CN102347401A - 太阳能电池铜铟镓硒膜层的制备方法 - Google Patents

太阳能电池铜铟镓硒膜层的制备方法 Download PDF

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孙嵩泉
罗毅
宁海洋
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Abstract

太阳能电池铜铟镓硒膜层的制备方法，包括以下步骤：a、在衬底板上使用磁控溅射法预制元素铜，或元素铜和镓；b、在真空蒸发室通过蒸发法依次在衬底板上蒸镀元素铟、镓、硒，或元素铟、硒。本发明提供的方法采用磁控溅射法与蒸发法相结合，将蒸发温度较高的金属元素采用磁控溅射法向衬底板上预制，将蒸发温度较低的金属元素采用蒸发法向衬底板上预制，既降低了温度控制的难度，又可避免在蒸发法中使用剧毒气体硒化氢，从而使得制备过程控制容易，且可避免操作人员受有毒气体的影响。

Description

太阳能电池铜铟镓硒膜层的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池芯板膜层的制备方法，具体地说是太阳能电池铜铟镓硒膜层的制备方法。
背景技术
铜铟镓硒薄膜太阳能电池（简称为CIGS薄膜太阳能电池）由于效率高、无衰退、抗辐射、寿命长、成本低廉等特点，是备受人们关注的一种新型光伏电池产品，经过近30年的研究和发展，其光电转化效率为所有已知薄膜太阳能电池中最高的。目前制备CIGS薄膜太阳能电池芯板的方法主要有即共蒸发法和溅射后硒化法，共蒸法的主要问题在于要在一个真空腔体内安装三个蒸发温度都超过1000℃的金属线性蒸发源，并且温度独立可控不受其他热源影响，极难控制，且蒸发时衬底板处于500℃以上的加热环境下，而硒元素源蒸发温度只有200℃，要控制其不受高温影响难度较大；另外金属元素的蒸发速率、蒸发量的精确控制以及大面积沉积的均匀性控制难度也较高。而后硒化法的后硒化过程一般在高温非真空的条件下实现，其稳定性，可靠性和重复性控制较难掌握；同时后硒化法所使用剧毒气体硒化氢需要严格控制；另外，后硒化法的制备时间长，所用设备较庞大，原材料的消耗也较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池芯板上铜铟镓硒膜层的制备方法，该方法操作控制容易，工艺简单。
为实现上述目的，本发明采用以下方案：一种制备太阳能电池衬底板上铜铟镓硒膜层的方法，包括以下步骤：
a、在衬底板上使用磁控溅射法预制元素铜，或元素铜和镓；
b、在真空蒸发室通过蒸发法依次在衬底板上蒸镀元素铟、镓、硒，或元素铟、硒。
由上述方案可见，本发明提供的方法采用磁控溅射法与蒸发法相结合，将蒸发温度较高的金属元素采用磁控溅射法向衬底板上预制，将蒸发温度较低的金属元素采用蒸发法向衬底板上预制，即降低了温度控制的难度，又可避免在蒸发法中使用剧毒气体硒化氢，从而使得制备过程控制容易，且可避免操作人员受有毒气体的影响。
以下结合实施例进一步说明本发明。
实施例一
本实施例包括以下步骤：
a、在衬底板上使用磁控溅射法预制元素铜；
b、在真空蒸发室通过蒸发法依次在衬底板上蒸镀元素铟、镓、硒。
实施例二
本实施例包括以下步骤：
a、在衬底板上使用磁控溅射法预制元素铜和镓；
b、在真空蒸发室通过蒸发法依次在衬底板上蒸镀元素铟和硒。
由于铜和镓的蒸发温度接近，本实施例中，将元素铜和镓共同用磁控溅射法向衬底板上预制。
实施例一、二中所采用的磁控溅射法及蒸发法的具体工艺与现有的磁控溅射法及蒸发法工艺完全相同。另外，在实施例一、二的预制及蒸镀过程中，衬底板的温度为490~510℃；铜金属线性蒸发源的温度与现有技术相同；硒金属线性蒸发源的温度为200℃-300℃；铟和镓金属线性蒸发源的温度为950-1050℃。

Claims (6)

1.太阳能电池铜铟镓硒膜层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a、在衬底板上使用磁控溅射法预制元素铜，或元素铜和镓；
b、在真空蒸发室通过蒸发法依次在衬底板上蒸镀元素铟、镓、硒，或元素铟、硒。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池铜铟镓硒膜层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a、在衬底板上使用磁控溅射法预制元素铜；
b、在真空蒸发室通过蒸发法依次在衬底板上蒸镀元素铟、镓、硒。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池芯板上铜铟镓硒膜层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a、在衬底板上使用磁控溅射法预制元素铜和镓；
b、在真空蒸发室通过蒸发法依次在衬底板上蒸镀元素铟和硒。
4.根据权利要求1或2或3所述的太阳能电池芯板上铜铟镓硒膜层的制备方法，其特征在于：在预制及蒸镀过程中，衬底板的温度为490~510℃。
5.根据权利要求1或2或3所述的太阳能电池芯板上铜铟镓硒膜层的制备方法，其特征在于：硒金属线性蒸发源的温度为200℃-300℃。
6.根据权利要求1或2或3所述的太阳能电池芯板上铜铟镓硒膜层的制备方法，其特征在于：铟和镓金属线性蒸发源的温度为950-1050℃。
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