的第二溫度T2(穩(wěn)定溫度)。穩(wěn)定溫度理解為一旦達(dá)到即保持一確定時間不變的溫度。
[0093]因此，如圖9所示的示例中，在爐膛4中的第二腔體410維持在第二溫度Τ2。
[0094]更具體而言，第二溫度Τ2介于570°C至590°C之間，優(yōu)選為580°C。
[0095]根據(jù)硫族化步驟S2的一個實施例，硫族元素是砸，硫族化步驟S2是砸化步驟。也可以使用另一個諸如硫的硫族兀素。
[0096]根據(jù)該實施例的一個特征，如圖9所示，砸化步驟包括向爐膛4中的第二腔體410中注入砸和雙氮的氣體混合物，也稱為砸蒸汽。
[0097]為了注入砸蒸汽，爐膛4可以包括注入裝置48，其用于向第二腔體410注入溫度在480°C和520°C之間的砸和雙氮的氣體混合物。
[0098]根據(jù)該實施例的另一個特征，以13標(biāo)準(zhǔn)升每秒，正負(fù)3標(biāo)準(zhǔn)升每秒的容積流率實施砸和雙氮的氣體混合物的注入。
[0099]根據(jù)該實施例的另一個特征，砸和雙氮的混合物來自加熱至500°C，正負(fù)20°C的源。
[0100]需要注意的是，所述注入是指在根據(jù)本發(fā)明的形成方法S中只加入砸，與現(xiàn)有技術(shù)中的一些形成方法不同，本方法不包括例如是否通過電沉積或通過物理氣相沉積的任何沉積砸層的步驟。
[0101]特別地，砸具有毒性，尤其在氣相下。有利的是，至少將爐膛4中的第二腔體410維持在略低于大氣壓，更具體而言，是低于大氣壓強(qiáng)的20至200帕的壓強(qiáng)，以便確保人員安全，因為之后向外部環(huán)境釋放任何的優(yōu)選密封在第二腔體410中的毒性蒸汽是不恰當(dāng)?shù)摹?br>[0102]此外，由于至少在爐膛中的第二腔體410中接近大氣壓強(qiáng)，有利的是，該形成方法S允許限制硫族化步驟S2的持續(xù)時間，并且更具體而言是砸蒸汽注入步驟，如圖3a所示，其持續(xù)5分鐘，正負(fù)I分鐘，用于以工業(yè)速率形成半導(dǎo)體層，與在真空中完成退火的形成方法不同。
[0103]砸化步驟開始的第一溫度Tl以上述方式固定，這種選擇來自于發(fā)明人的觀察。這些觀察必須涉及基于半導(dǎo)體層的光伏電池的測量結(jié)果，該半導(dǎo)體層根據(jù)包括處理步驟SI和硫族化步驟S2的形成方法而形成。這些測量結(jié)果繪制在下文論述的圖5和6中。
[0104]發(fā)明人已觀察到光伏電池所產(chǎn)出的平均收益，或稱為平均轉(zhuǎn)換效率與硫族化步驟S2開始的溫度值之間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。相關(guān)測量結(jié)果繪制于圖5中。
[0105]以關(guān)聯(lián)硫族化反應(yīng)的動力學(xué)的方式，假定對溫度的上升斜率的優(yōu)化能準(zhǔn)備用于實際硫族化反應(yīng)的材料，特別是其原子迀移率所在溫度有助于砸元素和金屬前導(dǎo)層2的結(jié)構(gòu)的結(jié)合。
[0106]如圖5所示，對于砸化起始溫度低于350°C或高于540°C的情況，制成的光伏電池的所測平均收益低于10%，而在這兩個溫度之間，測得的平均收益高于10%。因此，能夠定義這一區(qū)域的值用于硫族化起始溫度，在這個區(qū)域中，光伏電池的平均收益得到優(yōu)化。更具體而言，已經(jīng)確定，在溫度460°C和540°C之間，更具體而言，在溫度480°C和520°C之間開始硫族化能優(yōu)化光伏電池的平均收益。
[0107]在砸化后，發(fā)明人還觀察到根據(jù)砸和雙氮的氣體混合物的注入溫度，銅摩爾量和在金屬前導(dǎo)層2中的鎵以及銦的摩爾量的比率(下文為明確起見有時將該比率標(biāo)記為Cu/(In+Ga))的給定值具有針對加入基底和前導(dǎo)層的砸的總摩爾量和金屬前導(dǎo)層摩爾量的比率(下文為明確起見有時將該比率標(biāo)記為Se/(Cu+In+Ga))的兩個對應(yīng)值。
[0108]因此，如圖6所示，當(dāng)比率Cu/(In+Ga)的值為0.85時，有對應(yīng)的第一值為1.4，其是氣體混合物的注入溫度在210°C和400°C之間時所得的比率Se/(Cu+In+Ga)，以及對應(yīng)的第二值為1.8，其是氣體混合物的注入溫度在550°(3和580°(3之間時所得的比率36/(01+111+Ga)。
