專利名稱：非真空形成銅銦鎵硫硒吸收層及硫化鎘緩沖層的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成銅銦鎵硫硒吸收層及硫化鎘緩沖層的方法及系統(tǒng)，尤其是在 非真空環(huán)境下進(jìn)行二階段硫硒反應(yīng)以形成質(zhì)量優(yōu)良的吸收層。
背景技術(shù)：
在綠色能源的國際風(fēng)潮下，薄膜太陽電池中具四元化合物的銅銦鎵硒(CIGS)太 陽電池由于不受原料限制、可在大面積軟性基板上制作以及具有高轉(zhuǎn)換效率的優(yōu)點(diǎn)，尤其 是單元電池(Cell)的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)20%而模塊的轉(zhuǎn)換效率亦可達(dá)14%，因此，目前已逐漸 受到各國新能源產(chǎn)業(yè)界的重視而致力開發(fā)。參閱圖1，為現(xiàn)有技術(shù)銅銦鎵硒太陽電池的示意圖。如圖1所示，銅銦鎵硒太陽電 池包括由下而上依序堆棧的基板10、背面電極層20、吸收層30、緩沖層40、透明導(dǎo)電層50 及正面電極層60，其中入射光L由上往下射入銅銦鎵硒太陽電池?；?0 —般為玻璃，背面電極層20使用金屬鉬，而吸收層30包含銅、銦、鎵及硒 的四元化合物，形成N型半導(dǎo)體層，緩沖層40包含硫化鋅，形成P型半導(dǎo)體層，透明導(dǎo)電層 (TCO) 50包括氧化銦錫(ITO)或氧化鋅(ZnO)，正面電極層60可使用鎳及鋁，一般為網(wǎng)格 狀，先在透明導(dǎo)電層50上形成金屬鎳層，以避免形成高電阻金屬氧化物，接著再形成金屬招層。N型的吸收層30與P型的緩沖層40之間形成p_n接面35，用以吸收入射光而產(chǎn) 生自由電子電洞對，進(jìn)一步使背面電極層20為正電壓而正面電極層60為負(fù)電壓，并藉正極 接點(diǎn)22及負(fù)極接點(diǎn)62連接外部負(fù)載，用以輸出電力。上述銅銦鎵硒太陽電池的制作方法可采用真空制程或非真空制程，其中真空制程 主要是使用濺鍍法或蒸鍍法，雖然產(chǎn)品質(zhì)量較佳，但材料利用率較低，設(shè)備昂貴且制造成本 高，而非真空制程使用油墨制程ankProcess)，可大幅降低制造成本，非常具有發(fā)展?jié)摿Γ?但是銅銦鎵硒吸收層的致密性較為不足，常導(dǎo)致銅銦鎵硒的四元化合物不易形成較大顆 粒，使得吸收層中的晶界(Grain boundary)相對較多，無法成功將落在晶界中的光線轉(zhuǎn)換 成可利用的電能，造成轉(zhuǎn)換效率不易提升。因此，需要一種能在非真空下改善銅銦鎵硒吸收層的吸光效率及光電轉(zhuǎn)換效率并 提供匹配性佳的硫化鎘緩沖層以形成較佳p-n接面的方法及系統(tǒng)，進(jìn)而解決上述現(xiàn)有技術(shù) 的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在提供一種非真空形成銅銦鎵硫硒吸收層及硫化鎘緩沖層的 方法，其在非真空下針對具有背面電極層的基板，在背面電極層上以混合漿料形成涂布層， 經(jīng)初步烘干后，藉實(shí)密化裝置進(jìn)行實(shí)密化，接著進(jìn)行初級硫化反應(yīng)處理及初級硒化反應(yīng)處 理，用以形成初級的銅銦鎵硫硒層，再進(jìn)行熱處理，以改善初級銅銦鎵硫硒層的晶格匹配，接著利用氰化鉀或溴化物進(jìn)行雜相清除處理，用以去除雜相的硒化亞銅及硫化銅，再進(jìn)行 后級硫化反應(yīng)處理及后級硒化反應(yīng)處理，產(chǎn)生所需的銅銦鎵硫硒吸收層，最后利用化學(xué)槽 水浴法，進(jìn)而在銅銦鎵硫硒吸收層上形成硫化鎘緩沖層，且該銅銦鎵硫硒吸收層及硫化鎘 緩沖層可應(yīng)用于銅銦鎵硒太陽電池，能改善吸收層的吸光效率及光電轉(zhuǎn)換效率，并提高緩 沖層對吸收層的匹配性，進(jìn)而在吸收層與緩沖層之間形成高效率的p-n接面，藉以降低制 造成本并提升整體銅銦鎵硒太陽電池的性能。