jìn)行對(duì)不是在真空中而是在非真空中制造高效率薄膜太陽能電池的方法的研究，其中，與典型地使用共蒸發(fā)或?yàn)R射制造的基于CIGS的化合物太陽能電池相比，更容易控制組成和工藝。即，在真空中使用共蒸發(fā)或?yàn)R射制造的薄膜太陽能電池的情況下，與化石燃料功率成本相比，它們具有顯著更低的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。韓國(guó)專利申請(qǐng)公布No. 10-2009-0121660A公開了制造CIGS薄膜的方法和使用其制造的太陽能電池的光吸收層，其中將銅前體、銦前體、鎵前體和硒前體與水或緩沖劑混合，由此制備混合物溶液，之后以恒電位儀施加電壓使得在工作電極上電沉積CIGS薄膜。 還公開在非真空中制造CIGS薄膜的方法，且使用所制備的顆粒通過噴射制造CIGS薄膜， 由此制造具有 11. 7%的效率的電池(Chris Eberspacher Chris Fredric, Karen Pauls, Jack Serra,"Thin film CIS alloy PV materials fabricated using non-vacuum, particles-based techniques”，Thin Solid Films Vol 387，18—22 UOOl))。另一方面， 韓國(guó)專利申請(qǐng)公布No. 10-2006-0036190A公開了使用溶液生長(zhǎng)制造用于Cu (In，Ga) Se2或 Cu(In, Ga) (S，薄膜太陽能電池的硫氧化銦緩沖層的方法以及使用其制造的太陽能電池，其中使用廉價(jià)的溶液生長(zhǎng)工藝形成作為新型緩沖材料的硫化羥基氧化銦薄膜至數(shù)十納米(nm)厚度，并且使用其制造薄膜太陽能電池。以上專利中使用的新型緩沖材料可使用溶液生長(zhǎng)來生長(zhǎng)而不進(jìn)行后熱處理，由此制造太陽能電池。還公開了使用CIGS溶液前體制造CIGS薄膜的方法，其中使用非真空薄膜沉積由CIGS的溶液前體形成CIGS薄膜 (David B. Mitzi, Min Yuan, Wei Liu, Andrew J. Kellock, S. Jay Chey, Vaughn Deline, Alex G.Schrott,"A High-Efficiency Solution-DepositedThin-Film Photovoltaic Device"Adv. Mat.，2008,9999，1-6)。這樣，使用的溶液前體可包括胼溶液并且使用旋涂形成CIGS薄膜。在使用旋涂的CIGS薄膜制造的電池的情況下，其可呈現(xiàn)約12%的光效率。 這些方法是有問題的，因?yàn)橥坎疾皇窃诜钦婵罩惺褂盟鋈芤呵绑w直接進(jìn)行的，或者使用高毒性的胼，不期望地導(dǎo)致環(huán)境問題和降低長(zhǎng)期穩(wěn)定性。因此，正進(jìn)行許多嘗試以在非真空中制造基于CIS或CIGS的薄膜，以便更容易且廉價(jià)地制造具有大的面積的光吸收層和太陽能電池。

發(fā)明內(nèi)容
因此，緊記相關(guān)領(lǐng)域中遇到的以上問題進(jìn)行本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供使用低溫、低成本和非真空工藝的與常規(guī)方法相比更簡(jiǎn)單且廉價(jià)地制造薄膜光吸收層的方法。本發(fā)明的另一目的是提供使用制造薄膜光吸收層的方法制造薄膜太陽能電池的方法。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供制造薄膜光吸收層的方法，包括在室溫下在氮?dú)鈿夥障禄旌习–uCl2、InCl3和^C(NH2)2的前體溶液，由此制備混合物溶液；將所述混合物溶液噴射在基底上和干燥所述混合物溶液，由此形成薄膜；和在硒氣氛下使所述薄膜硒化(selenzing)。