[0109]此外，再次如圖6所示，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)當(dāng)砸和雙氮的氣體混合物的注入溫度從溫度從210°C升高到580°C時:
[0110]-在第一階段，更具體而言，當(dāng)氣體混合物的注入溫度介于210°C至475°C之間時，為獲得砸元素量輕微的變化以形成半導(dǎo)體層，要減少在金屬前導(dǎo)層2中所必需的銅元素量，
[0111]-在第二階段，更具體而言，當(dāng)氣體混合物的注入溫度介于540°C至580°C之間時，為獲得砸元素量輕微的變化以形成半導(dǎo)體層，要增加在金屬前導(dǎo)層2中所必需的銅元素量，
[0112]在這兩個階段中間，更具體而言，當(dāng)氣體混合物的注入溫度介于475°C至540°C之間時，為獲得砸元素量輕微的變化以形成半導(dǎo)體層I，在金屬前導(dǎo)層2中所必需的銅元素量出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。
[0113]因此，圖6所示的測量結(jié)果表明，有利的是，根據(jù)本發(fā)明的形成方法S提供了用于形成半導(dǎo)體層I的寬范圍的穩(wěn)定性，由于:
[0114]-所觀察到的與金屬前導(dǎo)層2中銅元素的百分比相比的弱相關(guān)性，當(dāng)該百分比介于65%和86%之間，以及，
[0115]-所觀察到的與所形成的半導(dǎo)體層I中的砸元素的百分比相比的弱相關(guān)性，當(dāng)加入基底和前導(dǎo)層的砸的總摩爾量和金屬前導(dǎo)層2摩爾量的比率在140%和220%之間。
[0116]需要注意的是，如果基底有效地獲取了一定的砸元素的摩爾量，則加入基底和前導(dǎo)層的砸的總摩爾量大于只加入前導(dǎo)層的砸元素的摩爾量。因此，在這種情況，加入前導(dǎo)層的砸元素的摩爾量和金屬前導(dǎo)層2的摩爾量的比率在小于從140%至220%的特定區(qū)域的一個取值區(qū)域內(nèi)。
[0117]此外，如圖6所示的測量結(jié)果表明，特別有利的是，在介于480°C至520°C之間的溫度注入砸和雙氮的氣體混合物，優(yōu)選為500°C，因為在這些溫度，為獲得最大砸元素摩爾量，相對于金屬前導(dǎo)層2中鎵和銦的摩爾量，金屬前導(dǎo)層2所需的銅元素摩爾量最少。
[0118]在完成硫族化步驟S2后，清除砸“塵”是重要的。為此，在硫族化步驟S2后，本發(fā)明的形成方法S包括向第二腔體410注入例如雙氮的惰性氣體。例如，該注入可能持續(xù)50秒。
[0119]如圖3a和3b所示，根據(jù)本發(fā)明的形成方法S能夠以連續(xù)的冷卻步驟結(jié)束，正如大部分退火操作所通常實施的那樣。
[0120]基于在爐膛4中的第二腔體410的測量裝置46的測量結(jié)果，例如至少結(jié)合在預(yù)定溫度和給定時間內(nèi)注入雙氮，加熱設(shè)備42中的控制裝置44可以控制在這些冷卻步驟中溫度隨時間的變化，或者通過在爐膛4出口設(shè)置一系列腔體也能控制該溫度隨時間的變化，這些設(shè)置包括如9所示的第三腔體420，各個腔體維持確定的常溫以及可能地確定的常態(tài)環(huán)境，設(shè)置這一系列腔體以便待冷卻的半導(dǎo)體層I從第三腔體420通入下一個腔體。
[0121]例如，在連續(xù)腔體的惰性環(huán)境中進(jìn)行連續(xù)冷卻階段，以便優(yōu)化該形成方法的生產(chǎn)率。
[0122]特別相對于通過包括如【背景技術(shù)】所討論的以及圖3b所示的在580°C開始硫族化步驟的形成方法所得的半導(dǎo)體層，上文所述的形成方法允許形成一種1-1I1-VI2型的半導(dǎo)體層I，其特征將在下文討論。
[0123]首先，相對于如圖3b所示的形成方法所得到的半導(dǎo)體層，根據(jù)本發(fā)明的形成方法所得到的半導(dǎo)體層I具有高結(jié)晶度的微結(jié)構(gòu)10。
[0124]更具體而言，微結(jié)構(gòu)10包括邊界清晰的晶粒100，如圖4a的照片所示以及將該照片與【背景技術(shù)】中所介紹的圖4b的照片相比較。
[0125]當(dāng)達(dá)到第一溫度Tl時引入砸蒸汽能改善吸收體100的晶粒尺寸，即致密化金屬前導(dǎo)層2。
[0126]其次，微結(jié)構(gòu)10的晶粒100具有不