本發(fā)明的另一目的在提供一種非真空形成銅銦鎵硫硒吸收層及硫化鎘緩沖層的 系統(tǒng)，包括混合裝置、涂布層形成裝置、烘干裝置、實(shí)密化裝置、初級硫硒反應(yīng)裝置、熱處理 裝置、雜相清除裝置、后級硫硒反應(yīng)裝置及硫化鎘緩沖層生長裝置，藉以分別進(jìn)行混合處 理、涂布層形成處理、烘干處理、實(shí)密化處理、初級硫硒反應(yīng)處理、熱處理、雜相清除處理、后 級硫硒反應(yīng)處理及硫化鎘緩沖層生長處理，進(jìn)而在金屬鉬層上依序形成銅銦鎵硫硒吸收層 及硫化鎘緩沖層，用以制造高效能的銅銦鎵硒太陽電池。本發(fā)明在非真空環(huán)境下進(jìn)行二階段的硫硒反應(yīng)以改善銅銦鎵硫硒吸收層的質(zhì)量， 其中硫硒反應(yīng)包括依序的硫化反應(yīng)及硒化反應(yīng)，而且在第一階段的初級硫硒反應(yīng)之前，先 對烘干后的銅銦鎵硫硒漿料涂布層進(jìn)行實(shí)密化處理，進(jìn)而減少晶界的數(shù)量，以提高光電轉(zhuǎn) 換效率。本發(fā)明在第一階段的初級硫硒反應(yīng)以及第二階段的后級硫硒反應(yīng)之間，依序進(jìn)行 快速熱退火處理及雜相清除處理，其中該快速熱退火處理用以改善初級硫硒反應(yīng)所產(chǎn)生的 初級銅銦鎵硫硒吸收層的晶體結(jié)構(gòu)，藉以減輕或消除可能的內(nèi)應(yīng)力，提高晶格匹配，而雜相 清除處理用以去除掉會妨礙銅銦鎵硫硒吸收層進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的雜相硒化亞銅及硫化銅，使 光電轉(zhuǎn)換獲得進(jìn)一步改善。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中銅銦鎵硒太陽電池的示意圖。圖2為本發(fā)明方法的流程圖。圖3為本發(fā)明系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下配合說明書附圖對本發(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2，本發(fā)明方法的流程圖。如圖2所示，本發(fā)明的方法由步驟SlO開始，在非 真空下進(jìn)行混合處理，包括混合銅銦鎵硫硒粉體、溶劑與添加劑以形成銅銦鎵硫硒漿料，該 銅銦鎵硫硒粉體可包含銅銦合金(Cuh)、銅銦鎵化合物(Cuhfei)、硒化銅銦(01 )、硒 化銅銦鎵(Cuhfe^e)、硫化銅銦(CuhQ及硫化銅銦鎵(Cuhfe^)粉體的至少其中之一，該 溶劑可包含醇類及胺類的至少其中之一，該添加劑可包含分散劑、黏著劑及流平劑的至少 其中之一。接著進(jìn)入步驟S20，進(jìn)行涂布層形成處理，利用銅銦鎵硫硒漿料以在背面電極層 20上形成銅銦鎵硫硒漿料涂布層，該涂布層形成處理包括噴涂處理、涂布處理及浸泡處理 的其中之一，而該背面電極層20位于基板10的上表面，并在步驟S30中進(jìn)行烘干處理，利用加熱升溫以預(yù)干并去除銅銦鎵硫硒漿料涂布層中的溶劑。