利用无Na基板的CIGS系薄膜太阳能电池的制造方法及由此制造的太阳能电池技术

本发明专利技术涉及CIGS系薄膜太阳能电池的制造方法及由此制造的太阳能电池，更具体的说，本发明专利技术涉及在形成CIGS系前驱体薄膜之前，在形成有钼电极的无Na基板表面的一部分形成Na供应源薄膜，由此可以提高太阳能电池光吸收层CIGS系薄膜电性能的CIGS系薄膜太阳能电池的制造方法及由此制造的太阳能电池。根据本发明专利技术，使用无Na基板以防止基板内存在的Na成分的任意扩散，通过单独的Na供应源向太阳能电池的光吸收层CIGS薄膜内提供Na成分，具有提高太阳能电池效率的效果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及CIGS系薄膜太阳能电池的制造方法及由此制造的太阳能电池，更具体的说，本专利技术涉及在形成CIGS系前驱体薄膜之前，在形成有钼电极的无Na基板表面的一部分形成Na供应源薄膜，由此可以提高太阳能电池光吸收层CIGS系薄膜电性能的CIGS系薄膜太阳能电池的制造方法及由此制造的太阳能电池。根据本专利技术，使用无Na基板以防止基板内存在的Na成分的任意扩散，通过单独的Na供应源向太阳能电池的光吸收层CIGS薄膜内提供Na成分，具有提高太阳能电池效率的效果。【专利说明】利用无Na基板的CIGS系薄膜太阳能电池的制造方法及由 此制造的太阳能电池
本专利技术涉及CIGS系薄膜太阳能电池的制造方法及由此制造的太阳能电池，更具 体的说，本专利技术涉及在形成CIGS系前驱体薄膜之前，在形成有钥电极的无Na基板表面的一 部分提供Na供应源薄膜后，通过热处理使Na成分扩散于形成的CIGS系薄膜内，由此可以 提高太阳能电池光吸收层CIGS系薄膜电性能的CIGS系薄膜太阳能电池的制造方法及由此 制造的太阳能电池。
技术介绍
太阳能电池根据光吸收层使用的物质分成许多种类，目前用的最多的是利用硅的 硅太阳能电池。但最近由于硅的供应不足而价格大涨，所以对薄膜型太阳能电池的关心逐 渐增加。而且薄膜型太阳能电池制造的厚度薄，材料的消耗少，重量又轻，因此其应用范围 广大。针对此种薄膜型太阳能电池的材料，目前对非晶质硅、CdTe、CIS或CIGS积极地进行 研究。 CIS薄膜或CIGS薄膜是I-III-VI化合物半导体中的一种，在实验室制造的薄膜太 阳能电池中记录着最高的转换效率（20.3%)。尤其在10微米以下的厚度可以制造，也在长 时间使用时具有稳定的特性，其期待成可取代硅的低价高效率太阳能电池。 CIGS系薄膜是为了改进CIS薄膜的低开路电压将部分In用Ga代替或将S用Se 代替而开发的材料。如图1所示，目前CIGS系薄膜通常是在钠钙玻璃基板上形成钥电极， 再其上形成CIGS系如驱体薄|吴后，在执彳丁砸化工序来制造。此时，在细化工序中在纳f丐玻 璃内存在的Na离子向CIGS薄膜内扩散，已证实对元件的电性能有助益。可是从钠钙玻璃 供应的Na扩散不能调整。为了调整Na的扩散，要不是使用防止扩散膜来防止Na的扩散， 或是涂布增加单独的Na供应源。 对太阳能电池的光吸收层供应Na的多种研究正在进行。例如，在韩国注册专利第 743, 923号掲示在鉬金属电极添加Na向CIGS薄膜供应的
技术实现思路
。然而，对鉬金属内部掺 杂Na时，能掺杂的Na含量有限，并且随着Na的添加鉬的电性能（导电性）降低，所以不能 称为较好的方法。 另外，在韩国注册专利第1，062, 180号掲示光吸收层形成后，供应包含Na成分的 水溶液，经过干燥在光吸收层的表面形成含有Na成分的涂布膜，再通过热处理向光吸收层 扩散Na成分的
技术实现思路
。可是，形成光吸收层后供应Na成分，不能在光吸收层内部均匀地 扩散Na浓度，并需要额外的热处理工序，具有制作工序时间变长的缺点。 1.韩国注册专利第743, 923号 2.韩国注册专利第1，062, 180号
技术实现思路
