ES2854848T3 - Formación en tres fases de películas delgadas para dispositivos fotovoltaicos - Google Patents

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Abstract

Un método para la producción de una película de semiconductor compuesto que comprende las etapas de proporcionar un sustrato (210, 310, 810); proporcionar un material a granel compuesto reaccionado previamente que tiene una primera composición química CIGS1-z que incluye al menos un primer elemento químico Cu, In, Ga y un segundo elemento químico Se, en donde la primera composición química CIGS1-z no es estequiométrica y tiene una deficiencia z del elemento químico Se, en donde dicha deficiencia z del elemento químico Se está en el intervalo de 0,15 a 0,4; depositar una película (230, 340) sobre el sustrato (210, 310, 810) a través de pulverización por bombardeo iónico usando el material a granel compuesto previamente reaccionado como fuente de material individual, en donde la película depositada tiene una composición sustancialmente igual a la primera composición química CIGS1-z; inducir una reacción química residual en la película depositada (230, 340) mediante el calentamiento de la película en presencia de H2Se y, de ese modo, aumentar el contenido del segundo elemento químico Se en la película depositada, de modo que la película (230, 340) depositada tenga una segunda composición química estequiométrica CIGS.

Description

DESCRIPCIÓN
Formación en tres fases de películas delgadas para dispositivos fotovoltaicos
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un método para la formación de una película delgada de semiconductor compuesto, tal como una película delgada de semiconductor adecuada para su uso en células solares fotovoltaicas y otros dispositivos.
Técnica relacionada
Una de las principales contribuyentes a la generación mundial actual de energía renovable es la energía solar producida a través de un efecto fotovoltaico (FV). Las fuentes de energía renovable basadas en FV generan energía, en forma de electricidad, mediante el aprovechamiento de la radiación electromagnética, tal como la luz solar. Las aplicaciones FV no se limitan a ningún área particular del mundo y/o ningún sector dado de la economía. En regiones remotas del mundo, por ejemplo, una instalación aislada de la red de la fuente FV proporciona la única fuente de electricidad disponible. En regiones altamente pobladas y/o económicamente desarrolladas, la fuente FV puede, por ejemplo, suministrar electricidad a una red eléctrica para complementar y/o reducir la cantidad de energía convencional distribuida a partir de la red eléctrica. Una fuente FV es, generalmente, cualquier sistema eléctrico que contenga un dispositivo FV, tal como una célula FV o un módulo FV.
Los dispositivos FV se usan con frecuencia para convertir la energía óptica en energía eléctrica. Típicamente, un dispositivo PF se prepara de uno o dos semiconductores con regiones dopadas con p y dopadas con n. La comercialización de dispositivos FV depende de los avances tecnológicos que conducen a mayores eficacias y menores costes de tales dispositivos. El coste de la electricidad se puede reducir significativamente mediante el uso de dispositivos FV construidos a partir de semiconductores compuestos de película delgada, tales como seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS en inglés).
Se han desarrollado varias técnicas para la producción de materiales FV de película delgada. Se pueden producir películas delgadas de aleaciones basadas en silicio amorfo usando la deposición química en fase de vapor (CVD en inglés). Las películas de CdTe se pueden fabricar de varias maneras diferentes, que incluyen electrodeposición y deposición por transporte de vapor. Las películas de CIGS se preparan principalmente usando un proceso de coevaporación elemental o bien un proceso en dos fases, en el que la pulverización por bombardeo iónico de una película precursora va seguida de su selenización. El proceso de CVD es relativamente caro y no es adecuado para los semiconductores compuestos, tal como CIGS. Las técnicas menos caras desarrolladas para CdTe tampoco son aplicables para otros materiales FV de película delgada. Por otro lado, los procesos de coevaporación y en dos fases adecuados para CIGS y otros materiales de película delgada de múltiples componentes son difíciles de ampliar debido a los exigentes requisitos sobre la uniformidad de la película y las dificultades en el control de composición asociadas a estos dos procesos.
La publicación "Proceedings of the SPIE - The International Society for Optical Engineering; Laser Processing of Materials and Industrial Applications II; 16 a 19 de septiembre de 1998; Pekín; XP055024619" describe la preparación de películas delgadas de CIS mediante ablación láser por pulsos usando dianas de CIS formadas a partir de cantidades estequiométricas de los elementos Cu, In y Se.
El documento JP H08172052 A describe un método en el que una película delgada de semiconductor con estructura de calcopirita, cuyos elementos constituyentes están contenidos en una relación estequiométrica, se fabrica en una región de un sustrato amorfo. El propio semiconductor compuesto de calcopirita se usa como diana.
El documento JP H07216533 A describe un método para la formación de una película delgada de semiconductor con estructura de calcopirita que tiene una composición estequiométrica. Se usa como diana una composición de los elementos constituyentes de la película delgada de semiconductor con estructura de calcopirita.
La publicación "CIS and CIGS layers from selenized nanoparticle precursors, Thin Solid Films, vol. 431 - 432, páginas 58 - 62, mayo de 2003; XP004428606" describe la preparación de una película delgada de CIS a partir de nanopartículas y la influencia de la presión de selenio sobre el comportamiento de sinterización y la conversión química.
El documento JP 2008 163367 A describe un método de fabricación de una diana de pulverización por bombardeo iónico de CIGS.