接著在步驟S40中，再對去除溶劑后的銅銦鎵硫硒漿料涂布層進(jìn)行實(shí)密化處理， 可包括滾壓處理、高壓噴液壓合處理及高壓噴氣壓合處理的其中之一，藉以施加壓力在該 銅銦鎵硫硒漿料涂布層上，使銅銦鎵硫硒漿料涂布層實(shí)密化，再進(jìn)入步驟S50進(jìn)行初級硫 硒反應(yīng)處理，包括硫化反應(yīng)及硒化反應(yīng)，可分別通入硫化氫及硒化氫且可在升溫下使銅銦 鎵硫硒漿料涂布層產(chǎn)生硫化物及硒化物，藉以形成初級的銅銦鎵硫硒吸收層。接著在步驟S60中進(jìn)行熱處理，用以對初級的銅銦鎵硫硒吸收層進(jìn)行結(jié)晶處理， 該熱處理可為快速熱退火處理(Rapid Thermal Process, RTP)，可包括依序的快速升溫結(jié) 晶處理、多段恒溫結(jié)晶處理及多段降溫處理，用以改善初級的銅銦鎵硫硒吸收層的晶體結(jié) 構(gòu)，然后進(jìn)入步驟S70，以進(jìn)行雜相清除處理，包括利用雜相清除劑以去除初級的銅銦鎵硫 硒吸收層中雜相的化合物，包括硒化亞銅(Cu2Se)及硫化銅(CuQ的至少其中之一，而該雜 相清除劑包含氰化鈉(NaCN)、氰化鉀(KCN)及溴化物的至少其中之一，并進(jìn)行清洗及烘干。 接著進(jìn)入步驟S80，進(jìn)行后級硫硒反應(yīng)處理，類似于步驟S50的初級硫硒反應(yīng)處理，包括硫 化反應(yīng)及硒化反應(yīng)，使初級的銅銦鎵硫硒吸收層進(jìn)一步經(jīng)硫化反應(yīng)及硒化反應(yīng)而形成后級 的銅銦鎵硫硒吸收層，亦即所需的銅銦鎵硫硒吸收層。最后在步驟S90中，進(jìn)行硫化鎘緩沖層生長處理、基板刮除處理及清洗烘干處理， 其中硫化鎘緩沖層生長處理藉化學(xué)槽水浴法(ChemicalBath D印osition，CBD)，將步驟S80 中所產(chǎn)生的銅銦鎵硫硒吸收層浸泡于包含有硫及鎘的水溶液中，藉以在銅銦鎵硫硒吸收層 上形成硫化鎘緩沖層，其中該水溶液包括氯化鹽、氨水(NH3)及硫尿(SC(NH2)2))，且該氯 化鹽可包括氯化鎘(CdC12)、硫酸鎘(CdS04)、碘化鎘(CdU)及二乙酸鎘(Cd(CH3C00)2)的 至少其中之一?；骞纬幚硎菍宓倪吘壖氨趁孢M(jìn)行刮除，以去除多余的材料。本發(fā)明方法的特點(diǎn)為，在非真空環(huán)境下進(jìn)行二階段的硫硒反應(yīng)以改善銅銦鎵硫硒 吸收層的質(zhì)量，其中硫硒反應(yīng)包括依序的硫化反應(yīng)及硒化反應(yīng)，而且在第一階段的初級硫 硒反應(yīng)之前，先對烘干后的銅銦鎵硫硒漿料涂布層進(jìn)行實(shí)密化處理，進(jìn)而減少晶界的數(shù)量， 以提高光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明方法的另一特點(diǎn)為，在第一階段的初級硫硒反應(yīng)以及第二階段的后級硫硒 反應(yīng)之間，依序進(jìn)行快速熱退火處理及雜相清除處理，其中該快速熱退火處理用以改善初 級硫硒反應(yīng)所產(chǎn)生的初級銅銦鎵硫硒吸收層的晶體結(jié)構(gòu)，藉以減輕或消除可能的內(nèi)應(yīng)力， 提高晶格匹配，而雜相清除處理用以去除掉會妨礙銅銦鎵硫硒吸收層進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的雜相 硒化亞銅及硫化銅，使光電轉(zhuǎn)換獲得進(jìn)一步改善。參閱圖3，為本發(fā)明系統(tǒng)的示意圖。