多段式硫化镉薄膜沉积方法技术

本发明专利技术是有关于一种多段式硫化镉薄膜沉积方法，包含以下步骤：步骤一：将一含有光吸收层的基板置于一具有硫离子及镉离子且高浴温的第一化学浴溶液中，以在该基板的光吸收层上沉积一第一硫化镉膜；以及步骤二：再将上述基板置于一具有硫离子及镉离子的另一低浴温的第二化学浴溶液中，以在该第一硫化镉膜上沉积一第二硫化镉膜，其中该第一化学浴溶液和第二化学浴溶液中的温度差异在１０℃以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硫化镉薄膜沉积方法，特别是涉及一种。
技术介绍
近年来，随国际油价高涨及环保意识的抬头，绿色能源已成为新能源主流，其中太 阳能电池又因是取自太阳的稳定辐射能，来源不会枯竭，因此更为各国所重视，无不挹注大 量研发经费及政策性补贴，以扶植本地的太阳能电池产业，使得全球太阳能产业的发展非 常快速。第一代太阳能模块包括单晶硅和多晶硅的太阳能模块，虽然光电转换效率高且量 产技术成熟，但因为材料成本高，且硅晶圆常因半导体工业的需求而货源不足，影响后续的 量产规模。因此，包含非晶硅薄膜、铜铟镓硒(CIGS)薄膜或铜铟镓硒(硫)(CIGSS)薄膜和 碲化镉薄膜的第二代的薄膜太阳能模块，在近几年已逐渐发展并成熟，其中又以铜铟镓硒 或铜铟镓硒(硫)太阳能电池的转换效率最高(单元电池可高达20%而模块约14% )，因 此特别受到重视。参阅图1所示，现有习用技术铜铟镓硒或铜铟镓硒(硫)太阳能电池结构的示意 图。如图1所示，现有习用技术的铜铟镓硒太阳能电池结构包括基板10、第一导电层20、铜 铟镓硒或铜铟镓硒(硫)吸收层30、缓冲层40、绝缘层50以及第二导电层60，其中基板10 可为玻璃板、铝板、不绣钢板或塑胶板，第一导电层20 —般包括金属钼，当作背面电极，铜 铟镓硒或铜铟镓硒(硫)吸收层30包括适当比例的铜、铟、镓及硒，当作ρ型薄膜，为主要的 光线吸收层，缓冲层40可包括硫化镉(CdS)、硫化锌(ZnS)、氧化锌(ZnO)、硒化锌(ZnSe)、 硒化铟(In2Se3)和硫化铟(In2S3)等，当作η型薄膜，绝缘层50包括氧化锌(ZnO)，用以提 供保护，第二导电层60包含氧化锌铝(ZnO Al)，用以连接正面电极。铜铟镓硒或铜铟镓硒(硫)太阳能电池结构中，在铜铟镓硒或铜铟镓硒(硫)光 吸收层上会镀上一层约50 IOOnm的硫化镉、硫化锌、硫化铟或硒化铟作为N层或缓冲层， 其镀膜方法包含化学水浴沉积法(chemical bathdeposition)、微波加热化学水浴沉积法 (microwave-assisted chemicalbath deposition)、真空蒸键法(vacuum evaporation)、 溅镀法(sputtering)、化学气相沉积法(chemical vapor deposition)以及喷雾热解法 (spray pyrolysis)等方法，虽然有许多缓冲层材料可使用，但涂布硫化镉缓冲层的铜铟镓 硒或铜铟镓硒(硫)太阳能电池拥有最佳效率(约20% )，仍是市场上最常使用的材料。现有习知技术会在铜铟镓硒或铜铟镓硒(硫)光吸收层上镀一层膜厚约30 IOOnm的硫化镉，镀太厚会造成电阻太高，降低太阳能电池效率，同时会造成光穿透率下降， 影响光吸收层吸光量，而涂布太薄很容易有覆盖不均和各层覆盖率差异大的问题，因此提 出一种多段式硫化镉的沉积法，以改善上述缺点。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种新的，所要解决的技术问题是使其利用调配不同温度化学浴槽，将含铜铟镓硒或铜铟镓硒(硫)光吸收层的基板置入浸泡不同时间，使长出特性不同的硫化镉层。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，至少包含以下步骤步骤一将一含有光吸收层的基 板置于一具有硫离子及镉离子且高浴温的第一化学浴溶液中，以在该基板的光吸收层上沉 积一第一硫化镉膜；以及步骤二 再将上述基板置于一具有硫离子及镉离子的另一低浴温 的第二化学浴溶液中，以在该第一硫化镉膜上沉积一第二硫化镉膜，其中该第一化学浴溶 液和第二化学浴溶液中的温度差异在10°C以上。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，其中在步骤一中，利用含硫化合物及含镉化 合物备置该化学浴，并将该化学浴调整为碱性。前述的，其中利用浓度20至30%的氨水调整该化学 浴的PH值介于8至11。前述的，其更进一步于该化学浴中添加缓冲剂及复合 剂。前述的，其中在步骤一中，该第一化学浴浴温介于 75 90 。前述的，其中在步骤二中，利用含硫化合物及含镉化 合物备置该另一化学浴，并将该另一化学浴调整为碱性，且该第一化学浴浴温介于60 75 °C。前述的，其中利用浓度20至30%的氨水将另一该化 学浴的PH值介于8至11。前述的，其更进一步在该另一化学浴中添加缓冲剂及 复合剂。前述的，其中所述的含硫化合物为硫脲(Thiourea)、 硫化乙酰胺(Thioacetamide)或硫酸钠(Sodium sulfide)；该含镉化合物为氯化镉 (Cadmium Chloride)、硫酸镉(Cadmium Sulfate)、硝酸镉(Cadmium Nitrate)、醋酸镉 (Cadmium Acetate)或碘化镉(CadmiumIodide)。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的 一种应用上述所述的所制成的多层状的硫化镉薄膜。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，本专利技术 至少具有下列优点及有益效果本专利技术多段式涂布可改善覆盖 不均的问题。综上所述，本专利技术利用调配不同温度化学浴槽，将含铜铟镓硒或铜铟镓硒(硫)光 吸收层的基板置入浸泡不同时间，使长出特性不同的硫化镉层。本专利技术在技术上有显著的 进步，具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。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为现有技术太阳能电池结构的示意图。图2为本专利技术的流程方块图。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SlOl S103 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其具体实施方式、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，其是提供一种利用不同温度的化学 浴，以形成两层或两层以上具有不同硫化镉颗粒的多层状硫化镉薄膜，而因上述不同温度 的化学浴可沉积出不同尺寸的硫化镉颗粒，故本专利技术的沉积方法可制作出覆盖性较佳的硫 化镉薄膜，故在应用上可提高太阳能电池的效率。本专利技术的具体实施例先以由IB族、IIIA族及VIA族所制作的光吸收层的浆料涂 布于一基板上，形成一含有光吸收层的基板，该吸收层可为铜铟镓硒(简称CIGS)或铜铟镓 硒(硫)(简称CIGSS)吸收层，但不以上述为限，接着将上述基板置入本专利技术所提出的化学 浴中，以在该太阳能光吸收层形成一种多层状硫化镉薄膜，进而提高硫化镉薄膜覆盖于该 光吸收层上的覆盖效果。请参阅图2所示，首先，在步骤SlOl中，将该含有光吸收层的基板置于一具有硫 离子及镉离子且高浴温的第一化学浴溶液中，以在该基板的光吸收层上沉积一第一硫化镉 膜。在此步骤中，主要是利用硫离子、镉离子在适当的添加剂及反应条件下沉积形成第一 硫化镉膜；在本具体实施例中，硫离子可由含硫化合物溶解于水中而提供，含硫化合物可 为硫脲(Thiourea)、硫化乙酰胺(Thioace本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多段式硫化镉薄膜沉积方法，其特征于至少包含以下步骤：步骤一：将一含有光吸收层的基板置于一具有硫离子及镉离子且高浴温的第一化学浴溶液中，以在该基板的光吸收层上沉积一第一硫化镉膜；以及步骤二：再将上述基板置于一具有硫离子及镉离子的另一低浴温的第二化学浴溶液中，以在该第一硫化镉膜上沉积一第二硫化镉膜，其中该第一化学浴溶液和第二化学浴溶液中的温度差异在１０℃以上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨益郎，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]