El documento US 2009/250772 A1 describe un método para la formación de una película delgada de semiconductor compuesto a partir de una pluralidad de materias primas semiconductoras.
Sumario de la invención
De conformidad con la presente invención, se proporciona un método para la producción de una película de compuesto que comprende las etapas de la reivindicación 1.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 muestra un proceso para la producción de una célula solar de película delgada.
La FIG. 2 muestra una configuración de sustrato de una célula solar de película delgada.
La FIG. 3 muestra una configuración de superestrato de una célula solar de película delgada.
La FIG. 4 muestra una formación en tres fases de una película delgada de compuesto binario.
La FIG. 5 muestra una formación en tres fases de una película delgada de compuesto ternario.
La FIG. 6 muestra una formación en tres fases de una película delgada de compuesto de CIGS.
La FIG. 7 muestra un proceso para la producción de un material de CIGS* a granel.
La FIG. 8 muestra un proceso para la deposición de una película de CIGS*.
La FIG. 9 muestra un proceso de selenización de una película de CIGS*.
Descripción detallada
En la siguiente descripción detallada, se exponen numerosos detalles específicos con el fin de proporcionar una comprensión completa de las realizaciones de ejemplo u otros ejemplos descritos en el presente documento. Sin embargo, se entenderá que estas realizaciones y ejemplos se pueden poner en práctica sin los detalles específicos. En otros casos, no se han descrito con detalle métodos, procedimientos, componentes y circuitos bien conocidos, para no oscurecer la siguiente descripción. Además, las realizaciones desveladas son únicamente para fines de ejemplo y se pueden emplear otras realizaciones en lugar de, o en combinación con, las realizaciones desveladas.
En un ejemplo útil para la comprensión de la presente invención, la FIG. 1 ilustra un ejemplo de un proceso para la fabricación del dispositivo fotovoltaico (FV) 200 de película delgada mostrado en la FIG. 2. Este proceso incluye varias etapas que comienzan con la preparación del sustrato. El sustrato 210 puede ser una lámina de vidrio, una hoja de metal o una película de plástico. La primera capa de contacto 220 se puede depositar sobre el sustrato 210 usando un proceso de pulverización por bombardeo iónico. El primer contacto puede servir como contacto posterior y contener metales, tales como el molibdeno (Mo), u óxidos conductores transparentes (TCO en inglés), tales como el óxido de estaño (SnO2). La siguiente etapa de procesamiento opcional puede incluir un proceso de trazado por láser, en el que la primera capa de contacto se divide en varias regiones desconectadas eléctricamente que a su vez definen células FV individuales. Posteriormente, una capa absorbente 230 delgada se deposita sobre la parte superior de la primera capa de contacto 220 usando un proceso de deposición en tres fases, que se describirá con detalle a continuación. El material absorbente se puede basar en CIGS, CdTe, a-Si, semiconductores orgánicos y otros semiconductores de película delgada. A continuación, una capa delgada de otro material semiconductor se puede depositar mediante un proceso de pulverización por bombardeo iónico, por ejemplo, para producir una capa de ventana 240, formando, por tanto, una unión pn con la capa absorbente 230 por debajo. El procesamiento opcional adicional puede incluir un proceso de trazado mecánico, en el que las capas de absorbente y ventana se dividen en varias regiones desconectadas eléctricamente que a su vez definen células FV individuales. Posteriormente a estas etapas, se produce una segunda capa de contacto 250 para crear un dispositivo FV 200 en funcionamiento. El segundo contacto puede servir como contacto anterior y contener TCO, tal como óxido de indio y estaño (ITO en inglés) u óxido de zinc dopado con Al (AZO en inglés). Además, este proceso de fabricación puede incluir diversas etapas posteriores, tales como un trazado mecánico adicional, una deposición de contactos de rejilla metálica, un recubrimiento antirreflectante, una laminación, un envasado, etc.
En una implementación alternativa, el proceso de fabricación de la FIG. 1 se puede modificar para producir el dispositivo FV 300 de película delgada ilustrado en la FIG. 3. En el proceso modificado, la deposición de la capa de ventana precede a la deposición de la capa absorbente. En este caso, el dispositivo FV 300 incluye un sustrato 310, una primera capa de contacto 320, una capa de ventana 330, una capa absorbente 340 y un segundo contacto 350. El primer contacto puede servir como contacto anterior y el segundo contacto puede servir como contacto posterior.
Tal como se ha mencionado previamente, las capas absorbentes 230 y 340 se pueden formar usando un proceso en tres fases, cuyo ejemplo se muestra en la FIG. 4. En primer lugar, se produce un material a granel con una composición química AB-i-z, que puede ser similar o próxima a la composición química de un semiconductor FV compuesto AB, donde A y B son elementos químicos diferentes y A también puede ser una aleación de elementos químicos diferentes. El valor de (1-z), donde z es la deficiencia química del elemento B, se puede definir como la relación entre el contenido del elemento B inicial y el contenido del elemento B final; z puede estar en el intervalo de 0,05 a 0,95, preferentemente en el intervalo de 0,15-0,4.