此外，本發(fā)明提供薄膜光吸收層，其通過如下制造在室溫下在氮?dú)鈿夥障禄旌习–uCl2、InCl3和^C(NH2)2的前體溶液，由此制備混合物溶液；將所述混合物溶液噴射在基底上；干燥所述混合物溶液；然后在硒氣氛下進(jìn)行硒化。此外，本發(fā)明提供制造基于CIS的薄膜太陽能電池的方法，包括使用濺射在玻璃基底上形成背接觸層；在所述背接觸層上噴射在氮?dú)鈿夥蘸褪覝貤l件下混合的CuCl2、 InCl3和^C(NH2)2前體溶液的混合溶液，和進(jìn)行硒化，由此形成基于CIS的光吸收層；使用化學(xué)氣相沉積在所述光吸收層上形成緩沖層；使用濺射在所述緩沖層上形成窗口層；和在所述窗口層上形成上電極層。此外，本發(fā)明提供制造基于CIGS的薄膜太陽能電池的方法，包括使用濺射在玻璃基底上形成背接觸層；在所述背接觸層上噴射在氮?dú)鈿夥蘸褪覝貤l件下混合的CuCl2、 InCl3> GaCl3和(NH2) 2前體溶液的混合物溶液，和進(jìn)行硒化，由此形成基于CIGS的光吸收層；使用化學(xué)氣相沉積在所述光吸收層上形成緩沖層；使用濺射在所述緩沖層上形成窗口層；和在所述窗口層上形成上電極層。此外，本發(fā)明提供薄膜太陽能電池，包括基底；使用濺射形成在所述基底上的背接觸層；通過如下在所述背接觸層上形成的光吸收層在氮?dú)鈿夥障略谑覝叵禄旌习?CuCl2UnCl3和SeC (NH2) 2的前體溶液，由此制備混合物溶液，將所述混合物溶液噴射在所述基底上，干燥所述混合物溶液和在硒氣氛下進(jìn)行硒化；使用化學(xué)浴沉積在所述光吸收層上沉積的緩沖層；使用濺射在所述緩沖層上形成的窗口層；和使用濺射在所述窗口層上形成的上電極層。


由結(jié)合附圖考慮的以下具體描述，將更清楚地理解本發(fā)明的以上和其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)，其中圖1為顯示用于制造根據(jù)本發(fā)明的薄膜光吸收層的裝置的示意圖；圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的薄膜太陽能電池的示意圖；圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的薄膜太陽能電池制造方法的流程圖；圖4為顯示在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中僅使用噴射制造的薄膜的表面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像；圖5為顯示使用根據(jù)本發(fā)明的制造方法制造的薄膜的表面的SEM圖像；圖6為顯示使用根據(jù)本發(fā)明的制造方法制造的基于CIS的薄膜的透射率的圖；和圖7為顯示包括使用根據(jù)本發(fā)明的制造方法制造的薄膜的基于CIS的太陽能電池的太陽光轉(zhuǎn)換效率的圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及薄膜光吸收層的制造方法，包括在氮?dú)鈿夥蘸褪覝貤l件下混合 CuCl2, InCl3和^C(NH2)2前體溶液，由此制備混合物溶液；將所述混合物溶液噴射在基底上，然后對(duì)其進(jìn)行干燥，由此形成薄膜；和在硒(Se)氣氛下對(duì)所述薄膜進(jìn)行硒化。下面，詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的薄膜光吸收層的制造方法的步驟。