如圖3所示，本發(fā)明的系統(tǒng)包括混合裝置110、 涂布層形成裝置120、烘干裝置130、實(shí)密化裝置140、初級硫硒反應(yīng)裝置150、熱處理裝置 160、雜相清除裝置170、后級硫硒反應(yīng)裝置180及硫化鎘緩沖層生長裝置190，藉以分別進(jìn) 行混合處理、涂布層形成處理、烘干處理、實(shí)密化處理、初級硫硒反應(yīng)處理、熱處理、雜相清 除處理、后級硫硒反應(yīng)處理及硫化鎘緩沖層生長處理，進(jìn)而在金屬鉬層上依序形成銅銦鎵 硫硒吸收層及硫化鎘緩沖層。混合裝置110可包括至少一粉體槽112、至少一溶劑槽114及混合槽116，其中該 至少一粉體槽112用以容置多個粉體，包含銅銦合金(Cuh)、銅銦鎵化合物(Cuhfe1)、硒化 銅銦(Cdr^e)、硒化銅銦鎵(Cuhfe^e)、硫化銅銦(CuhQ及硫化銅銦鎵(Cuhfe^)粉體的至少其中之一，該至少一溶劑槽114用以容置溶劑與添加劑，該溶劑包含醇類及胺類的 至少其中之一，該添加劑可包含分散劑、黏著劑及流平劑的至少其中之一，而該混合槽116 利用攪拌裝置(圖中未顯示)將該至少一粉體槽112中的粉體以及該至少一溶劑槽114的 溶劑與添加劑進(jìn)行均勻混合，進(jìn)而產(chǎn)生銅銦鎵硫硒漿料。涂布層形成裝置120可為用以進(jìn)行噴涂處理的噴涂裝置、用以進(jìn)行涂布處理的涂 布裝置及用以進(jìn)行浸泡處理的浸泡裝置的其中之一。噴涂裝置可包括超音波噴頭、超音波 控制器及氣壓流量控制器(圖中未顯示)，用以將混合槽116的銅銦鎵硫硒漿料均勻噴涂至 基板10的上表面上的背面電極層，以形成銅銦鎵硫硒漿料涂布層，且基板10的下表面由多 個滾輪12支撐并帶動而前進(jìn)。此外，涂布裝置可包括漿料擠出機(jī)及刮刀，其中漿料擠出機(jī)將銅銦鎵硫硒漿料擠 出至背面電極層上，而刮刀用以除去多余的銅銦鎵硫硒漿料，以達(dá)到所需厚度。浸泡裝置包 括浸泡槽及刮刀，浸泡槽容置有銅銦鎵硫硒漿料，在背面電極層浸泡過銅銦鎵硫硒漿料后， 再以刮刀除去多余的銅銦鎵硫硒漿料，以達(dá)到所需厚度。烘干裝置130可包括加熱絲、高周波輻射源及紅外線源(圖中未顯示)的至少其 中之一，用以預(yù)干及去除銅銦鎵硫硒漿料涂布層中的溶劑。實(shí)密化裝置140可包括用以進(jìn)行滾壓處理的滾壓裝置、用以進(jìn)行高壓噴液壓合處 理的高壓噴液壓合裝置及用以進(jìn)行高壓噴氣壓合處理的高壓噴氣壓合裝置的其中之一。圖 3是以滾壓裝置為例，顯示實(shí)密化裝置140可包括至少一滾輪142，用以實(shí)密化該銅銦鎵硫 硒漿料涂布層。此外，高壓噴液壓合裝置可包括液體壓縮機(jī)及噴嘴，液體壓縮機(jī)用以提高噴液的 壓力，再經(jīng)噴嘴噴射至銅銦鎵硫硒漿料涂布層上，藉以施加壓力，該噴液可為水。高壓噴氣 壓合裝置可包括氣體壓縮機(jī)及噴嘴，氣體壓縮機(jī)用以提高噴氣的壓力，再經(jīng)噴嘴噴射至銅 銦鎵硫硒漿料涂布層上，藉以施加壓力，該噴氣可為空氣、氮?dú)饧皻鍤獾钠渲兄?。初級硫硒反?yīng)裝置150可包括初級硫化反應(yīng)裝置及初級硒化反應(yīng)裝置(圖中未顯 示)，分別通入硫化氫及硒化氫且在升溫下對銅銦鎵硫硒漿料涂布層進(jìn)行初級硫化反應(yīng)處 理及初級硒化反應(yīng)處理，藉以形成初級的銅銦鎵硫硒吸收層。熱處理裝置160可為快速熱退火處理裝置，可包括快速升溫結(jié)晶區(qū)段、多段恒溫 結(jié)晶區(qū)段及多段降溫區(qū)段(圖中未顯示)，用以依序分別對初級的銅銦鎵硫硒吸收層進(jìn)行 快速升溫結(jié)晶處理、多段恒溫結(jié)晶處理及多段降溫處理，以減輕或消除可能的內(nèi)應(yīng)力，改善 初級的銅銦鎵硫硒吸收層的晶體結(jié)構(gòu)。雜相清除裝置170可包括蝕刻槽及清洗烘干裝置(圖中未顯示)，其中蝕刻槽容置 蝕刻液，其包含氰化鈉(NaCN)、氰化鉀(KCN)及溴化物的至少其中之一，以去除初級的銅銦 鎵硫硒吸收層中雜相的化合物，包括硒化亞銅及硫化銅的至少其中之一，并藉清洗烘干裝 置進(jìn)行清洗及烘干，進(jìn)而進(jìn)一步改善銅銦鎵硫硒吸收層的晶體質(zhì)量。后級硫硒反應(yīng)裝置180是類似于初級硫硒反應(yīng)裝置150，可包括后級硫化反應(yīng)裝 置及后級硒化反應(yīng)裝置(圖中未顯示)，分別對初級的銅銦鎵硫硒吸收層進(jìn)行后級硫化反 應(yīng)處理及后級硒化反應(yīng)處理，以形成后級的銅銦鎵硫硒吸收層，亦即所需的銅銦鎵硫硒吸 收層。硫化鎘緩沖層生長裝置190可包括硫化鎘生長浸泡裝置、基板刮除裝置及清洗烘干裝置(圖中未顯示)，其中硫化鎘生長浸泡裝置容置包含有硫及鎘的水溶液，使后級的銅 銦鎵硫硒吸收層浸泡于該水溶液中時，會在后級的銅銦鎵硫硒吸收層上生長出硫化鎘緩沖 層，并由基板刮除裝置刮除掉基板的邊緣及背面上多余的材料，而清洗烘干裝置是用以清 洗及烘干該硫化鎘緩沖層。該水溶液包括氯化鹽、氨水及硫尿，且該氯化鹽可包括氯化鎘、 硫酸鎘、碘化鎘、及二乙酸鎘的至少其中之一。本發(fā)明系統(tǒng)的特點(diǎn)在于，可在非真空的常壓環(huán)境下操作，以形成高質(zhì)量的銅銦鎵 硫硒吸收層以及硫化鎘緩沖層，供銅銦鎵硒太陽電池用。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
1.一種非真空形成銅銦鎵硫硒吸收層及硫化鎘緩沖層的方法，其于非真空下在一基板 上的一背面電極層上依序形成一銅銦鎵硫硒吸收層及一硫化鎘緩沖層，其特征在于，該方 法包括下列依序步驟一混合處理，是混合銅銦鎵硫硒粉體、溶劑與添加劑，以形成銅銦鎵硫硒漿料； 一涂布層形成處理，是將銅銦鎵硫硒漿料涂布在該背面電極層上，以形成銅銦鎵硫硒 漿料涂布層，該涂布層形成處理包括噴涂處理、涂布處理及浸泡處理的其中之一； 一烘干處理，是利用加熱升溫以預(yù)干并去除該銅銦鎵硫硒漿料涂布層中的溶劑； 一實(shí)密化處理，包括滾壓處理、高壓噴液壓合處理及高壓噴氣壓合處理的其中之一，藉 以施加壓力在該銅銦鎵硫硒漿料涂布層上，使該銅銦鎵硫硒漿料涂布層實(shí)密化；一初級硫硒反應(yīng)處理，包括硫化反應(yīng)及硒化反應(yīng)，分別通入硫化氫及硒化氫，并在升溫 下使該銅銦鎵硫硒漿料涂布層產(chǎn)生硫化物及硒化物，形成初級的銅銦鎵硫硒吸收層； 一熱處理，用以進(jìn)行初級的銅銦鎵硫硒吸收層的結(jié)晶處理；一雜相清除處理，利用雜相清除劑以去除該初級的銅銦鎵硫硒吸收層中雜相的化合 物，硒化亞銅及硫化銅，并進(jìn)行清洗及烘干；一后級硫硒反應(yīng)處理，類似于該初級硫硒反應(yīng)處理，包括硫化反應(yīng)及硒化反應(yīng)，使該初 級的銅銦鎵硫硒吸收層進(jìn)一步經(jīng)硫化反應(yīng)及硒化反應(yīng)而形成后級的銅銦鎵硫硒吸收層，亦 即所需的該銅銦鎵硫硒吸收層；以及一硫化鎘緩沖層生長處理，是藉化學(xué)槽水浴法，將該銅銦鎵硫硒吸收層浸泡于包含有 硫及鎘的水溶液中，以便在該銅銦鎵硫硒吸收層上形成該硫化鎘緩沖層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該銅銦鎵硫硒粉體包含銅銦合金、銅銦鎵化 合物、硒化銅銦、硒化銅銦鎵、硫化銅銦及硫化銅銦鎵粉體的至少其中之一。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該溶劑包含醇類及胺類的至少其中之一。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該添加劑包含分散劑、黏著劑及流平劑的至 少其中之一。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該熱處理為快速熱退火處理，該結(jié)晶處理包 括的快速升溫結(jié)晶處理、多段恒溫結(jié)晶處理及多段降溫結(jié)晶處理的至少其中之一。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該雜相的化合物包括硒化亞銅及硫化銅的 至少其中之一。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該雜相清除劑包含氰化鈉、氰化鉀及溴化物 的至少其中之一。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該水溶液包括氯化鹽、氨水及硫尿，且該氯 化鹽包括氯化鎘、硫酸鎘、碘化鎘及二乙酸鎘的至少其中之一。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該硫化鎘緩沖層生長處理進(jìn)一步包括對該 基板的邊緣及背面進(jìn)行刮除，以去除多余的材料。
10.一種非真空形成銅銦鎵硫硒吸收層及硫化鎘緩沖層的系統(tǒng)，其于非真空下在一基 板上的一背面電極層上依序形成一銅銦鎵硫硒吸收層及一硫化鎘緩沖層，且該基板的下表 面是由多個滾輪支撐并帶動而前進(jìn)，其特征在于，該系統(tǒng)包括一混合裝置，包括至少一粉體槽、至少一溶劑槽及混合槽，藉以進(jìn)行混合處理，該至少 一粉體槽用以容置多個粉體，所述粉體包含銅銦合金、銅銦鎵化合物、硒化銅銦、硒化銅銦鎵、硫化銅銦及硫化銅銦鎵的至少其中之一，該至少一溶劑槽用以容置溶劑與添加劑，而該 混合槽將該至少一粉體槽中的所述粉體以及該至少一溶劑槽的溶劑與添加劑進(jìn)行均勻混 合，產(chǎn)生銅銦鎵硫硒漿料；一涂布層形成裝置，包括用以進(jìn)行噴涂處理的噴涂裝置、用以進(jìn)行涂布處理的涂布裝 置及用以進(jìn)行浸泡處理的浸泡裝置的其中之一，進(jìn)而將該銅銦鎵硫硒漿料在該背面電極層 上形成銅銦鎵硫硒漿料涂布層；一烘干裝置，用以預(yù)干及去除該銅銦鎵硫硒漿料涂布層中的溶劑； 一實(shí)密化裝置，用以實(shí)密化該銅銦鎵硫硒漿料涂布層，該實(shí)密化裝置包括用以進(jìn)行滾 壓處理的滾壓裝置、用以進(jìn)行高壓噴液壓合處理的高壓噴液壓合裝置及用以進(jìn)行高壓噴氣 壓合處理的高壓噴氣壓合裝置的其中之一；一初級硫硒反應(yīng)裝置，包括初級硫化反應(yīng)裝置及初級硒化反應(yīng)裝置，分別通入硫化氫 及硒化氫且在升溫下對該銅銦鎵硫硒漿料涂布層進(jìn)行初級硫化反應(yīng)處理及初級硒化反應(yīng) 處理，藉以形成初級的銅銦鎵硫硒吸收層；一熱處理裝置，用以進(jìn)行初級的銅銦鎵硫硒吸收層的結(jié)晶處理； 一雜相清除裝置，包括蝕刻槽及清洗烘干裝置，該蝕刻槽容置蝕刻液，以去除該初級的 銅銦鎵硫硒吸收層中雜相的化合物，該清洗烘干裝置用以對該初級的銅銦鎵硫硒吸收層進(jìn) 行清洗及烘干；一后級硫硒反應(yīng)裝置，類似于該初級硫硒反應(yīng)裝置，包括后級硫化反應(yīng)裝置及后級硒 化反應(yīng)裝置，分別對該初級的銅銦鎵硫硒吸收層進(jìn)行后級硫化反應(yīng)處理及后級硒化反應(yīng)處 理，以形成后級的銅銦鎵硫硒吸收層，亦即所需的該銅銦鎵硫硒吸收層；以及一硫化鎘緩沖層生長裝置，包括硫化鎘生長浸泡裝置、基板刮除裝置及清洗烘干裝置， 該硫化鎘生長浸泡裝置容置包含有硫及鎘的水溶液，使該后級的銅銦鎵硫硒吸收層浸泡于 該水溶液中時，會在該后級的銅銦鎵硫硒吸收層上生長出硫化鎘緩沖層，該基板刮除裝置 用以刮除掉該基板的邊緣及背面上多余的材料，該清洗烘干裝置用以清洗及烘干該硫化鎘 緩沖層。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，該溶劑包含醇類及胺類的至少其中之一。
