專利名稱：一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材及氧化銦薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材及氧化銦薄膜的方法，屬于太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，人類對(duì)功能材料的需求日益迫切。新的功能材料已成為新技術(shù)和新興工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。隨著顯示器、觸膜屏、半導(dǎo)體、太陽(yáng)能等產(chǎn)業(yè)
的發(fā)展，一種新的功能材料-透明導(dǎo)電氧化物薄膜(transparent conducting oxide,簡(jiǎn)
稱為TCO薄膜)隨之產(chǎn)生、發(fā)展起來(lái)。所謂透明導(dǎo)電薄膜是指一薄膜材料在可見光范圍內(nèi)的透光率達(dá)到80%以上,而且導(dǎo)電性高,比電阻值低于1χ10_3Ω.cm ο習(xí)知Au、Ag、Pt、Cu、Rh、Pd、Al、Cr等金屬，在形成3-15nm厚的薄膜時(shí)，都具有某種程度的透光性，都曾應(yīng)用于透明薄膜電極。但這些金屬薄膜對(duì)光的吸收太大，硬度低且穩(wěn)定性差，因此漸漸發(fā)展成以金屬氧化物為透明導(dǎo)電薄膜材料(Transparent Conduction Oxide, TC0)為主,這類薄膜具有禁帶寬、可見光譜區(qū)光透射率高和電阻率低等共同光電特性，在太陽(yáng)能電池、平面顯示、特殊功能窗口涂層及其它光電器件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。其中制備技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬In2O3基(In2O3 =Sn簡(jiǎn)稱ΙΤ0)薄膜。但是，由于ITO薄膜中In2O3價(jià)格昂貴，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高；非氧化銦系列的材料如氧化錫或者氧化鋅，近年也有相當(dāng)多得研究，但目前在液晶電視及觸控屏等領(lǐng)域，這些新的導(dǎo)電薄膜材料上性價(jià)比上尚無(wú)法與氧化銦系列的材料相比擬。為了獲得可見光譜區(qū)透射率高、電導(dǎo)率高、性能穩(wěn)定、附著性好、能符合不同用途不同要求的高質(zhì)量的ITO膜，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)研發(fā)出多種ITO薄膜的制備技術(shù)來(lái)調(diào)控和改善材料的性能。各種技術(shù)雖然各具特 點(diǎn)但都致力于完善薄膜性能、降低反應(yīng)溫度、提高控制精度、簡(jiǎn)化制備成本和適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)。目前主要有真空蒸鍍工藝、化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝、脈沖激光沉積(PLD)工藝、及真空濺鍍工藝等。為達(dá)大面積均勻性及量產(chǎn)性真空濺度的工藝是首選，因此薄膜濺鍍用鍍膜材料(靶材)的質(zhì)量與性能就變得非常重要。隨著電子組件如液晶電視觸控屏薄膜太陽(yáng)能電池等尺寸越來(lái)越大，如何獲得更高透光度與電性的ITO薄膜是當(dāng)務(wù)之急。靶材是具有固定形狀用于濺射鍍膜之母材。靶材若依材料分類可簡(jiǎn)單地分為金屬與陶瓷兩大類，若依制程分類通?？纱舐詤^(qū)分為熔煉制程與粉末冶金制程兩大類。大多數(shù)金屬靶材采熔煉制程(Al，Sb，Bi, Cd，Ce，Co，Cu，Ge，Au，Hf，In，Ir，F(xiàn)e，Pb，Mg，Ni，N1-Cr，N1-Fe，N1-V，Nb，Pd，Pt，Se，Si，Ag，Sn，Ti，V，Y，Zn，Zr)獲得，少數(shù)靶材鑒于使用時(shí)晶粒大小控制、合金成份熔點(diǎn)差距太大等諸因素才采用粉末冶金制程(As，B，Cr，Co，Mn，Mo，N1-Cr，Permalloy, Re，Ru，Te，W，90W_10Ti)。陶瓷靶材中只有 SiO2 與 ThF4, Na3AlF6 采熔煉制程，大多數(shù)采粉末冶金制程(壓制+燒結(jié)、熱壓、熱均壓)，包括氧化物(Al2O3, BaTi O3, PbTi O3,Ce O2, ΙΤ0, LiNbO3, SiO, Ta2O5, TiO2, ZrO2, Hf O2, MgO)，碳化物(SiC，TiC, TaC, WC)，硼化物(TiB2, Zr B2, LaB6),氮化物(Si3N4, TaN, TiN)，氟化物(CaF2, CeF3, MgF2)，硫化物(CdS，MoS2,TaS2),硒化物(CdSe，PbSe，MoSe)，碲化物(CdTe，MoTe)及硅化物(MoSi2, TaSi2, TiSi2, WSi2);其中氟化物、硫化物、硒化物與碲化物于制作與使用中可能產(chǎn)生毒性必須小心處理；碳化物，硼化物，氮化物其熔點(diǎn)皆十分高，通常以熱壓(相當(dāng)高溫)方式制作。針對(duì)氧化物靶材傳統(tǒng)是用熱壓制程或者冷均壓再燒結(jié)制程，材料混合均勻性差，且燒結(jié)過(guò)程中應(yīng)力分布不均，不易生產(chǎn)高密度大尺寸的氧化物靶材。