在根據(jù)本發(fā)明的薄膜光吸收層的制造方法中，制備所述混合物溶液是通過在氮?dú)鈿夥蘸褪覝貤l件下混合CuCl2、InCl3和^C(NH2)2前體溶液進(jìn)行的。通過調(diào)節(jié)前體溶液的溶液組成，使由此制備的混合物溶液由CUxInYSA(X = 0. 5 1. 4，Y = 0. 5 1. 4，Z = 1 6)表示。即，所述混合物溶液中的Cu、In和％的摩爾比是 CuxInySez (X = 0. 5 1.4，Y = O. 5 1.4，Z=I 6)。所述前體溶液還可包括GaCl3。這樣，所述混合物溶液可含有(^(13的(^，其代替一些百分比(20%)的h。在根據(jù)本發(fā)明的薄膜光吸收層的制造方法中，形成薄膜是通過將所述混合物溶液噴射在基底上，然后對(duì)其進(jìn)行干燥而進(jìn)行的。此處，可在非真空中進(jìn)行噴射。而且，將所述基底在300 500°C下加熱30 60 分鐘是優(yōu)選的，但是可使用在噴射之前在300 500°C下熱處理30 60分鐘的基底。通過設(shè)置在用于制造薄膜光吸收層的裝置中的加熱器加熱所述基底。因此，該裝置還包括將所述混合物溶液引入其中的入口，用于噴射所述混合物溶液的噴嘴，設(shè)置在所述入口和所述噴嘴之間使得所述混合物溶液通過載氣輸送的噴槍，以及設(shè)置在所述加熱器下面的旋轉(zhuǎn)搖床(shaker)。在噴射時(shí)，載氣為氮?dú)馇覂?yōu)選以3 50ml/h噴射，且旋轉(zhuǎn)搖床以10 50rpm 旋轉(zhuǎn)。使用噴射沉積的薄膜可通過以8 12°C /分鐘冷卻到室溫而干燥。在根據(jù)本發(fā)明的薄膜光吸收層的制造方法中，通過使所述薄膜在450 610°C下處于％氣氛中30 120分鐘進(jìn)行硒化。此外，本發(fā)明涉及薄膜光吸收層，其通過如下制造在氮?dú)鈿夥蘸褪覝貤l件下混合 CuCl2, InCl3和^C(NH2)2前體溶液，由此制備混合物溶液，將所述混合物溶液噴射在基底上，對(duì)其進(jìn)行干燥，和在％氣氛中進(jìn)行硒化。所述混合物溶液由CuCl2、InCl3和SeC (NH2) 2前體溶液組成，且還可包括GaC13前體溶液。此外，本發(fā)明涉及制造基于CIS的薄膜太陽能電池的方法，包括使用濺射在玻璃基底上形成背接觸層；在所述背接觸層上噴射在氮?dú)鈿夥蘸褪覝貤l件下混合的CuCl2、 InCl3和^C(NH2)2前體溶液的混合溶液，和進(jìn)行硒化，由此形成基于CIS的光吸收層；使用化學(xué)氣相沉積在所述光吸收層上形成緩沖層；使用濺射在所述緩沖層上形成窗口層；和在所述窗口層上形成上電極層。具體地，使用包括如下的用于制造薄膜光吸收層的裝置進(jìn)行噴射將所述混合物溶液引入其中的入口，用于噴射所述混合物溶液的噴嘴，設(shè)置在所述入口和所述噴嘴之間使得所述混合物溶液通過載氣輸送的噴槍，用于加熱基底的加熱器，以及設(shè)置在所述加熱器下面的旋轉(zhuǎn)搖床。此外，本發(fā)明涉及薄膜太陽能電池，包括基底210 ；使用濺射形成在基底210上的背接觸層220 ；通過如下形成在背接觸層220上的光吸收層230 在氮?dú)鈿夥蘸褪覝貤l件下混合CuCl2、InCl3和^C(NH2)2前體溶液，由此制備混合物溶液，將所述混合物溶液噴射在所述基底上，對(duì)其進(jìn)行干燥，和在％氣氛中進(jìn)行硒化；使用化學(xué)浴沉積在光吸收層230上沉積的緩沖層MO ；使用濺射在緩沖層240上形成的窗口層250 ；和使用濺射在窗口層250上形成的上電極層270。通過參考附圖的如下描述，本發(fā)明的以上目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更明晰。在本發(fā)明的描述中，已知技術(shù)的描述被認(rèn)為是不必要的并且在它們使發(fā)明特征不清楚時(shí)可省略。