Generalmente, resulta preferible que el semiconductor compuesto AB sea suficientemente estequiométrico y, por tanto, tenga una estructura cristalina monofásica a temperatura ambiente. Por otro lado, el material compuesto a Bi -z puede ser no estequiométrico y, por tanto, contener diferentes fases cristalinas. En este último caso, la composición AB-i-z se refiere a la composición promediada a través del volumen del material a granel compuesto. El material compuesto AB-i-z también puede diferir del semiconductor compuesto AB en sus propiedades físicas, por ejemplo, este puede ser un conductor eléctrico en lugar de un semiconductor.
El material compuesto AB-i-z puede ser una mezcla de sus elementos constituyentes, por ejemplo, una mezcla de polvos finos de los elementos A y B, respectivamente, en donde el tamaño de partícula característico puede ser menor de un micrómetro, preferentemente en el intervalo de 5-50 nm. Sin embargo, resulta preferible que el material compuesto AB-i-z sea un material completamente reaccionado y químicamente estable que no sea solo una mezcla de sus elementos constituyentes. En este material, se forman enlaces químicos entre sus diferentes elementos y su composición química y estructura cristalina pueden ser sustancialmente homogéneas de escalas grandes a muy pequeñas (~ unos pocos nm).
En la primera etapa mostrada en la FIG. 4, el material semiconductor a granel AB-i-z se puede formar hasta dar una diana adecuada para su uso en un proceso de deposición física en fase de vapor (PVD en inglés), tal como un proceso de magnetrón de pulverización por bombardeo iónico, por ejemplo. En la segunda etapa, el material a granel se dispersa y deposita sobre un sustrato en forma de una película delgada que tiene sustancialmente la misma composición química AB-i-z. En la tercera etapa, se induce un proceso de reacción química residual en la película cuando esta se coloca en una atmósfera de vapor que contiene el elemento B. Como resultado de la reacción química, se produce una película absorbente FV con la composición química AB. Los elementos químicos A y B pueden ser, por ejemplo, elementos químicos seleccionados de los grupos II y VI, respectivamente. Los elementos del grupo II incluyen elementos, tales como Mg, Zn, Cd y Hg, mientras que los elementos del grupo VI incluyen S, Se y Te. El último grupo de elementos se conoce comúnmente como calcógenos y los materiales compuestos basados en estos elementos se denominan calcogenuros. En un ejemplo, el semiconductor de calcógeno compuesto AB puede ser CdTe.
Este proceso mencionado anteriormente también es aplicable a materiales semiconductores compuestos que comprenden más de dos elementos químicos constituyentes. Por ejemplo, la FIG. 5 muestra un proceso de formación en tres fases para una película de semiconductor ternario. En este caso, se produce, en primer lugar, una diana que tiene la composición ABC-i-z, donde A, B y C son elementos químicos diferentes. A continuación, una película que tiene sustancialmente la misma composición química se deposita sobre un sustrato. Finalmente, se usa una reacción química residual para cambiar la composición química de la película a ABC. Los elementos químicos A, B y C pueden ser, por ejemplo, elementos químicos de los grupos I, III y VI, respectivamente. Los elementos del grupo I incluyen elementos, tales como Cu, Ag y Au, los elementos del grupo III incluyen Al, In, Ga y Tl, mientras que los elementos del grupo VI incluyen S, Se y Te. En este caso, el semiconductor compuesto ABC puede ser, por ejemplo, CuInSe2. Además, se pueden usar elementos químicos de otros grupos, por ejemplo, Sn del grupo IV.
De manera similar, el proceso en tres fases descrito anteriormente se puede usar con semiconductores cuaternarios y otros materiales que comprendan más de cuatro elementos. Por ejemplo, en el ejemplo anterior del semiconductor compuesto ternario CuInSe2, los elementos químicos de cualquiera del grupo I, el grupo III o el grupo VI pueden estar parcialmente sustituidos con diferentes elementos del mismo grupo. Por ejemplo, Cu puede estar parcialmente sustituido con Ag, In puede estar parcialmente sustituido con Ga y Se puede estar parcialmente sustituido con S. Tal sustitución no altera la estructura cristalina básica del material y, por lo tanto, no produce ningún defecto cristalino asociado. Esta se usa con frecuencia para cambiar las propiedades ópticas y electrónicas del material, por ejemplo, para aumentar la banda prohibida óptica en CuInSe2, se puede sustituir In total o parcialmente con Ga.
La FIG. 6 muestra un ejemplo de conformidad con la invención de un proceso de formación en tres fases que emplea una película de CIGS. En la primera etapa, se produce un material de CIGS a granel con una composición química CuxIni-yGaySe2(i-z), que es próxima a la composición química de un semiconductor FV compuesto CuxIn-i_yGaySe2. El contenido de Cu x puede estar en el intervalo de 0,6 a 1,0 y preferentemente en el intervalo de 0,8-0,95. El contenido de Ga y, que determina la banda prohibida óptica de CIGS, puede estar en el intervalo de 0,1 a 1,0 y preferentemente en el intervalo de 0,2 a 0,35. La deficiencia de Se z puede estar en el intervalo de 0,1-0,9 y preferentemente en el intervalo de 0,5-0,85. El material a granel de CIGS se puede procesar adicionalmente en una forma adecuada para su uso en las etapas de deposición posteriores. Por ejemplo, el material a granel se forma hasta dar una diana adecuada para un proceso de PVD, tal como el magnetrón de pulverización por bombardeo iónico. En la segunda etapa, este material a granel se usa en un proceso de deposición de fuente individual para depositar una película delgada con sustancialmente la misma composición química: CuxIni-yGaySe2(i-z). Los procesos de deposición de fuente individual incluyen la deposición física de diana reaccionada (RTPD en inglés), que es particularmente adecuada para películas delgadas de CIGS y materiales relacionados. El aspecto de este enfoque es el uso de materiales semiconductores compuestos reaccionados previamente como dianas para la deposición al vacío. En la tercera fase, se usa un proceso de selenización residual para inducir reacciones químicas adicionales en la película depositada para ajustar, de ese modo, la composición química de la película, de modo que esta tenga la composición CuxIni-yGaySe2.