12.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，該添加劑可包含分散劑、黏著劑及流平劑 的至少其中之一。
13.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，該噴涂裝置包括超音波噴頭、超音波控制 器及氣壓流量控制器，該涂布裝置包括漿料擠出機(jī)及刮刀，該浸泡裝置包括浸泡槽及刮刀。
14.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，該烘干裝置包括加熱絲、高周波輻射源及 紅外線源的至少其中之一。
15.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，該滾壓裝置包括至少一滾輪，該高壓噴液 壓合裝置包括提高噴液的壓力的液體壓縮機(jī)及將噴液噴射至銅銦鎵硫硒漿料涂布層上的 噴嘴，該噴液為水，該高壓噴氣壓合裝置包括提高噴氣的壓力的氣體壓縮機(jī)及將噴氣噴射 至銅銦鎵硫硒漿料涂布層上的噴嘴，該噴氣為空氣、氮?dú)饧皻鍤獾钠渲兄弧?br> 16.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，該熱處理為快速熱退火處理，該結(jié)晶處理 包括的快速升溫結(jié)晶處理、多段恒溫結(jié)晶處理及多段降溫結(jié)晶處理的至少其中之一。
17.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，該蝕刻液包含氰化鈉、氰化鉀及溴化物的至少其中之一。
18.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，該雜相的化合物包括硒化亞銅及硫化銅 的至少其中之一。
19.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，該水溶液包括氯化鹽、氨水及硫尿，且該 氯化鹽包括氯化鎘、硫酸鎘、碘化鎘及二乙酸鎘的至少其中之一。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非真空形成銅銦鎵硫硒吸收層及硫化鎘緩沖層的方法及系統(tǒng)，是在非真空下針對具有背面電極層的基板，在背面電極層上以混合漿料形成涂布層，經(jīng)初步烘干后，藉實(shí)密化裝置使涂布層實(shí)密化，接著進(jìn)行初級硫硒反應(yīng)處理，用以形成初級銅銦鎵硫硒層，再進(jìn)行熱處理，以改善初級銅銦鎵硫硒層的晶格匹配，接著利用氰化鉀或溴化物進(jìn)行雜相清除處理，用以去除雜相的硒化亞銅及硫化銅，再進(jìn)行后級硫硒反應(yīng)處理，產(chǎn)生所需的后級銅銦鎵硫硒吸收層，最后利用化學(xué)槽水浴法，在銅銦鎵硫硒吸收層上形成硫化鎘緩沖層。
文檔編號H01L31/18GK102130202SQ20101000065
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者莊泉龍 申請人:正峰新能源股份有限公司