一種太陽(yáng)能電池的制造方法，用于制造銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池，其改良主要在于：在制作一層銅銦鎵硒的p型半導(dǎo)體層時(shí)，必需先依序形成一層由銅銦鎵制成的第一合金層、一層硒薄膜層以及一層由銅銦鎵制成的第二合金層，接著再進(jìn)行硒化處理，使所述兩合金層及該硒薄膜層化合成為該p型半導(dǎo)體層。通過(guò)上下設(shè)置的所述兩合金層將該硒薄膜層夾設(shè)在中間，使硒材料無(wú)論往上擴(kuò)散或往下擴(kuò)散，都可以與銅銦鎵合金反應(yīng)而達(dá)到硒化目的，因此制作出的p型半導(dǎo)體層的材料組成比例與預(yù)定比例相同或較接近，使電池有良好品質(zhì)與轉(zhuǎn)換效率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種，特別是涉及一種銅銦鎵硒(CIGS)薄膜。
技術(shù)介紹
銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池是以銅銦鎵硒四元合金作為光吸收層，由于CIGS為直接能隙半導(dǎo)體，可以吸收較大范圍波長(zhǎng)的光線，并且具有高轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性佳，因此成為備受矚目的太陽(yáng)能電池。參閱圖1，為一種已知CIGS太陽(yáng)能電池,包含一基板11、一披覆在該基板11上的背電極12、一層由CIGS材料制成的P型吸收層13、一層η型的緩沖層14，以及一個(gè)由透明導(dǎo)電材料制成的頂電極15。在形成該CIGS吸收層13時(shí)，通常是先利用真空鍍膜方式，將銅 銦鎵等三種金屬鍍著在該背電極12的表面而形成一層三兀合金層，再于該三兀合金層表面鍍著一層硒薄膜，透過(guò)高溫硒化制程將該三元合金層硒化成為該CIGS的吸收層13。在硒化制程中，硒材料的用量是根據(jù)所欲形成的吸收層13中的材料組成比例而配置，但是當(dāng)溫度升高到200°C左右時(shí)，硒材料會(huì)朝任意方向擴(kuò)散移動(dòng)，而且硒材料的上方?jīng)]有其它層體作為遮擋，因此只有部分的硒材料會(huì)向下進(jìn)入該三元合金層中，其余的硒材料則是往上擴(kuò)散，而可能以氣態(tài)或其它形態(tài)存在于硒化制程所使用的腔體中，導(dǎo)致該吸收層13的硒含量未達(dá)預(yù)定比例，進(jìn)而影響太陽(yáng)能電池的品質(zhì)與轉(zhuǎn)換效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種材料比例符合預(yù)定需求、質(zhì)量佳且轉(zhuǎn)換效率佳的。本專利技術(shù)，包含下列步驟步驟A :在一個(gè)基板上形成一個(gè)第一電極；步驟B :披覆一層由銅銦鎵制成的第一合金層,在該第一合金層的表面披覆一層硒薄膜層，再于該硒薄膜層的表面披覆一層由銅銦鎵制成的第二合金層；步驟C :進(jìn)行硒化處理，使該第一合金層、第二合金層皆與該硒薄膜層反應(yīng)而硒化，且該第一合金層、第二合金層及該硒薄膜層化合形成一層由銅銦鎵硒制成的P型半導(dǎo)體層；步驟D :在該P(yáng)型半導(dǎo)體層的表面形成一層η型半導(dǎo)體層；步驟E :在該η型半導(dǎo)體層的表面形成一個(gè)第二電極。本專利技術(shù)所述的，該第一合金層的厚度為O. 3微米 O. 8微米，該第二合金層的厚度為O. 3微米 O. 8微米，該硒薄膜層的厚度為O. 5微米 I. 5微米。本專利技術(shù)所述的，所述第一合金層、第二合金層及該硒薄膜層是由真空鍍膜方式形成。