La FIG. 7 muestra esquemáticamente un método para la preparación de un material de CIGS* a granel (* indica una deficiencia en el contenido de Se). En este método, los elementos individuales 710, Cu, In, Ga y Se, se mezclan, en primer lugar, en el interior de un recipiente 720 en las cantidades adecuadas para obtener el material compuesto con la composición química de CuxIn1-yGaySe2(1-z). Los elementos pueden estar en forma de polvos puros, líquidos o vapores. La mezcla en el recipiente se funde a presión y temperatura alta hasta que esta se hace reaccionar completamente y es homogénea. Después de eso, el material 730 se puede enfriar hasta temperatura ambiente, extraer del recipiente y usar en un procesamiento adicional. El procesamiento adicional del material de CIGS* a granel puede incluir el mecanizado de una diana de pulverización por bombardeo iónico, la producción de un polvo fino de CIGS*, la dispersión de polvo de CIGS*, el prensado de una diana de pulverización por bombardeo iónico, etc.
La FIG. 8 muestra esquemáticamente un método para la deposición de películas delgadas de CIGS*, que, en este ejemplo, es una forma de un proceso de deposición física de diana reaccionada (RTPD). En este proceso de deposición, se puede usar un sustrato 810 rígido plano que se ha preparado y procesado antes de la deposición, tal como se ha descrito anteriormente. Como alternativa, en un sistema de deposición de rollo a rollo, se puede usar un sustrato flexible. Un sistema de deposición física en fase de vapor (PVD) 820, que puede emplear, por ejemplo, magnetrón de pulverización por bombardeo iónico, utiliza, a continuación, el material de CIGS* a granel para depositar una película de CIGS* 830 delgada sobre el sustrato. Aunque el material de CIGS final es dieléctrico, el material de CIGS* intermedio puede ser conductor, lo que facilita su deposición mediante pulverización por bombardeo iónico. En este caso, se puede usar el magnetrón de pulverización por bombardeo iónico de CC, que es un proceso más rápido en comparación con la pulverización por bombardeo iónico de RF que se usa normalmente con los materiales dieléctricos. Este enfoque se puede utilizar con otros materiales compuestos, aumentando, por tanto, su tasa de producción.
La FIG. 9 muestra esquemáticamente un método para la etapa de selenización residual, en el que una película de CIGS* delgada sobre un sustrato 910 que tiene la composición inicial CuxIn1-yGaySe2(1-z) se transporta, en primer lugar, a una cámara 920. El gas que contiene Se, en concreto, H2Se, se suministra a la cámara 920 y se calienta la película sobre el sustrato 910. En estas condiciones, los átomos de Se difunden en la película para completar la formación de la película de CIGS 930, que tiene la composición final CuxIn1-yGaySe2. La reacción química se puede controlar mediante la temperatura y el tiempo. Por ejemplo, la selenización residual se puede lograr usando temperaturas en el intervalo de 400 °C a 550 °C y un tiempo de reacción en un intervalo de 5 a 30 minutos. El tiempo de reacción se puede elegir para permitir que una cantidad suficiente de Se (en proporción a la deficiencia de Se) se difunda y haga reaccionar con el resto de los elementos de la película. La selenización y otras reacciones similares, tales como, por ejemplo, la sulfuración, en condiciones adecuadas de temperatura y presión, pueden ser autolimitantes. Esto implica que, tras la formación de un compuesto estequiométrico de CuxIn1-yGaySe2, se detenga la incorporación adicional de Se en la película y termine la reacción de selenización. Como ejemplo, una condición adecuada para tal reacción autolimitante puede ser una temperatura de procesamiento suficientemente alta, a la que los calcógenos que están en exceso respecto a la estequiometría y no unidos químicamente con otros constituyentes de la película pueden presentar una presión de vapor parcial significativa y se pueden perder preferentemente de la película a través de la vaporización. Esto resulta particularmente conveniente en la fabricación a gran escala, donde los procesos que requieren menos control son menos caros, más fiables y, por tanto, más atractivos. Después de la selenización residual, la película de CIGS se hace reaccionar completamente, formando una estructura policristalina de calcopirita con una cantidad mínima de defectos cristalinos asociados a deficiencias de sus elementos constituyentes (Se, en particular).
De conformidad con la presente invención, el proceso de deposición de película delgada en tres fases se puede aplicar a una diversidad de materiales compuestos diferentes. Los ejemplos de conformidad con la presente invención son los Ejemplos 2-4, mientras que los Ejemplos 1 y 5-9 no se reivindican.
1. CuxIni-yGayS 2 . En primer lugar, se produce un material a granel con una composición química CuxIn1-yGayS2(1-z). El contenido de Cu x puede estar en el intervalo de 0,6 a 1,0, preferentemente en el intervalo de 0,8-0,95. El contenido de Ga y puede estar en el intervalo de 0,05-1,0, preferentemente en el intervalo de 0,1-0,35. La deficiencia de S z puede estar en el intervalo de 0,1-0,9, preferentemente en el intervalo de 0,5-0,85. En segundo lugar, este material a granel se usa en un proceso de PVD para depositar una película delgada con la misma composición química: CuxIn1-yGayS2(1-z). En tercer lugar, se usa un proceso de sulfuración residual para ajustar la composición química de la película a CuxIn1-yGayS2.
2. CuxIni-yGayS 2zSe 2(i-z). En primer lugar, se produce un material a granel con una composición química CuxIn1-yGayS2zSe2(1-z1). El contenido de Cu x puede estar en el intervalo de 0,6 a 1,0, preferentemente en el intervalo de 0,8-0,95. El contenido de Ga y puede estar en el intervalo de 0,05-1,0, preferentemente en el intervalo de 0,1-0,3. El contenido de S z puede estar en el intervalo de 0,0-1,0, mientras que la deficiencia de Se z1 puede estar en el intervalo de 0,1 -1,0, de modo que z1>z. En segundo lugar, este material a granel se usa en un proceso de PVD para depositar una película delgada con la misma composición química: CuxIn1-yGayS2zSe2(1-z1). En tercer lugar, se usa un proceso de selenización residual para ajustar la composición química de la película a CuxIn1-yGayS2zSe2(1-z). En este compuesto, se puede usar la selenización residual, la sulfuración residual o bien una combinación de los dos procesos (por ejemplo, empleando vapores de tanto S2 como Se2) en la tercera fase del proceso de deposición.
3. CuxIni-yAlySe 2(i-z). En primer lugar, se produce un material a granel con una composición química CuxIniyAlySe2(i-z). El contenido de Cu x puede estar en el intervalo de 0,6 a 1,0, preferentemente en el intervalo de 0,8-0,95. El contenido de Al y puede estar en el intervalo de 0,05-1,0, preferentemente en el intervalo de 0,4-0,6. La deficiencia de Se z puede estar en el intervalo de 0,1-0,9, preferentemente en el intervalo de 0,5-0,85. En segundo lugar, este material a granel se usa en un proceso de PVD para depositar una película delgada con la misma composición química: CuxIn1-yAlySe2(1-z). En tercer lugar, se usa un proceso de selenización residual para ajustar la composición química de la película a CuxIn1-yAlySe2.
4. CuxiAgx2 lni-yGaySe 2 . En primer lugar, se produce un material a granel con una composición química Cux1Agx2 ln1-yGaySe2(1-z). El contenido de Cu x1 y el contenido de Ag x2 pueden estar en el intervalo de 0,1 a 1,0, de modo que x1+x2<1. El contenido de Ga y puede estar en el intervalo de 0,05-1,0, preferentemente en el intervalo de 0,1-0,35. La deficiencia de Se z puede estar en el intervalo de 0,1-0,9, preferentemente en el intervalo de 0,5-0,85. En segundo lugar, este material a granel se usa en un proceso de PVD para depositar una película delgada con la misma composición química: Cux1Agx2 In1-yGaySe2(1-z). En tercer lugar, se usa un proceso de selenización residual para ajustar la composición química de la película a Cux1Agx2 In1-yGaySe2.
5. CuxiZni-ySnyS 2 . En primer lugar, se produce un material a granel con una composición química CuxZn1-ySnyS2(1-z). El contenido de Cu x puede estar en el intervalo de 0,6 a 1,0, preferentemente en el intervalo de 0,8-0,9. El contenido de Sn y puede estar en el intervalo de 0,05-1,0, preferentemente en el intervalo de 0,3-0,45. La deficiencia de S z puede estar en el intervalo de 0,1-0,9, preferentemente en el intervalo de 0,5-0,85. En segundo lugar, este material a granel se usa en un proceso de PVD para depositar una película delgada con la misma composición química: CuxZn1-ySnyS2(1-z). En tercer lugar, se usa un proceso de sulfuración residual para ajustar la composición química de la película a CuxZn1-ySnyS2.
6. CuxInS 2 . En primer lugar, se produce un material a granel con una composición química CuxInS2(1-z). El contenido de Cu x puede estar en el intervalo de 0,6 a 1,0, preferentemente en el intervalo de 0,8-0,9. La deficiencia de S z puede estar en el intervalo de 0,1-0,9, preferentemente en el intervalo de 0,5-0,85. En segundo lugar, este material a granel se usa en un proceso de PVD para depositar una película delgada con la misma composición química: CuxInS2(1-z). En tercer lugar, se usa un proceso de sulfuración residual para ajustar la composición química de la película a CuxInS2.
7. CdTe. En primer lugar, se produce un material a granel con una composición química CdTe1-z. La deficiencia de Te z puede estar en el intervalo de 0,1-0,9, preferentemente en el intervalo de 0,5-0,85. En segundo lugar, este material a granel se usa en un proceso de PVD para depositar una película delgada con la misma composición química: CdTe1-z. En tercer lugar, se usa un proceso químico residual con vapor de Te para ajustar la composición química de la película a CdTe.