而且，言語任何部分“包括”任何元件指的是不排除而是進(jìn)一步包括另外的元件， 除非另有說明。圖1為顯示用于制造根據(jù)本發(fā)明的薄膜光吸收層的裝置的示意圖。如圖1中所示的用于制造薄膜光吸收層的裝置100包括將混合物溶液111弓丨入其中的入口 110，用于噴射混合物溶液111的噴嘴130，設(shè)置在入口 110和噴嘴130之間使得混合物溶液111通過載氣112輸送的噴槍120，與噴嘴130隔開并且設(shè)置在所述裝置的下部部分處使得基底210被加熱的加熱器140，和設(shè)置在加熱器140下面的旋轉(zhuǎn)搖床150，并且該裝置100用于在非真空中噴射所述混合物溶液。通過在氮?dú)鈿夥罩谢旌螩uCl2、InCl3和^C(NH2)2前體溶液使得盡可能少的污染物被加入而獲得混合物溶液111，且混合優(yōu)選地在室溫下進(jìn)行約5分鐘使得前體溶液的反應(yīng)有效地進(jìn)行。因此，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)前體溶液的溶液組成，由此制備由CuxInYkz(X = 0. 5 1. 4，Y = 0. 5 1. 4，Z = 1 6)表示的混合物溶液111。而且，所述前體溶液還包括(^aCl3 并且因此所述混合物溶液可含有(^(13的(^，其代替一些百分比(20%)的h。此處具體描述使用用于制造薄膜光吸收層的裝置100制造薄膜光吸收層的方法。 使用加熱器140使沉積在玻璃基底210上的鉬(Mo)背接觸層220保持在300 500°C，之后控制用作載氣112的氮?dú)庖员阋? 50ml/h均勻地噴射，以防止混合物溶液111變得被污染，和通過旋轉(zhuǎn)搖床150使具有Mo背接觸層220的基底210以10 50rpm旋轉(zhuǎn)使得混合物溶液111均勻地噴射在Mo背接觸層220上。因此，具有Mo背接觸層220的基底210 可在300 500°C下加熱30 60分鐘，或者可在噴射之前加熱。該加熱過程在增強(qiáng)Mo背接觸層220與玻璃基底210的粘附中起到作用，且因此不出現(xiàn)其中在后續(xù)過程例如噴射期間Mo薄膜分離的問題。使用噴射沉積的薄膜光吸收層可通過以8 12°C /分鐘的速率緩慢冷卻到室溫而干燥。為了使薄膜光吸收層致密且為結(jié)晶性的，優(yōu)選在450 610°C下進(jìn)行硒化30 120分鐘。因此，所使用的％蒸氣包括％顆粒，由此形成硒化氣氛。以上是對(duì)使用噴射制造薄膜光吸收層的方法的描述。下面，對(duì)包括由此制造的薄膜光吸收層的基于CIS的太陽能電池和基于CIGS的薄膜太陽能電池進(jìn)行描述。圖2示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明的薄膜太陽能電池。參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的薄膜太陽能電池包括順序形成于基底210上的背接觸層 220、基于CIS或CIGS的光吸收層230、緩沖層M0、窗口層250和上電極層270?；?10是玻璃基底，優(yōu)選鈉鈣玻璃基底。除此之外，還可使用由相同或類似材料制成的基底。在基底210上形成背接觸層220，和背接觸層的材料沒有特別限制但是典型地包括Mo。使用濺射在基底上以約Iym厚度形成背接觸層。在背接觸層220上形成基于CIS或CIGS的光吸收層230。所述基于CIS或CIGS 的光吸收層是參考圖1具體說明的，和省略其具體描述。通過使用化學(xué)浴沉積來沉積典型地可用作光吸收層材料的硫化鎘(CdS)，在光吸收層230上形成緩沖層M0。在緩沖層240上通過使用濺射順序地沉積i-ZnO和n-ZnO形成起到透明電極作用的窗口層250?？稍诖翱趯?50上進(jìn)一步形成任選的抗反射層沈0。