专利技术需要解决的技术课题 本专利技术的目的是，对太阳能电池的光吸收层CIGS薄膜提供Na成分的方面，提供容 易调整Na含量的简易工序，S卩，形成CIGS系前驱体薄膜之前，在形成钥电极的无Na基板表 面的一部分提供Na供应源后，通过热处理方式使Na成分扩散于形成的CIGS系薄膜内，最 终提高包含此的太阳能电池的效率。 解决课题的技术方案 用于完成所述目的的本专利技术的CIGS系薄膜太阳能电池的制造方法，其特征是包 含：在无Na基板上形成钥电极的步骤（S1步骤）；在所述形成有钥电极的基板表面的一部 分形成Na供应源薄膜的步骤（S2步骤）；在所述被提供Na供应源薄膜的基板上形成CIGS 系前驱体薄膜的步骤（S3步骤）；以及通过硒化热处理使Na供应源内的Na成分向CIGS系 薄膜内扩散的步骤（S4步骤）。 本专利技术的S1步骤中的无Na基板可以是由聚酰亚胺（PI)、聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚醚砜（PES)及芳香族聚醚（液晶聚合物）所形成的群 中选择的高分子基板、不锈钢（STS)基板、如Corning7059Glass或Corningl737Glass等的 无Na(Na-free)玻璃基板或陶瓷基板。 本专利技术的S2步骤是可由将Na供应源溶解于溶剂的溶液选择性的涂布后干燥的方 式来执行。此时，选择性的涂布是可由喷涂法、喷墨印刷方法或使用掩膜的旋涂法来执行。 本专利技术的S2步骤是可由在真空腔内使用掩膜在基板表面的一部分形成Na供应源 薄膜的方式来执行。此时，在真空腔内可由溅镀法、电子束或气相沉积法来形成Na供应源 薄膜。 本专利技术的S2步骤中的Na供应源可以是卤化钠、钠硫属化合物或钠复合化合物。 本专利技术的卤化钠可从NaF、NaCl、NaBr及Nal所形成的群中选择。 本专利技术的钠硫属化合物可从Na20、Na202、Na 2S、Na2Se及Na2Te所形成的群中选择。 本专利技术的 Na 复合化合物可从 NaNb03、Na03V、Na04Re、Na20 3S、Na203S2、Na03S 2 ·册20、 Na203Se、Na203Se · 5H20、Na203Si、Na203Si · 9H20、Na203Sn、Na203Sn · 3H20、Na203Te、Na204S、 Na204S · 10H20、Na204S2、Na20 4Se、Na204Se · 10H20、Na204W · 2H20、Na205S2、Na20 7Ti3、Na208S2、 Na2S_9H20、Na2S、Na2S · xH20、Na303PS · xH20、Na304P、Na304P · 12H20、Na304V、Na309P 3、 Na304〇PW12 · xH20、Na407P2、Na40 7P2 · 10H20、Na501(lP3 及 Na6039W12 · xH20 所形成的群中选择。 本专利技术的S3步骤可从喷涂法、超声波喷涂法、旋涂法、刮刀法、丝网印刷法及喷墨 印刷方法所形成的群中选择的任一个非真空涂布法来执行，或溅镀法、共溅镀法及气相沉 积法所形成的群中选择的任一个真空涂布法来执行。 本专利技术的S4步骤的硒化热处理是在硒的气氛下，在250?600°C的温度进行热处 理30分到120分钟。 另外，本专利技术提供由无Na基板；在所述无Na基板上形成的钥电极；包含在形成有 钥电极的基板表面的一部分形成的Na供应源薄膜中扩散出的Na成分，并形成在所述钥电 极上包含Na成分的CIGS系薄膜；在所述CIGS系薄膜上形成的缓冲层；在所述缓冲层上形 成的前电极；以及在所述前电极上形成的金属补助电极所构成的CIGS系薄膜太阳能电池。 所述包含Na成分的CIGS系薄膜包含在形成有钥电极的基板表面的一部分形成的 Na供应源薄膜中扩散出的Na成分。 另外，本专利技术提供具备复数个由无Na基板；在所述无Na基板上形成的钥电极；包 含在形成有钥电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CIGS系薄膜太阳能电池的制造方法，其特征是包含：在无Na基板上形成钼电极的步骤(S1步骤)；在所述形成有钼电极的基板表面的一部分形成Na供应源薄膜的步骤(S2步骤)；在所述被提供Na供应源薄膜的基板上形成CIGS系前驱体薄膜的步骤(S3步骤)；以及通过硒化热处理使Na供应源内的Na成分向CIGS系薄膜内扩散的步骤(S4步骤)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：鱼英柱，尹庆勋，安世镇，郭智惠，尹载浩，赵雅拉，申基植，安承奎，赵俊植，柳镇洙，朴相炫，朴柱炯，
申请(专利权)人：韩国能源技术研究院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR