太阳能吸收层浆料的制造方法、该浆料及吸收层技术

本发明专利技术是有关于一种太阳能吸收层浆料的制造方法、该浆料及吸收层。该太阳能吸收层浆料的制造方法，包含步骤：混合含ＩＢ族、ＩＩＩＡ族及ＶＩＡ族元素的二成份、三成份或四成份粉末及ＩＩＩＡ族元素粉末以形成原始含ＩＢ族、ＩＩＩＡ族及ＶＩＡ族元素的一混合粉末；在该混合粉末中添加额外的ＶＩＡ族元素粉末，并进行混合，以形成一最后混合粉末；加热该最后混合粉末，使该最后混合粉末的温度高于ＩＩＩＡ族及ＶＩＡ族元素的熔点以上。应用所述制造方法制作太阳能吸收层的浆料，还可应用该浆料涂布于基板上形成太阳能吸收层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能吸收层浆料的制造方法，特别是涉及一种不需添加界面活 性齐IJ、接着剂及溶剂的太阳能吸收层浆料的制造方法、该浆料及吸收层。
技术介绍
随着地球暖化的日益严重，绿色能源的开发逐渐受到重视。而太阳能的利用以达 到产业应用的规模，其中，第一代太阳能模组主要系利用单晶硅和多晶硅的技术，其光电转 换效率高且量产技术成熟，但因为材料成本高，使得后续的量产受到限制。因此，以非晶硅 薄膜、铜铟镓硒薄膜和碲化镉薄膜为主的第二代薄膜太阳能模组，在近几年已逐渐发展并 成熟，其中又以铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池特别受到重视，因其高转换效率及其可挠式特 性受到产业的青睐。上述铜铟镓硒或铜铟镓硒(硫)太阳能电池的制造方法主要依据铜铟镓硒或铜铟 镓硒(硫)吸收层的制造工艺而区分成真空制造工艺及非真空制造工艺。真空制造工艺包 括溅镀法或蒸镀法等，缺点是投资成本较高且材料利用率较低，因此整体制作成本较高；而 非真空制造工艺是利用涂布方法、印刷法或电沉积法等，其具有制造设备简单且制造工艺 条件容易达成的优点，而有相当的商业潜力。目前，以非真空制造工艺中所使用的铜铟镓硒或铜铟镓硒(硫)浆料，需添加接着 剂(binder)或界面活性剂，如硅烷类化合物，以提高铜铟镓硒或铜铟镓硒(硫)吸收层和 钼电极的接着性；然而，接着剂、界面活性剂等添加物可能会残留在成膜后的铜铟镓硒或铜 铟镓硒(硫)吸收层内，造成铜铟镓硒或铜铟镓硒(硫)吸收层的含碳量和含氧量偏高，影 响铜铟镓硒或铜铟镓硒(硫)吸收层的光吸收特性，甚至影响太阳能电池的效率。再者，在混拌上述粉末/浆料的过程中，通常需要添加溶剂，以达到均勻分散粉体 的功能。然而，上述溶剂会在浆料成膜的软烤步骤中挥发，导致膜层中出现孔洞，使得吸收 层的结构出现缺陷。本案专利技术人有鉴于上述现有的技术在实际施用时的缺失，且积累个人从事相关产 业开发实务上多年的经验，精心研究，终于提出一种设计合理且有效改善上述问题的方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的，在于提供一种高温太阳能吸收层的浆料的制造方法、该浆料 及吸收层，其是将过量的VIA族元素粉末添加于原始的混合粉末中，以提高VIA族元素所 占的比例，并利用上述过量的VIA族元素粉末提供原由界面活性剂或接着剂所提供的接着 功能，故可解决传统界面活性剂或接着剂残留于膜层中所导致的太阳能电池效率不佳的问题。本专利技术的再一目的，在于提供一种高温太阳能吸收层的浆料的制造方法、该浆料 及吸收层，其是利用高温将元素态的粉末加以熔融，以利用熔融的材料提供分散其他固体 奈米粉体的效果，换言之，本专利技术可解决传统工艺中添加溶剂，而溶剂在烘烤过程中挥发，所导致在膜层中出现孔洞的问题。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出 的一种太阳能吸收层浆料的制造方法，其包括以下步骤步骤一，混合含IB族、IIIA族及 VIA族元素的二成份、三成份或四成份粉末及IIIA族元素粉末以形成原始含IB族、IIIA族 及VIA族元素的一混合粉末，且该混合粉末中的IB族、IIIA族及VIA族元素具有一第一组 成比例；步骤二，在该混合粉末中添加额外的VIA族元素粉末，并进行混合，以形成一最后 混合粉末，且该最后混合粉末中的IB族、IIIA族及VIA族元素具有一第二组成比例，其中 该最后混合粉末中的VIA族元素所占的比例大于该混合粉末中的VIA族元素所占的比例； 以及步骤三，加热该最后混合粉末，使该最后混合粉末的温度高于IIIA族及VIA族元素的 熔点以上，以形成该高温太阳能吸收层的浆料。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的制造方法，其中所述的混合粉末中的第一组成比例是IB族IIIA族VIA 族元素的摩尔比例=1.0 1.0 2.0。前述的制造方法，其中所述的最后混合粉末中的第二组成比例是IB族IIIA 族VIA族元素的摩尔比例=1.0 1.0 X，其中X介于2.0至4.0之间。前述的制造方法，其中在加热该最后混合粉末的步骤中，是使该最后混合粉末的 温度提高至220°C以上。前述的制造方法，其中在加热该最后混合粉末的步骤中，是使该最后混合粉末的 温度介于220°C至300°C之间。前述的制造方法，其中所述的IB族元素是铜元素。前述的制造方法，其中所述的IIA族元素是铟元素、镓元素、或铟元素与镓元素的组合。前述的制造方法，其中所述的VIA族元素为硒元素、硫元素或硒元素与硫元素的组合。前述的制造方法，其中所述的高温太阳能吸收层的浆料是铜铟镓硒浆料或铜铟镓 硒硫浆料。在一具体实施例中，含IB族元素、IIIA族元素和VIA族元素的二成份、三成份和 四成份粉末和IIIA族中的纯铟元素、纯镓元素、或混合铟元素与镓元素的材料、VIA族中的 纯硒元素、纯硫元素或混合硒元素与硫元素的材料可用以组成上述混合粉末，并以本专利技术 的制造方法制作成铜铟镓硒(硫)浆料，更可应用该浆料涂布于基板上形成太阳能吸收层。本专利技术的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提 出的一种应用上述的太阳能吸收层浆料的制造方法所制成的太阳能吸收层浆料及其太阳 能吸收层。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发 明太阳能吸收层浆料的制造方法至少具有下列优点及有益效果本专利技术，利用上述过量的 VIA族元素粉末提供界面活性剂或接着剂的作用，使本专利技术的浆料不需添加界面活性剂或 接着剂；利用熔融的材料提供分散其他固体奈米粉体的效果，使本专利技术的浆料不需添加溶 剂，藉以提高浆料成型的膜层的光吸收特性及结构致密度。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1是本专利技术太阳能吸收层浆料的制造方法的流程图。图2是太阳能电池结构的示意图。10:基板20:第一导电层30 吸收层40 缓冲层50:绝缘层60:第二导电层S101 S1055 浆料配置步骤具体实施例方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的太阳能吸收层浆料的制造方法其具体实施方式、 制造方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。本专利技术提出一种太阳能吸收层浆料的制造方法，其是提供一种不含界面活性剂和 接着剂的太阳能吸收层的浆料，以解决传统添加界面活性剂和接着剂在膜层中残留碳、氧， 而导致太阳能吸收层的光吸收特性不佳的问题；且本专利技术更解决传统浆料配置过程中添加 溶剂，所导致太阳能吸收层上产生孔洞，而降低太阳能电池效率的问题。本专利技术的具体实施例是以由IB族、IIIA族及VIA族所制作的太阳能吸收层的浆 料作为说明内容，例如铜铟镓硒(简称CIGS)浆料或铜铟镓硒(硫)(CIGSS)浆料，但不以 上述为限。请参考图1所示，是本专利技术太阳能吸收层浆料的制造方法的流程图。首先，在步骤 S101中，是将含IB族、IIIA族及VIA族元素的二成份、三成份或四成份粉末及IIIA族元素 粉末加以混合以形成原始含IB族、IIIA族及VIA族元素的一混合粉末。在本具体实施例 中，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能吸收层浆料的制造方法，其特征在于其包括以下步骤：混合含ⅠＢ族、ⅢＡ族及ⅥＡ族元素的二成份、三成份或四成份粉末及ⅢＡ族元素粉末以形成原始含ⅠＢ族、ⅢＡ族及ⅥＡ族元素的一混合粉末，且该混合粉末中的ⅠＢ族、ⅢＡ族及ⅥＡ族元素具有一第一组成比例；在该混合粉末中添加额外的ⅥＡ族元素粉末，并进行混合，以形成一最后混合粉末，且该最后混合粉末中的ⅠＢ族、ⅢＡ族及ⅥＡ族元素具有一第二组成比例，其中该最后混合粉末中的ⅥＡ族元素所占的比例大于该混合粉末中的ⅥＡ族元素所占的比例；以及加热该最后混合粉末，使该最后混合粉末的温度高于ⅢＡ族及ⅥＡ族元素的熔点以上，以形成该高温太阳能吸收层的浆料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文仁，林群福，
申请(专利权)人：昆山正富机械工业有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]