在窗口層250上通過使用濺射沉積鋁(Al)至約1 μ m厚度而形成上電極層270。圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的薄膜太陽能電池制造方法的流程圖。參考圖3，可通過如下制造基于CIS或CIGS的薄膜太陽能電池使用濺射在基底上形成背接觸層(S300)，對(duì)背接觸層進(jìn)行加熱(S310)，在氮?dú)鈿夥蘸褪覝貤l件下混合 CuCl2UnCl3和SeC (NH2) 2或者CuCl2、InCl3、GaCl3和SeC (NH2) 2前體溶液，由此制備混合物溶液(S320)，將所述混合物溶液噴射在背接觸層上(S330)，對(duì)其進(jìn)行干燥，進(jìn)行硒化(S340)， 由此形成基于CIS或CIGS的光吸收層，使用化學(xué)浴沉積在所述光吸收層上形成緩沖層 (S350)，使用濺射在所述緩沖層上形成窗口層(S360和S370)，和使用濺射在所述窗口層上形成上電極層(S380)。<實(shí)施例1>基于CIS的薄膜光吸收層的形成混合物溶液的制備將CuCl2、InCl3和^C(NH2)2前體溶液在氮?dú)鈿夥罩泄不焓沟帽M可能少的污染物被加入，和然后在室溫下混合約5分鐘使得各反應(yīng)物的反應(yīng)有效地進(jìn)行，由此制備由 CuxInySez (X = 0. 5 1. 4，Y = 0. 5 1. 4，Z = 1 6)表示的混合物溶液。薄膜的形成控制氮?dú)庖员阋? 50ml/h均勻地噴射在在300 500°C加熱30 60分鐘的 Mo背接觸層上，并且使位于Mo背接觸層下面的基底以10 50rpm旋轉(zhuǎn)，由此將所述混合物溶液噴射在其上，和由此形成的薄膜通過以8 12°C /分鐘的速率緩慢冷卻到室溫而干燥，由此制造Ιμπι厚的薄膜。
硒化將所述薄膜在k氣氛中在450 610°C下硒化30 120分鐘，由此制造基于CIS 的薄膜光吸收層。<實(shí)施例2>基于CIGS的薄膜光吸收層的形成以與實(shí)施例1中相同的方式制造薄膜光吸收層，除了進(jìn)一步向所述混合物溶液添加GaCl3使得所述混合物溶液包含代替一些百分比(20% )的h的( 之外。<實(shí)施例3>基于CIS的薄膜太陽能電池的制造背接觸層的形成使用濺射在玻璃基底或鈉鈣玻璃基底上沉積Mo至1 μ m厚度，由此形成Mo背接觸層?；贑IS的光吸收層的形成使用實(shí)施例1的程序形成基于CIS的薄膜光吸收層至1 μ m厚度。緩沖層的形成使用化學(xué)氣相沉積在光吸收層上形成CdS緩沖層。窗口層的形成使用濺射在緩沖層上順序沉積i-ZnO和n-aiO，從而形成窗口層。上電極層的形成使用濺射在窗口層上形成Al上電極層至1 μ m厚度，由此制造基于CIS的薄膜太陽能電池。<實(shí)施例4>基于CIGS的薄膜太陽能電池的制造以與實(shí)施例3中相同的方式制造基于CIGS的薄膜太陽能電池，除了使用實(shí)施例2 的程序形成基于CIGS的薄膜光吸收層之外。<測(cè)試?yán)?>薄膜光吸收層的表面分析使用SEM對(duì)通過根據(jù)本發(fā)明的薄膜光吸收層制造方法制造的薄膜的表面進(jìn)行分析。結(jié)果示于圖4和5中。參考圖4，在非真空中使用濺射制造的薄膜均勻地沉積至預(yù)定厚度，且根據(jù)溶液成分而呈現(xiàn)P-型半導(dǎo)體性質(zhì)。參考圖5，實(shí)施例1的薄膜由于在硒氣氛、450 610°C和30 120分鐘條件下的硒化而致密地結(jié)晶。<測(cè)試?yán)?>薄膜光吸收層的透射率分析對(duì)使用根據(jù)本發(fā)明的方法制造的基于CIS的薄膜光吸收層的透射率進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果示于圖6中。