本專利技術(shù)所述的，該硒化處理的過(guò)程是將溫度升高至450°C 550°C后再降溫,而且降溫速度小于升溫速度。本專利技術(shù)所述的，該硒化處理的過(guò)程是經(jīng)過(guò)數(shù)次的升溫及降溫。本專利技術(shù)所述的，該第一電極的材料為鑰，該η型半導(dǎo)體層的材料為硫化鋪。本專利技術(shù)所述的，步驟B進(jìn)行至少兩次之后再進(jìn)行步驟C。本專利技術(shù)所述的，該P(yáng)型半導(dǎo)體層的厚度為I. 5微米 2. 5微米。本專利技術(shù)的有益的效果在于通過(guò)上下設(shè)置的第一合金層及第二合金層將該硒薄膜層夾設(shè)在中間，使硒材料無(wú)論往上擴(kuò)散或往下擴(kuò)散，都可以與上方或下方的銅銦鎵合金反 應(yīng)而達(dá)到硒化目的，因此本專利技術(shù)制成的P型半導(dǎo)體層的材料組成比例與預(yù)定比例相同或較接近，使電池有良好品質(zhì)與轉(zhuǎn)換效率。附圖說(shuō)明圖I是一種已知太陽(yáng)能電池的示意圖；圖2是一示意圖，顯示本專利技術(shù)的一較佳實(shí)施例所制作出的太陽(yáng)能電池；圖3是該較佳實(shí)施例的步驟流程圖；圖4是該較佳實(shí)施例各步驟進(jìn)行時(shí)的流程示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參閱圖2，本專利技術(shù)的一較佳實(shí)施例，用于制造一個(gè)銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池，所述電池包含一基板2，以及由下往上依序披覆在該基板2上方的一第一電極3、一 P型半導(dǎo)體層4、一 η型半導(dǎo)體層5與一第二電極6。其中，該ρ型半導(dǎo)體層4是由銅銦鎵硒材料制成，用于吸收光能，所述第一電極3及第二電極6則配合將轉(zhuǎn)換后的電能輸出至外部。參閱圖2、3、4，本專利技術(shù)的制造方法包含下列步驟(I)進(jìn)行步驟71 :在該基板2上形成該第一電極3。該基板2為娃基板、玻璃基板、可撓性基板，或不銹鋼基板，該第一電極3的材料為鑰(Mo)金屬。此步驟的具體方式是利用物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition,簡(jiǎn)稱PVD)或化學(xué)氣相沉積(Chemical VaporDeposition,簡(jiǎn)稱CVD)等真空鍍膜方式，將Mo鍍著披覆在該基板2上而形成薄膜狀的第一電極3。所述PVD包含蒸鍍、派鍍等方式,所述CVD包含原子層化學(xué)氣相沉積(Atomic LayerCVD,簡(jiǎn)稱ALCVD)、電漿輔助化學(xué)氣相沉積(Plasma-Enhanced CVD,簡(jiǎn)稱PECVD)等方式。(2)進(jìn)行步驟72 :利用PVD或CVD等真空鍍膜方式，在該第一電極3的表面沉積披覆一層由銅銦鎵(CIG)制成的第一合金層41,接著同樣利用真空鍍膜方式,在該第一合金層41的表面沉積披覆一層硒(Se)薄膜層42，再于該硒薄膜層42的表面沉積披覆一層同樣由銅銦鎵制成的第二合金層43，因此，所述硒薄膜層42被夾設(shè)在上下兩個(gè)合金層之間而形成三明治結(jié)構(gòu)。其中，該第一合金層41的厚度為0.3微米(μπι) 0.8微米，該第二合金層43的厚度為O. 3微米 O. 8微米，該硒薄膜層42的厚度為O. 5微米 I. 5微米。實(shí)際制作時(shí)，該第一合金層41及第二合金層43的總合厚度約略等于該硒薄膜層42的厚度，使CIG及Se的組成比例約為I : I。上述形成該第一合金層41及第二合金層43所使用的鍍膜靶材，可以為一個(gè)包含有銅、銦、鎵金屬的合金靶材。