太陽(yáng)能電池的種類眾多，而CIGS(銅銦鎵硒)薄膜太陽(yáng)能電池?fù)碛懈咿D(zhuǎn)換效率及發(fā)展?jié)摿Χ艿讲毮?，目前CIGS(銅銦鎵硒)薄膜太陽(yáng)能電池最高轉(zhuǎn)換效率由美國(guó)再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)所創(chuàng)造，其效率已達(dá)20%。CIGS從1995年發(fā)展至今轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)提高足足有7%之多，相較于同樣時(shí)間內(nèi)CdTe的4%、單晶硅與多晶硅各為3%以及非晶硅的1%，足以看出CIGS在轉(zhuǎn)換效率上的發(fā)展?jié)摿?。CIGS(銅銦鎵硒)薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)展至今其組件結(jié)構(gòu)大致件由上電極(AL/Ni)、抗反射層(MgF2)、光窗層(ΑΖ0/ΙΤ0)、緩沖層(CdS)、吸收層(CIGS)、背電極(Mo)與基板(SS/GLASS/PET)所組成；在單一膜層內(nèi)，各材料成份比之參數(shù)調(diào)配、薄膜晶體結(jié)構(gòu)、制程方式與最佳化制程等各種因素為其制備上的挑戰(zhàn)，此外，還需考慮到各膜層堆棧成組件的匹配性、各膜層制備方式與制程間的相互影響等眾多因素，尤其從相關(guān)文獻(xiàn)顯示CIGS (銅銦鎵硒)對(duì)于各種制程參數(shù)下對(duì)于組件影響極其敏感，更增添CIGS(銅銦鎵硒)薄膜太陽(yáng)能電池在制備上的困難，同時(shí)也使得技術(shù)門坎相對(duì)地提高，在國(guó)際光伏界認(rèn)為是技術(shù)難度比較大的一種太陽(yáng)電池。在大尺寸的觸控屏、液晶電視及CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的發(fā)展中透明導(dǎo)電膜的大面積的導(dǎo)電性及透光度是關(guān)鍵，且TCO的透光度及電性一定程度影響電池的轉(zhuǎn)換效率。但氧化銦系列透明導(dǎo)電膜仍存在長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)域透光度較低的問(wèn)題，及濺鍍過(guò)程中靶材發(fā)生異常電弧的現(xiàn)象較嚴(yán)重急需進(jìn)行改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材及氧化銦薄膜的方法，由添加第三種氧化物，以提高電載子移動(dòng)性來(lái)提高透光性及導(dǎo)電性，并首創(chuàng)使用注漿成型加高溫?zé)Y(jié)的方式來(lái)制作相關(guān)靶材，提高靶材均勻性及致密度，大幅降低濺鍍過(guò)程中異常電弧的產(chǎn)生，延長(zhǎng)靶材壽命及增加利用率，提高濺鍍薄膜質(zhì)量及性能，大幅提升了薄膜在長(zhǎng)波長(zhǎng)的透光度，符合液晶電視、觸控屏及CIGS薄膜太陽(yáng)能的生產(chǎn)需求。一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材的方法，下列物質(zhì)的重量用重量份數(shù)表示:將100份氧化銦添加混合金屬氧化物，再加68份的氧化鋯球、30份的純水及2份的分散劑，將以上物質(zhì)研磨充分混合得到漿料，然后將漿料灌入三寸的多孔性模具中，干燥20-28小時(shí)，脫膜形成胚體，再經(jīng)1400-1550度的高溫?zé)Y(jié)5.5-6.5小時(shí)，形成濺鍍用靶材胚體，經(jīng)切割與表面研磨成三寸導(dǎo)電氧化銦靶材。其中混合金屬氧化物可以是1-10份的氧化錫和0.1-3.0份的氧化鈦，研磨時(shí)間為7-9小時(shí)；可以是1-10份的氧化錫和0.1-3.0份的氧化鑰，研磨時(shí)間為22-26小時(shí)；可以是1-10份氧化錫和0.1-3.0份的氧化硼，研磨時(shí)間為22-26小時(shí)。其中分散劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-2%聚丙烯酸鈉水溶液。