參考圖6，實(shí)施例1的薄膜的能隙為約1. OleV，其幾乎與理論值相同。可通過調(diào)節(jié)混合物溶液前體中CuxInAez的X、Y和Z的比率改變能隙。此外，因?yàn)楸∧ど员?，獲得了在從400nm到約IOOOnm范圍的波長(zhǎng)下的透射率。當(dāng)薄膜沉積至1 μ m或更大厚度時(shí)，其可完全吸收光并且因此非常高效。<測(cè)試?yán)?>基于CIS的薄膜太陽能電池的太陽光轉(zhuǎn)換效率的分析。對(duì)根據(jù)本發(fā)明的基于CIS的薄膜太陽能電池的太陽光轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果示于圖7中。
參考圖7，實(shí)施例3的基于CIS的薄膜太陽能電池呈現(xiàn)出與包括得自溶液法的光吸收層的薄膜太陽能電池相等的太陽光轉(zhuǎn)換效率。如上所述，本發(fā)明提供制造薄膜光吸收層的方法以及制造薄膜太陽能電池的方法。根據(jù)本發(fā)明，基于CIS或CIGS的光吸收層可使用低溫、低成本且非真空方法制造，由此使得與常規(guī)方法相比，可更簡(jiǎn)單且廉價(jià)地制造它?？纱笠?guī)模地制造大面積光吸收層。而且，根據(jù)本發(fā)明，不使用不期望地造成環(huán)境污染的有機(jī)溶劑例如胺，從而降低了對(duì)環(huán)境的危害。與在高真空中制造的光吸收層相比，根據(jù)本發(fā)明的光吸收層使得一直使用的太陽能電池能夠容易地收集和處理，且因此可有用地應(yīng)用于制造薄膜太陽能電池。盡管已經(jīng)為了說明目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解在不脫離在所附權(quán)利要求中公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，多種改進(jìn)、增加和替換是可能的。
權(quán)利要求
1.制造薄膜光吸收層的方法，包括通過在氮?dú)鈿夥障略谑覝叵禄旌习–uCl2、InCl3和^5C(NH2)2的前體溶液制備混合物溶液；將所述混合物溶液噴射在基底上和干燥所述混合物溶液，由此形成薄膜；和在硒氣氛下對(duì)所述薄膜進(jìn)行硒化。
2.權(quán)利要求1的方法，其中制備所述混合物溶液包括調(diào)節(jié)所述前體溶液的溶液組成， 由此制備由CuxInySez(X = 0. 5 1. 4，Y = 0. 5 1. 4，Z = 1 6)表示的混合物溶液。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述前體溶液進(jìn)一步包括feCl3。
4.權(quán)利要求3的方法，其中所述混合物溶液含有所述GaCl3的Ga，在所述混合物溶液中所述( 代替所述InCl3的一些h。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述噴射在非真空中進(jìn)行。
6.權(quán)利要求1的方法，其中將所述基底在300 500°C下加熱30 60分鐘。
7.權(quán)利要求6的方法，其中使用設(shè)置在用于制造薄膜光吸收層的裝置中的加熱器加熱所述基底。
8.權(quán)利要求7的方法，其中所述用于制造薄膜光吸收層的裝置包括將所述混合物溶液引入其中的入口，用于噴射所述混合物溶液的噴嘴，設(shè)置在所述入口和所述噴嘴之間使得所述混合物溶液通過載氣輸送的噴槍，和設(shè)置在所述加熱器下面的旋轉(zhuǎn)搖床。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述載氣是氮?dú)?，并且? 50ml/h噴射。
