專利名稱：太陽能電池銅銦鎵硒膜層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池芯板膜層的制備方法，具體地說是太陽能電池銅銦鎵硒膜層的制備方法。
背景技術(shù)：
銅銦鎵硒薄膜太陽能電池(簡(jiǎn)稱為CIGS薄膜太陽能電池)由于效率高、無衰退、抗輻射、壽命長、成本低廉等特點(diǎn)，是備受人們關(guān)注的一種新型光伏電池產(chǎn)品，經(jīng)過近30年的研究和發(fā)展，其光電轉(zhuǎn)化效率為所有已知薄膜太陽能電池中最高的。目前制備CIGS薄膜太陽能電池芯板的方法主要有即共蒸發(fā)法和濺射后硒化法，共蒸法的主要問題在于要在一個(gè)真空腔體內(nèi)安裝三個(gè)蒸發(fā)溫度都超過1000°C的金屬線性蒸發(fā)源，并且溫度獨(dú)立可控不受其他熱源影響，極難控制，且蒸發(fā)時(shí)襯底板處于500°C以上的加熱環(huán)境下，而硒元素源蒸發(fā)溫度只有200°C，要控制其不受高溫影響難度較大；另外金屬元素的蒸發(fā)速率、蒸發(fā)量的精確控制以及大面積沉積的均勻性控制難度也較高。而后硒化法的后硒化過程一般在高溫非真空的條件下實(shí)現(xiàn)，其穩(wěn)定性，可靠性和重復(fù)性控制較難掌握；同時(shí)后硒化法所使用劇毒氣體硒化氫需要嚴(yán)格控制；另外，后硒化法的制備時(shí)間長，所用設(shè)備較龐大，原材料的消耗也較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能電池芯板上銅銦鎵硒膜層的制備方法，該方法操作控制容易，工藝簡(jiǎn)單。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下方案一種制備太陽能電池襯底板上銅銦鎵硒膜層的方法，包括以下步驟
a、在襯底板上使用磁控濺射法預(yù)制元素銅，或元素銅和鎵；
b、在真空蒸發(fā)室通過蒸發(fā)法依次在襯底板上蒸鍍?cè)劂?、鎵、硒，或元素銦、硒。由上述方案可見，本發(fā)明提供的方法采用磁控濺射法與蒸發(fā)法相結(jié)合，將蒸發(fā)溫度較高的金屬元素采用磁控濺射法向襯底板上預(yù)制，將蒸發(fā)溫度較低的金屬元素采用蒸發(fā)法向襯底板上預(yù)制，即降低了溫度控制的難度，又可避免在蒸發(fā)法中使用劇毒氣體硒化氫， 從而使得制備過程控制容易，且可避免操作人員受有毒氣體的影響。以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例一
本實(shí)施例包括以下步驟
a、在襯底板上使用磁控濺射法預(yù)制元素銅；
b、在真空蒸發(fā)室通過蒸發(fā)法依次在襯底板上蒸鍍?cè)劂煛㈡?、硒。?shí)施例二
本實(shí)施例包括以下步驟
a、在襯底板上使用磁控濺射法預(yù)制元素銅和鎵；b、在真空蒸發(fā)室通過蒸發(fā)法依次在襯底板上蒸鍍?cè)劂熀臀?由于銅和鎵的蒸發(fā)溫度接近，本實(shí)施例中，將元素銅和鎵共同用磁控濺射法向襯底板上預(yù)制。實(shí)施例一、二中所采用的磁控濺射法及蒸發(fā)法的具體工藝與現(xiàn)有的磁控濺射法及蒸發(fā)法工藝完全相同。另外，在實(shí)施例一、二的預(yù)制及蒸鍍過程中，襯底板的溫度為49(T510°C ；銅金屬線性蒸發(fā)源的溫度與現(xiàn)有技術(shù)相同；硒金屬線性蒸發(fā)源的溫度為 2000C -3000C ；銦和鎵金屬線性蒸發(fā)源的溫度為950-1050°C。
權(quán)利要求
1.太陽能電池銅銦鎵硒膜層的制備方法，其特征在于包括以下步驟a、在襯底板上使用磁控濺射法預(yù)制元素銅，或元素銅和鎵；b、在真空蒸發(fā)室通過蒸發(fā)法依次在襯底板上蒸鍍?cè)劂煛㈡?、硒，或元素銦、硒?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池銅銦鎵硒膜層的制備方法，其特征在于包括以下步驟a、在襯底板上使用磁控濺射法預(yù)制元素銅；b、在真空蒸發(fā)室通過蒸發(fā)法依次在襯底板上蒸鍍?cè)劂?、鎵、硒?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池芯板上銅銦鎵硒膜層的制備方法，其特征在于包括以下步驟a、在襯底板上使用磁控濺射法預(yù)制元素銅和鎵；b、在真空蒸發(fā)室通過蒸發(fā)法依次在襯底板上蒸鍍?cè)劂熀臀?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的太陽能電池芯板上銅銦鎵硒膜層的制備方法，其特征在于在預(yù)制及蒸鍍過程中，襯底板的溫度為49(T510°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的太陽能電池芯板上銅銦鎵硒膜層的制備方法，其特征在于硒金屬線性蒸發(fā)源的溫度為200°C -300°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的太陽能電池芯板上銅銦鎵硒膜層的制備方法，其特征在于銦和鎵金屬線性蒸發(fā)源的溫度為950-1050°C。
全文摘要
太陽能電池銅銦鎵硒膜層的制備方法，包括以下步驟a、在襯底板上使用磁控濺射法預(yù)制元素銅，或元素銅和鎵；b、在真空蒸發(fā)室通過蒸發(fā)法依次在襯底板上蒸鍍?cè)劂煛㈡?、硒，或元素銦、硒。本發(fā)明提供的方法采用磁控濺射法與蒸發(fā)法相結(jié)合，將蒸發(fā)溫度較高的金屬元素采用磁控濺射法向襯底板上預(yù)制，將蒸發(fā)溫度較低的金屬元素采用蒸發(fā)法向襯底板上預(yù)制，既降低了溫度控制的難度，又可避免在蒸發(fā)法中使用劇毒氣體硒化氫，從而使得制備過程控制容易，且可避免操作人員受有毒氣體的影響。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102347401SQ20111025768
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者孫嵩泉, 寧海洋, 章新良, 羅毅, 陳良范 申請(qǐng)人:普樂新能源(蚌埠)有限公司