一种沈积法成长II-VI 族硒化锌碲ZnSeTe制造技术

本发明专利技术系提出一种探讨以分子束沈积法成长II-VI族硒化锌碲(ZnSeTe)薄膜藉以取代原本担任CuInSe2薄膜太阳能电池中透光层角色的硫化镉(CdS)。而在组件结构中此透光层的基板为CuInSe2薄膜，藉由调整Te加入ZnSe的量形成ZnSe1-xTex薄膜让此薄膜与基板完全匹配。发明专利技术目标为本发明专利技术尝试以蒸镀的方式来成长高质量的ZnSe薄膜，用来取代原本担任透光层角色的CdS。ZnSe的基本特性比起同为II-VI族的CdS与CuInSe2相互搭配起来应当会更为契合。

【技术实现步骤摘要】
—种沈积法成长M-Vl族砸化锌碲ZnSeTe
本专利技术系有关一种薄膜层的制造方法，讨论以一种沈积法成长I1-VI族硒化锌碲(ZnSeTe)薄膜藉以取代原本担任CuInSe2薄膜太阳能电池中透光层角色的硫化镉 (CdS)。而在组件结构中此透光层的基板为CuInSe2薄膜，藉由调整Te加入ZnSe的量形成ZnSel-xTex薄膜让此薄膜与基板完全匹配。
技术介绍
由于科技的蓬勃发展，对于能源的需求量因而逐年累增，造成现有资源(如石油、 天然气、煤)的存量逐年减少，加上这些能源使用时，燃烧所排放出的C02、硫化物、氮化物… 等污染物，造成严重的环境破坏，导致如温室效应、酸雨、空气的污染等问题。近年来由于环保意识的抬头，使得发展干净的再生能源，成为一项重要的课题。在所有再生能源中，如汽电共生、水力发电、风力发电、与太阳能发电，其中部分受到地理环境的限制，而太阳能发电却具有不受地理环境影响与取之不竭的优点。在目前的太阳能电池研究中，以开发薄膜形式、高能量转换效率、低成本为主要考虑。在薄膜电池材料中，已有 a-S1、CdTe、CuInSe2、CuInGaSe2、CdSe、ZnP2 与 Zn3P2 等a， 其能量转换效率与材料的能隙、光吸收系数、载子的传输特性及材料组成等性质有关b。 其中属I1-VI族化合物的CdTe所制成的太阳电池已有15%能量转换效率C;可吸收大部分的入射光，加上良好的的抗辐射性d和热稳定性d等优点，薄膜太阳能电池是以半导体P/N接面(p-n junction)作为光吸收及能量转换的主体结构,其能量转换效率与材料的能隙、光的吸收系数，及载子传输特性有关。在众多用于太阳电池的半导体材料中，属于1-1I1-VI2族化合物的CuInSe2所制成的太阳能电池已有接近20%能量转换效率的研究成果 ，主要是因为它是直接能隙(direct bandgap)的三元化合物半导体，能涵盖大部分的太阳光谱之波长，再加上比其他半导体具有更高的光吸收系数。
技术实现思路
本专利技术的目的，以蒸镀成长与CuInSe2薄膜基板完全匹配的ZnSel-xTex薄膜是可行的。而且ZnSel-xTex薄膜除了具有良好的旋光性(穿透率>90%)，n_type的电导型式也为所求。具体实施方式本专利技术系提出一种薄膜成长乃是控制基板成长温度为340°C，调整锌、硒与締的蒸发通量，源瓶温度分别为330°C、190°C及170°C，使得化合的ZnSel-xTex，能够与CuInSe2 薄膜基板完全的匹配。同时，由于S原子阴电性仍较硒(Se)原子强，所以部份存在于晶粒表面的Se原子亦会被S原子取代，进而推测其可能形成四元化合物。利用该四元化合物的生成可使吸收层能隙增大，如此可提高太阳电池开路电压，进而增加其能量转换效率。以下介绍二种制备此半导体化合物薄膜之实施例。本专利技术制备之试片，是采用蒸镀系统来成长CuInSe2薄膜于钠玻璃(Soda-lime glass)的基板上,至于CuInSe2 :薄膜则是在沈积定比组成CuInSe2薄膜的同时将加入来进行薄膜成长；而ZnSe则是利用另一套蒸镀系统来沈积于钠玻璃上。以上所成长的薄膜， 分别利用X-ray绕射仪(XRD)作相的鉴定以及结构的分析；以扫瞄式电子显微镜(SEM)观察薄膜的表面结构及膜厚；作化学组成的定量分析；a -step测量膜厚；电性方面的测试利用四点探针测量电阻率；热探针辨别半导体导电形式曲线的量测则用来判断P/N 接面的质量，也能得知太阳能转换效率，本专利技术所使用之分子束蒸镀系统，包含了超高真空腔(UHV growth chamber )及一预抽腔(Load-lock Ilchamber )。成长腔由 SEICO 磁浮式润轮分子帮浦(turbo molecular pump)抽气,使成长背景真空维持在2X 10-8torr, 成长时的真空度为9X10-7torr。为了维持成长腔的超高真空度，基板送入成长腔前，先在预抽腔中以小型涡轮分子帮浦抽气，带真空度达5X10-6ton·以上时再送入成长腔中。由于锌及硒均属于高蒸气压易挥发的物质，因此在背景压力2. O X 10-7torr下所需的温度都不高，在文献上[16，17，18]锌源瓶的温度常维持在300°C以上，而硒源瓶的温度则维持在180 200°C之间。以上说明，对本专利技术而言只是说明性的，非限制性的，本领域普通技术人员理解， 在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修正、变化或等效，但都将落入本专利技术的保护范围之内。说明书附图附图说明图1为一种沈积法成长I1-VI族 硒化锌碲ZnSeTe。本文档来自技高网...

【技术保护点】
CuInSe2?薄膜太阳能电池组件结构是由多层膜结合而成，当p?type?Cu?rich?CuInSe2?薄膜成长是表面不平整的结果，则会让接续的镀膜成果一样表面不平整，因此期望藉由掺入Sb?来改善p?type?Cu?rich?CuInSe2?薄膜表面形貌使其变的平整致密，以利于后续制程，本实验将评估这项制程对太阳电池组件物性的影响。

【技术特征摘要】
1.CuInSe2薄膜太阳能电池组件结构是由多层膜结合而成，当p_type Cu-rich CuInSe2薄膜成长是表面不平整的结果，则会让接续的镀膜成果一样表面不平整，因此期望藉由掺入Sb来改善p-type Cu-rich CuInSe2薄膜表面形貌使其变的平整致密，以利于后续制程，本实验将评估这项制程对太阳电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈谊浩，刘幼海，刘吉人，
申请(专利权)人：吉富新能源科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：