此外，也可以在真空腔體內(nèi)分別設(shè)置銅、銦、鎵三種金層的靶材，再利用共濺鍍方式使三種金屬共同沉積而構(gòu)成合金層。(3)進(jìn)行步驟73 :進(jìn)行高溫的硒化處理，使該第一合金層41、第二合金層43皆與該硒薄膜層42反應(yīng)而硒化，進(jìn)而化合形成所述由銅銦鎵硒制成的ρ型半導(dǎo)體層4。本步驟是使用快速熱處理(Rapid Thermal Process,簡(jiǎn)稱RTP)方式,也就是以較快的速度升溫至450°C 550°C，再以較緩慢的速度降溫冷卻，而且經(jīng)過(guò)數(shù)次的快速升溫及緩慢降溫的周期過(guò)程，使硒化反應(yīng)充分且完全。利用RTP方式使降溫速度小于升溫速度，其緩慢降溫能避免因溫度改變太快而造成破片。其中，硒化處理必需升高溫度至450°C 550°C，是為了使該硒薄膜層42的硒材料 具有足夠的移動(dòng)動(dòng)能，進(jìn)而能朝下擴(kuò)散進(jìn)入該第一合金層41及朝上擴(kuò)散進(jìn)入該第二合金層43，使該第一合金層41及第二合金層43皆被硒化，當(dāng)然，也可能是合金層的材料擴(kuò)散移動(dòng)而與該硒薄膜層42反應(yīng)化合，但無(wú)論如何，最后都會(huì)使所述第一合金層41、第二合金層43及該硒薄膜層42化合形成銅銦鎵硒層，此即為該ρ型半導(dǎo)體層4，其厚度約為I. 5微米 2.5微米。需要說(shuō)明的是，硒化處理時(shí)也可以同時(shí)在腔體中通入硒化氫(H2Se)氣體，以提升硒化效果。本步驟73與前述步驟72可以在同一個(gè)真空腔體內(nèi)進(jìn)行，使制程步驟流暢并節(jié)省制程時(shí)間。此外，前述步驟72也可以連續(xù)進(jìn)行兩次或兩次以上之后，再進(jìn)行步驟73。舉例來(lái)說(shuō)，若步驟72進(jìn)行兩次，則在該第一電極3上方會(huì)形成兩組三明治結(jié)構(gòu)，由下往上依序形成CIG、Se、CIG、CIG、Se、CIG六個(gè)膜層，接著進(jìn)行步驟73的硒化處理，即可使這六個(gè)膜層共同化合成為該P(yáng)型半導(dǎo)體層4。但無(wú)論步驟72進(jìn)行幾次，都可以通過(guò)控制每一膜層的厚度，使最后形成的P型半導(dǎo)體層4的總厚度是固定的，例如，若步驟72進(jìn)行兩次，此時(shí)每一膜層的厚度應(yīng)為只進(jìn)行一次時(shí)的膜層厚度的一半。(4)進(jìn)行步驟74 :在該ρ型半導(dǎo)體層4的表本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，包含：步驟A：在一個(gè)基板上形成一個(gè)第一電極；步驟B：披覆一層由銅銦鎵制成的第一合金層，在該第一合金層的表面披覆一層硒薄膜層，再于該硒薄膜層的表面披覆一層由銅銦鎵制成的第二合金層；步驟C：進(jìn)行硒化處理，使該第一合金層、第二合金層皆與該硒薄膜層反應(yīng)而硒化，且該第一合金層、第二合金層及該硒薄膜層化合形成一層由銅銦鎵硒制成的p型半導(dǎo)體層；步驟D：在該p型半導(dǎo)體層的表面形成一層n型半導(dǎo)體層；步驟E：在該n型半導(dǎo)體層的表面形成一個(gè)第二電極。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：簡(jiǎn)谷衛(wèi)，陳慶榮，陳順銘，李鴻昇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北儒精密股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。