8. Cdi-xMgxTe. En primer lugar, se produce un material a granel con una composición química Cd1_xMgxTe1_ z. El contenido de Mg x puede estar en el intervalo de 0,0-1,0, preferentemente en el intervalo de 0,1-0,6. La deficiencia de Te z puede estar en el intervalo de 0,1-0,9, preferentemente en el intervalo de 0,5-0,85. En segundo lugar, este material a granel se usa en un proceso de PVD para depositar una película delgada con la misma composición química: Cd1-xMgxTe1-z. En tercer lugar, se usa un proceso químico residual con vapor de Te para ajustar la composición química de la película a Cd1-xMgxTe.
9. Cdi-xZnxTe. En primer lugar, se produce un material a granel con una composición química Cd1-xZnxTe1-z. El contenido de Zn x puede estar en el intervalo de 0,0-1,0, preferentemente en el intervalo de 0,1-0,6. La deficiencia de Te z puede estar en el intervalo de 0,1-0,9, preferentemente en el intervalo de 0,5-0,85. En segundo lugar, este material a granel se usa en un proceso de PVD para depositar una película delgada con la misma composición química: Cd1-xZnxTe1-z. En tercer lugar, se usa un proceso químico residual con vapor de Te para ajustar la composición química de la película a Cd1-xZnxTe.
Estos y otros materiales compuestos adecuados también pueden incluir dopantes menores que tengan concentraciones relativamente pequeñas y, por tanto, no alteren significativamente la composición química global y la estructura cristalina asociada. Por ejemplo, los compuestos de CIGS pueden incluir el 0,01-0,3 en % de sodio (Na), lo que facilita el crecimiento de granos en las películas de CIGS y también mejora sus propiedades eléctricas. En este caso, se puede añadir Na al material a granel y, a continuación, transferirse a la película con otros elementos de CIGS durante la deposición.
El proceso de formación de película delgada en tres fases proporciona varias ventajas sobre los procesos de formación de película existentes. El uso de un material a granel reaccionado previamente como precursor de deposición de fuente individual facilita la ingeniería de diversas composiciones y propiedades del material, por ejemplo, una banda prohibida óptica, y proporciona una uniformidad de composición superior en las películas depositadas. Las reacciones químicas residuales posteriores en la película depositada permiten un control más flexible de la morfología de la película. Específicamente, estas promueven el crecimiento de granos policristalinos y la fusión de granos. La expansión volumétrica de la película asociada a estas reacciones químicas retira los poros y mejora el transporte eléctrico entre granos. También se sabe que la adhesión entre las capas se puede ver afectada por la exposición de la película a las altas temperaturas requeridas típicamente por las reacciones químicas en los procesos de deposición existentes. El proceso en tres fases puede mejorar la adhesión entre la capa absorbente y la primera capa de contacto mediante la reducción sustancial de la cantidad de reacciones químicas requeridas en la película después de la deposición.
Ejemplo 1
En este ejemplo de acuerdo con la invención, se usa el proceso en tres fases para depositar una película de CIGS con la composición química aproximada de CuIn0,7Ga0,3Se2, de modo que esta se pueda usar en una célula solar de CIGS. Como primera etapa, se mezclan polvos de Cu, In, Ga y Se en las proporciones correspondientes a Cu0,gIn0,7Ga0,3Se1,6. En este caso, la deficiencia de Cu es un rasgo característico deseado de la película de CIGS que se sabe que mejora las propiedades eléctricas de las películas de CIGS. La mezcla se funde y se hace reaccionar completamente en un recipiente cerrado presurizado a una temperatura de aproximadamente 1.000 °C. El material a granel resultante se tritura, a continuación, hasta dar un polvo fino y se prensa para formar una diana similar a un disco adecuada para su uso en un sistema de pulverización por bombardeo iónico. En una segunda etapa, esta diana se usa en un sistema de magnetrón de pulverización por bombardeo iónico para depositar una película de CIGS* delgada. Como sustrato, se usa un vidrio de cal sodada recubierto con una capa de Mo de 0,7 pm de espesor. La temperatura del sustrato durante la deposición puede estar en el intervalo de 200 °C a 550 °C y preferentemente de 400 °C a 500 °C. La composición de la película de CIGS* depositada es sustancialmente similar a Cu0,gIn0,7Ga0,3Sei,6 y el espesor de la película está en el intervalo de 1 a 3 pm. En una tercera etapa, esta película se calienta en presencia de H2Se durante 10-30 min a una temperatura de aproximadamente 400-500 °C. Durante este proceso, se incorpora Se adicional a la película, de modo que, al final del proceso, la composición de la película sea aproximadamente Cu0,gIn0,7GaQ,3Se2.