一種制備新型導(dǎo)電氧化銦薄膜的方法，將上述制得的導(dǎo)電氧化銦靶材先以DC電源濺鍍第一層500nm厚的Mo薄膜，然后共蒸鍍制造第二層2000nm厚的CIGS吸收層薄膜，接著以水浴法鍍制第三層IOOnm厚的CdS薄膜，然后以真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后，利用氬氣當(dāng)作工作氣體，透過(guò)節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr，用功率為250瓦的RF電源進(jìn)行濺鍍制程，制得薄膜厚度90-1 IOnm的透明導(dǎo)電氧化銦薄膜。本發(fā)明的特點(diǎn)是在制備新型氧化銦靶材及薄膜的過(guò)程中，首創(chuàng)使用注漿成型的方式使各種氧化物充分混合均勻來(lái)提高靶材的致密度與均勻性來(lái)延長(zhǎng)靶材使用壽命，并藉由添加第三種氧化物于氧化銦中，大幅降低濺鍍過(guò)程中異常電弧的產(chǎn)生，提高濺鍍薄膜質(zhì)量及性能，提高氧化銦材料的化學(xué)穩(wěn)定性，并提高薄膜在長(zhǎng)波長(zhǎng)的透光度，大幅提高了氧化銦薄膜在觸控屏及CIGS等薄膜太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用性，滿足了生產(chǎn)的要求。
具體實(shí)施方式
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實(shí)施例1:
一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材的方法，下列物質(zhì)的重量用重量份數(shù)表示:將100份氧化銦添加混合金屬氧化物，再加68份的氧化鋯球、30份的純水及2份的分散劑，將以上物質(zhì)研磨充分混合得到漿料，然后將漿料灌入三寸的多孔性模具中，干燥20小時(shí)，脫膜形成胚體，再經(jīng)1400度的高溫?zé)Y(jié)5.5小時(shí)，形成濺鍍用靶材胚體，經(jīng)切割與表面研磨成三寸導(dǎo)電氧化銦靶材。其中混合金屬氧化物是I份的氧化錫和0.1份的氧化鈦，研磨時(shí)間為7小時(shí)。其中分散劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%聚丙烯酸鈉水溶液。一種制備新型導(dǎo)電氧化銦薄膜的方法，將上述制得的導(dǎo)電氧化銦靶材先以DC電源濺鍍第一層5 00nm厚的Mo薄膜，然后共蒸鍍制造第二層2000nm厚的CIGS吸收層薄膜，接著以水浴法鍍制第三層IOOnm厚的CdS薄膜，然后以真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X IO-5 torr后，利用氬氣當(dāng)作工作氣體，透過(guò)節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr，用功率為250瓦的RF電源進(jìn)行濺鍍制程，制得薄膜厚度90nm的透明導(dǎo)電氧化銦薄膜。實(shí)施例2:
一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材的方法，下列物質(zhì)的重量用重量份數(shù)表示:將100份氧化銦添加混合金屬氧化物，再加68份的氧化鋯球、30份的純水及2份的分散劑，將以上物質(zhì)研磨充分混合得到漿料，然后將漿料灌入三寸的多孔性模具中，干燥24小時(shí)，脫膜形成胚體，再經(jīng)1480度的高溫?zé)Y(jié)6.0小時(shí)，形成濺鍍用靶材胚體，經(jīng)切割與表面研磨成三寸導(dǎo)電氧化銦靶材。其中混合金屬氧化物是5份的氧化錫和1.5份的氧化鈦，研磨時(shí)間為8小時(shí)。其中分散劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2%聚丙烯酸鈉水溶液。一種制備新型導(dǎo)電氧化銦薄膜的方法，將上述制得的導(dǎo)電氧化銦靶材先以DC電源濺鍍第一層500nm厚的Mo薄膜，然后共蒸鍍制造第二層2000nm厚的CIGS吸收層薄膜，接著以水浴法鍍制第三層IOOnm厚的CdS薄膜，然后以真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.8X10_5 torr后，利用氬氣當(dāng)作工作氣體，透過(guò)節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3ton.，用功率為250瓦的RF電源進(jìn)行濺鍍制程，制得薄膜厚度IOOnm的透明導(dǎo)電氧化銦薄膜。實(shí)施例3:一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材的方法，下列物質(zhì)的重量用重量份數(shù)表示:將100份氧化銦添加混合金屬氧化物，再加68份的氧化鋯球、30份的純水及2份的分散劑，將以上物質(zhì)研磨充分混合得到漿料，然后將漿料灌入三寸的多孔性模具中，干燥28小時(shí)，脫膜形成胚體，再經(jīng)1550度的高溫?zé)Y(jié)6.5小時(shí)，形成濺鍍用靶材胚體，經(jīng)切割與表面研磨成三寸導(dǎo)電氧化銦靶材。其中混合金屬氧化物是10份的氧化錫和3.0份的氧化鈦，研磨時(shí)間為9小時(shí)。其中分散劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%聚丙烯酸鈉水溶液。一種制備新型導(dǎo)電氧化銦薄膜的方法，將上述制得的導(dǎo)電氧化銦靶材先以DC電源濺鍍第一層500nm厚的Mo薄膜，然后共蒸鍍制造第二層2000nm厚的CIGS吸收層薄膜，接著以水浴法鍍制第三層IOOnm厚的CdS薄膜，然后以真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.9X10_5 torr后，利用氬氣當(dāng)作工作氣體，透過(guò)節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3ton.，用功率為250瓦的RF電源進(jìn)行濺鍍制程，制得薄膜厚度IlOnm的透明導(dǎo)電氧化銦薄膜。實(shí)施例4:
一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材的方法，其中混合金屬氧化物是I份的氧化錫和0.1份的氧化鑰，研磨時(shí)間為22小時(shí)。其余同實(shí)施例1。實(shí)施例5: 一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材的方法，其中混合金屬氧化物是5份的氧化錫和1.5份的氧化鑰，研磨時(shí)間為24小時(shí)。其余同實(shí)施例2。實(shí)施例6:
一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材的方法，其中混合金屬氧化物是10份的氧化錫和3.0份的氧化鑰，研磨時(shí)間為26小時(shí)。其余同實(shí)施例3。實(shí)施例7:
一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材的方法，其中混合金屬氧化物是I份氧化錫和0.1份的氧化硼，研磨時(shí)間為22小時(shí)。其余同實(shí)施例1。實(shí)施例8:
一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材的方法，其中混合金屬氧化物是5份氧化錫和1.5份的氧化硼，研磨時(shí)間為24小時(shí)。其余同實(shí)施例2。實(shí)施例9:
一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材的方法，其中混合金屬氧化物是10份氧化錫和3.0份的氧化硼，研磨時(shí)間為26小時(shí)。其余同實(shí)施例3。實(shí)施例10:
一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材的方法，下列物質(zhì)的重量用重量份數(shù)表示:將100份氧化銦添加混合金屬氧化物，再加68份的氧化鋯球、30份的純水及2份的分散劑，將以上物質(zhì)研磨充分混合得到漿料，然后將漿料灌入三寸的多孔性模具中，干燥18小時(shí)，脫膜形成胚體，再經(jīng)1580度的高溫?zé)Y(jié)5小時(shí)，形成濺鍍用靶材胚體，經(jīng)切割與表面研磨成三寸導(dǎo)電氧化銦靶材。其中混合金屬氧化物是0.8份的氧化錫和3.5份的氧化鈦，研磨時(shí)間為6小時(shí)。其中分散劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%聚丙烯酸鈉水溶液。一種制備新型導(dǎo)電氧化銦薄膜的方法，將上述制得的導(dǎo)電氧化銦靶材先以DC電源濺鍍第一層500nm厚的Mo薄膜，然后共蒸鍍制造第二層2000nm厚的CIGS吸收層薄膜，接著以水浴法鍍制第三層IOOnm厚的CdS薄膜，然后以真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.6X 10_5torr后，利用氬氣當(dāng)作工作氣體，透過(guò)節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr，用功率為250瓦的RF電源進(jìn)行濺鍍制程，制得薄膜厚度90nm的透明導(dǎo)電氧化銦薄膜。實(shí)施例11:
一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材的方法，下列物質(zhì)的重量用重量份數(shù)表示:將100份氧化銦添加混合金屬氧化物，再加68份的氧化鋯球、30份的純水及2份的分散劑，將以上物質(zhì)研磨充分混合得到漿料，然后將漿料灌入三寸的多孔性模具中，干燥30小時(shí)，脫膜形成胚體，再經(jīng)1350度的高溫?zé)Y(jié)7小時(shí)，形成濺鍍用靶材胚體，經(jīng)切割與表面研磨成三寸導(dǎo)電氧化銦靶材。其中混合金屬氧化物是11份的氧化錫和0.1份的氧化鑰，研磨時(shí)間為20小時(shí)。其中分散劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為2.3%聚丙烯酸鈉水溶液?！N制備新型導(dǎo)電氧化銦薄膜的方法，將上述制得的導(dǎo)電氧化銦靶材先以DC電源濺鍍第一層500nm厚的Mo薄膜，然后共蒸鍍制造第二層2000nm厚的CIGS吸收層薄膜，接著以水浴法鍍制第三層IOOnm厚的CdS薄膜，然后以真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至1.0X10_5 torr后，利用氬氣當(dāng)作工作氣體，透過(guò)節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3ton.，用功率為250瓦的RF電源進(jìn)行濺鍍制程，制得薄膜厚度IOOnm的透明導(dǎo)電氧化銦薄膜。實(shí)施例12:
一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材的方法，下列物質(zhì)的重量用重量份數(shù)表示:將100份氧化銦添加混合金屬氧化物，再加68份的氧化鋯球、30份的純水及2份的分散劑，將以上物質(zhì)研磨充分混合得到漿料，然后將漿料灌入三寸的多孔性模具中，干燥19小時(shí)，脫膜形成胚體，再經(jīng)1600度的高溫?zé)Y(jié)5小時(shí)，形成濺鍍用靶材胚體，經(jīng)切割與表面研磨成三寸導(dǎo)電氧化銦靶材。其中混合金屬氧化物是0.8份氧化錫和3.2份的氧化硼，研磨時(shí)間為28小時(shí)。其中分散劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%聚丙烯酸鈉水溶液。一種制備新型導(dǎo)電氧化銦薄膜的方法，將上述制得的導(dǎo)電氧化銦靶材先以DC電源濺鍍第一層500nm厚的Mo薄膜，然后共蒸鍍制造第二層2000nm厚的CIGS吸收層薄膜，接著以水浴法鍍制第三層IOOnm厚的CdS薄膜，然后以真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.65X10_5torr后，利用氬氣當(dāng)作工作氣體，透過(guò)節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr，用功率為250瓦的RF電源進(jìn)行濺鍍制程，制得薄膜厚度IlOnm的透明導(dǎo)電氧化銦薄膜。對(duì)比例1:
現(xiàn)有技術(shù)中制備導(dǎo)電氧化銦靶材的方法，將氧化銦中添加氧化錫10wt%，使用冷均壓成型及高溫?zé)Y(jié)的方式制作坯體，然后加工成3寸的靶材。接著把所需鍍著玻璃基材放入濺鍍腔體中，利用濺鍍及共蒸鍍的方式，完成500nm厚的Mo薄膜，2000nm的CIGS薄膜，水浴法IOOnm的緩沖層CdS的薄膜及，接著把所需鍍著玻璃基材放入濺鍍腔體中，以真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后，利用氬氣當(dāng)作工作氣體，透過(guò)節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr，以RF電源功率250瓦進(jìn)行濺鍍制程，制得薄膜厚度IOOnm左右的透明導(dǎo)電氧化銦薄膜，即完成CIGS太陽(yáng)能電池的主要結(jié)構(gòu)的薄膜制作，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換效率測(cè)試。實(shí)施例1-12和對(duì)比例I制得的透明導(dǎo)電氧化銦薄膜的性能如下表所示:
權(quán)利要求
1.一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材及氧化銦薄膜的方法，其特征在于:下列物質(zhì)的重量用重量份數(shù)表示:將100份氧化銦添加混合金屬氧化物，再加68份的氧化鋯球、30份的純水及2份的分散劑，將以上物質(zhì)研磨充分混合得到漿料，然后將漿料灌入三寸的多孔性模具中，干燥20-28小時(shí)，脫膜形成胚體，再經(jīng)1400-1550度的高溫?zé)Y(jié)5.5-6.5小時(shí)，形成濺鍍用靶材胚體，經(jīng)切割與表面研磨成三寸導(dǎo)電氧化銦靶材； 將上述制得的導(dǎo)電氧化銦靶材先以DC電源濺鍍第一層500nm厚的Mo薄膜，然后共蒸鍍制造第二層2000nm厚的CIGS吸收層薄膜，接著以水浴法鍍制第三層IOOnm厚的CdS薄膜，然后以真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后，利用氬氣當(dāng)作工作氣體，透過(guò)節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2Xl(T3torr，用功率為250瓦的RF電源進(jìn)行濺鍍制程，制得薄膜厚度90-110nm的透明導(dǎo)電氧化銦薄膜。
2.如權(quán)利要求1所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材及氧化銦薄膜的方法，其特征在于:下列物質(zhì)的重量用重量份數(shù)表示:混合金屬氧化物是1-10份的氧化錫和0.1-3.0份的氧化鈦，研磨時(shí)間為7-9小時(shí)；或是1-10份的氧化錫和0.1-3.0份的氧化鑰，研磨時(shí)間為22-26小時(shí)；或是1-10份氧化錫和0.1-3.0份的氧化硼，研磨時(shí)間為22-26小時(shí)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材及氧化銦薄膜的方法，其特征在于:其中分散劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-2%聚丙烯酸鈉水溶液。
4.如權(quán)利要求1所述的一 種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材及氧化銦薄膜的方法，其特征在于:下列物質(zhì)的重量用重量份數(shù)表示:將100份氧化銦添加混合金屬氧化物，再加68份的氧化鋯球、30份的純水及2份的分散劑，將以上物質(zhì)研磨充分混合得到漿料，然后將漿料灌入三寸的多孔性模具中，干燥24小時(shí)，脫膜形成胚體，再經(jīng)1480度的高溫?zé)Y(jié)6.0小時(shí)，形成濺鍍用靶材胚體，經(jīng)切割與表面研磨成三寸導(dǎo)電氧化銦靶材； 將上述制得的導(dǎo)電氧化銦靶材先以DC電源濺鍍第一層500nm厚的Mo薄膜，然后共蒸鍍制造第二層2000nm厚的CIGS吸收層薄膜，接著以水浴法鍍制第三層IOOnm厚的CdS薄膜，然后以真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.8X 10_5 torr后，利用氬氣當(dāng)作工作氣體，透過(guò)節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr，用功率為250瓦的RF電源進(jìn)行濺鍍制程，制得薄膜厚度IOOnm的透明導(dǎo)電氧化銦薄膜。
5.如權(quán)利要求4所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材及氧化銦薄膜的方法，其特征在于:混合金屬氧化物是5份的氧化錫和1.5份的氧化鈦，研磨時(shí)間為8小時(shí)。
6.如權(quán)利要求4所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材及氧化銦薄膜的方法，其特征在于:混合金屬氧化物是5份的氧化錫和1.5份的氧化鑰，研磨時(shí)間為24小時(shí)。
7.如權(quán)利要求4所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材及氧化銦薄膜的方法，其特征在于:混合金屬氧化物是5份氧化錫和1.5份的氧化硼，研磨時(shí)間為24小時(shí)。
8.如權(quán)利要求4所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材及氧化銦薄膜的方法，其特征在于:其中分散劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2%聚丙烯酸鈉水溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備新型導(dǎo)電氧化銦靶材及氧化銦薄膜的方法，由添加第三種元素在本來(lái)的二元氧化物中，以提高電載子移動(dòng)性來(lái)提高透光性及導(dǎo)電性，并首創(chuàng)使用注漿成型加高溫?zé)Y(jié)的方式來(lái)制作相關(guān)靶材，提高靶材均勻性及致密度，大幅降低濺鍍過(guò)程中異常電弧的產(chǎn)生，延長(zhǎng)靶材壽命及利用率，提高濺鍍薄膜質(zhì)量及性能，有效提高CIGS太陽(yáng)能電池的效率，滿足了生產(chǎn)的要求。
文檔編號(hào)C23C14/08GK103205708SQ201310144600
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者黃信二 申請(qǐng)人:研創(chuàng)應(yīng)用材料(贛州)有限公司