10.權(quán)利要求8的方法，其中所述旋轉(zhuǎn)搖床以10 50rpm旋轉(zhuǎn)。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述干燥包括以8 12°C/分鐘的速率冷卻到室溫。
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述硒化在450 610°C下進(jìn)行30 120分鐘。
13.薄膜光吸收層，通過如下制造在氮?dú)鈿夥障略谑覝叵禄旌习–uCl2UnCljn ^C(NH2)2的前體溶液由此制備混合物溶液，將所述混合物溶液噴射在基底上，干燥所述混合物溶液，然后在硒氣氛下進(jìn)行硒化。
14.權(quán)利要求13的薄膜光吸收層，其中所述前體溶液進(jìn)一步包括(^Cl3前體溶液。
15.制造基于CIS的薄膜太陽能電池的方法，包括使用濺射在玻璃基底上形成背接觸層；在所述背接觸層上噴射包括在氮?dú)鈿夥障略谑覝叵禄旌系腃uCl2UnCl3和SeC (NH2) 2前體溶液的混合物溶液，和進(jìn)行硒化，由此形成基于CIS的光吸收層；使用化學(xué)氣相沉積在所述光吸收層上形成緩沖層；使用濺射在所述緩沖層上形成窗口層；和在所述窗口層上形成上電極層。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述噴射使用包括如下的用于制造薄膜光吸收層的裝置進(jìn)行將所述混合物溶液引入其中的入口，用于噴射所述混合物溶液的噴嘴，設(shè)置在所述入口和所述噴嘴之間使得所述混合物溶液通過載氣輸送的噴槍，用于加熱所述基底的加熱器，和設(shè)置在所述加熱器下面的旋轉(zhuǎn)搖床。
17.制造基于CIGS的薄膜太陽能電池的方法，包括使用濺射在玻璃基底上形成背接觸層；在所述背接觸層上噴射包括在氮?dú)鈿夥障略谑覝叵禄旌系腃uCl2、hCl3、GaCl3和MC(NH2)2前體溶液的混合物溶液，和進(jìn)行硒化，由此形成基于CIGS的光吸收層； 使用化學(xué)氣相沉積在所述光吸收層上形成緩沖層； 使用濺射在所述緩沖層上形成窗口層；和在所述窗口層上形成上電極層。
18.薄膜太陽能電池，包括 基底；使用濺射形成在所述基底上的背接觸層；通過如下形成在所述背接觸層上的光吸收層在氮?dú)鈿夥障略谑覝叵禄旌习–uCl2、 InCl3和^C(NH2)2的前體溶液，由此制備混合物溶液，將所述混合物溶液噴射在所述基底上，干燥所述混合物溶液，和在硒氣氛下進(jìn)行硒化； 使用化學(xué)浴沉積在所述光吸收層上沉積的緩沖層； 使用濺射形成在所述緩沖層上的窗口層；和使用濺射形成在所述窗口層上的上電極層。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造薄膜光吸收層的方法及使用其制造薄膜太陽能電池的方法。使用噴射制造薄膜光吸收層的方法包括在氮?dú)鈿夥障略谑覝叵禄旌习–uCl2、InCl3和SeC(NH2)2的前體溶液，由此制備混合物溶液；將所述混合物溶液噴射在基底上和對(duì)其進(jìn)行干燥，由此形成薄膜；和在硒氣氛下對(duì)所述薄膜進(jìn)行硒化。所述制造薄膜太陽能電池的方法包括使用濺射在玻璃基底上形成背接觸層；使用噴射在所述背接觸層上形成光吸收層；使用化學(xué)氣相沉積在所述光吸收層上形成緩沖層；使用濺射在所述緩沖層上形成窗口層；和在所述窗口層上形成上電極層。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102194925SQ20111009019
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者咸昶宇, 宋基鳳, 徐正大, 裵恩真, 趙庭敏, 鄭明愛 申請(qǐng)人:韓國(guó)電子通信研究院