Ejemplo 2
En este ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, el proceso en tres fases se usa para depositar una película de CIGS con la composición química aproximada de CuGaSe2, de modo que esta se pueda usar en una célula solar de CIGS. Como primera etapa, se mezclan polvos de Cu, Ga y Se en las proporciones correspondientes a Cu0,gGaSe1,7. La mezcla se funde y se hace reaccionar completamente en un recipiente cerrado presurizado a una temperatura de aproximadamente 1.000 °C. El material a granel resultante se usa, a continuación, para producir nanopartículas de CIGS* mediante el uso de pulverización ultrasónica u otros métodos y se dispersa en un disolvente. En una segunda etapa, esta tinta de CIGS* se usa en una máquina de recubrimiento de tinta para depositar una película de CIGS* delgada mediante recubrimiento, seguido de la evaporación del líquido. Como sustrato, se usa una película de poliimida recubierta con una capa de Mo de ~0,5-1 pm de espesor. La temperatura del sustrato durante la deposición es próxima a la temperatura ambiente. La composición de la película de CIGS* depositada es sustancialmente similar a Cu0,gIn0,7Ga0,3Se1,6 y el espesor de la película está en el intervalo de 2 a 10 pm. En una tercera etapa, esta película se calienta en presencia de H2Se durante 10-30 min a una temperatura de aproximadamente 400-500 °C. Durante este proceso, se incorpora Se adicional a la película, de modo que, al final del proceso, la composición de la película sea aproximadamente Cu0,gGaSe2.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un método para la producción de una película de semiconductor compuesto que comprende las etapas de proporcionar un sustrato (210, 310, 810);
proporcionar un material a granel compuesto reaccionado previamente que tiene una primera composición química CIGS-i-z que incluye al menos un primer elemento químico Cu, In, Ga y un segundo elemento químico Se, en donde la primera composición química CIGS-i-z no es estequiométrica y tiene una deficiencia z del elemento químico Se, en donde dicha deficiencia z del elemento químico Se está en el intervalo de 0,15 a 0,4;
depositar una película (230, 340) sobre el sustrato (210, 310, 810) a través de pulverización por bombardeo iónico usando el material a granel compuesto previamente reaccionado como fuente de material individual, en donde la película depositada tiene una composición sustancialmente igual a la primera composición química CIGS1-z; inducir una reacción química residual en la película depositada (230, 340) mediante el calentamiento de la película en presencia de H2Se
y, de ese modo, aumentar el contenido del segundo elemento químico Se en la película depositada, de modo que la película (230, 340) depositada tenga una segunda composición química estequiométrica ClGS.
2. Un método de la reivindicación 1, en donde dicho sustrato comprende una primera capa de contacto (220, 320).
3. Un método de la reivindicación 1, en donde el contenido del segundo elemento químico Se en la película depositada se aumenta en al menos el 15 %.
4. Un método de la reivindicación 1, en donde dicha etapa de deposición de la película (230, 340) comprende las etapas de producción de partículas a partir del material a granel compuesto y recubrimiento de las partículas sobre el sustrato.
5. Un método de la reivindicación 1, en donde dicha reacción química residual se produce a una temperatura de al menos 400 °C.
6. Un método de la reivindicación 1, en donde dichas reacciones químicas residuales producen una película (230, 340) que tiene una fase cristalina individual.
7. Un método para la producción de una célula solar de película delgada que comprende las etapas de deposición de una primera capa de contacto (220) sobre el sustrato (210);
producción de una capa absorbente (230) como película de semiconductor compuesto de acuerdo con la reivindicación 1 sobre la primera capa de contacto (220);
deposición de una capa de ventana (240) y una segunda capa de contacto (250) sobre la capa absorbente (230).
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7842534B2 (en) * 2008-04-02 2010-11-30 Sunlight Photonics Inc. Method for forming a compound semi-conductor thin-film
WO2011017237A2 (en) * 2009-08-04 2011-02-10 Precursor Energetics, Inc. Polymeric precursors for caigs and aigs silver-containing photovoltaics
US10121925B2 (en) * 2010-06-18 2018-11-06 University Of Florida Research Foundation, Inc. Thin film photovoltaic devices with microlens arrays
KR20130143031A (ko) 2010-09-15 2013-12-30 프리커서 에너제틱스, 인코퍼레이티드. 광기전체를 위한 어닐링 방법
US20120231169A1 (en) * 2010-12-07 2012-09-13 Yuichi Ishikawa Chalcogen compound powder, chalcogen compound paste, process for producing chalcogen compound powder, process for producing chalcogen compound paste, and process for producing thin film of chalcogen compound
US9329282B2 (en) * 2011-04-06 2016-05-03 International Crystal Laboratories Radiation detector
US8871560B2 (en) * 2012-08-09 2014-10-28 International Business Machines Corporation Plasma annealing of thin film solar cells
US9799792B2 (en) * 2015-01-14 2017-10-24 International Business Machines Corporation Substrate-free thin-film flexible photovoltaic device and fabrication method
JP7407499B2 (ja) * 2017-12-26 2024-01-04 株式会社ディスコ 凹部又は貫通孔の形成方法、電極の形成方法
JP7186643B2 (ja) * 2019-03-15 2022-12-09 日本碍子株式会社 電気加熱型担体、排気ガス浄化装置、電気加熱型担体の製造方法、接合体及び接合体の製造方法
US11728449B2 (en) * 2019-12-03 2023-08-15 Applied Materials, Inc. Copper, indium, gallium, selenium (CIGS) films with improved quantum efficiency
WO2022266212A1 (en) 2021-06-16 2022-12-22 Conti SPE, LLC. Solar module racking system

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3978510A (en) 1974-07-29 1976-08-31 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Heterojunction photovoltaic devices employing i-iii-vi compounds
JPS53142927A (en) 1977-05-20 1978-12-13 Riyouichi Kasagi Metal melting and injection method that does not generate contraction and distortion to film and its device
US4335266A (en) 1980-12-31 1982-06-15 The Boeing Company Methods for forming thin-film heterojunction solar cells from I-III-VI.sub.2
US4465575A (en) * 1981-09-21 1984-08-14 Atlantic Richfield Company Method for forming photovoltaic cells employing multinary semiconductor films
US4652332A (en) 1984-11-29 1987-03-24 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method of synthesizing and growing copper-indium-diselenide (CuInSe2) crystals
US4798660A (en) 1985-07-16 1989-01-17 Atlantic Richfield Company Method for forming Cu In Se2 films
US4740386A (en) 1987-03-30 1988-04-26 Rockwell International Corporation Method for depositing a ternary compound having a compositional profile
DE69304143T2 (de) 1992-05-19 1997-01-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Methode zur Herstellung einer Zusammensetzung des Typs Chalkopyrit
JP3064701B2 (ja) 1992-10-30 2000-07-12 松下電器産業株式会社 カルコパイライト型化合物薄膜の製造方法
US5441897A (en) 1993-04-12 1995-08-15 Midwest Research Institute Method of fabricating high-efficiency Cu(In,Ga)(SeS)2 thin films for solar cells
JPH07216533A (ja) * 1994-02-01 1995-08-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd カルコパイライト構造半導体薄膜の製造方法
KR100246712B1 (ko) 1994-06-02 2000-03-15 구마모토 마사히로 화합물 단결정의 제조방법 및 제조장치
DE4442824C1 (de) 1994-12-01 1996-01-25 Siemens Ag Solarzelle mit Chalkopyrit-Absorberschicht
JP3431318B2 (ja) * 1994-12-19 2003-07-28 松下電器産業株式会社 カルコパイライト構造半導体薄膜の製造方法
JPH09326499A (ja) 1996-06-05 1997-12-16 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ＣｄＴｅ太陽電池の製造方法
US5985691A (en) 1997-05-16 1999-11-16 International Solar Electric Technology, Inc. Method of making compound semiconductor films and making related electronic devices
US6258620B1 (en) 1997-10-15 2001-07-10 University Of South Florida Method of manufacturing CIGS photovoltaic devices
US6107562A (en) 1998-03-24 2000-08-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor thin film, method for manufacturing the same, and solar cell using the same
DE19956735B4 (de) 1999-11-25 2008-08-21 Shell Erneuerbare Energien Gmbh Dünnfilmsolarzelle mit einer Chalkopyritverbindung und einer Titan und Sauerstoff enthaltenden Verbindung
US8771740B2 (en) 1999-12-20 2014-07-08 Nicholas J. Kerkhof Process for producing nanoparticles by spray drying
US7194197B1 (en) 2000-03-16 2007-03-20 Global Solar Energy, Inc. Nozzle-based, vapor-phase, plume delivery structure for use in production of thin-film deposition layer
DE10058383A1 (de) * 2000-11-24 2002-05-29 Oxeno Olefinchemie Gmbh Neue Phosphininverbindungen und deren Metallkomplexe
US7842882B2 (en) * 2004-03-01 2010-11-30 Basol Bulent M Low cost and high throughput deposition methods and apparatus for high density semiconductor film growth
US7537955B2 (en) 2001-04-16 2009-05-26 Basol Bulent M Low temperature nano particle preparation and deposition for phase-controlled compound film formation
US6559372B2 (en) 2001-09-20 2003-05-06 Heliovolt Corporation Photovoltaic devices and compositions for use therein
JP4055053B2 (ja) 2002-03-26 2008-03-05 本田技研工業株式会社 化合物薄膜太陽電池およびその製造方法
FR2839201B1 (fr) 2002-04-29 2005-04-01 Electricite De France Procede de fabrication de semi-conducteurs en couches minces a base de composes i-iii-vi2, pour applications photovoltaiques
EP1556902A4 (en) 2002-09-30 2009-07-29 Miasole MANUFACTURING DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING THIN FILM SOLAR CELLS IN A LARGE SCALE
US20050056312A1 (en) 2003-03-14 2005-03-17 Young David L. Bifacial structure for tandem solar cells
US20080124831A1 (en) 2004-02-19 2008-05-29 Robinson Matthew R High-throughput printing of semiconductor precursor layer from chalcogenide particles
US7605328B2 (en) 2004-02-19 2009-10-20 Nanosolar, Inc. Photovoltaic thin-film cell produced from metallic blend using high-temperature printing
US20070163639A1 (en) * 2004-02-19 2007-07-19 Nanosolar, Inc. High-throughput printing of semiconductor precursor layer from microflake particles
US8372734B2 (en) 2004-02-19 2013-02-12 Nanosolar, Inc High-throughput printing of semiconductor precursor layer from chalcogenide nanoflake particles
US8623448B2 (en) 2004-02-19 2014-01-07 Nanosolar, Inc. High-throughput printing of semiconductor precursor layer from chalcogenide microflake particles
US7736940B2 (en) * 2004-03-15 2010-06-15 Solopower, Inc. Technique and apparatus for depositing layers of semiconductors for solar cell and module fabrication
JP2007096031A (ja) 2005-09-29 2007-04-12 Showa Shell Sekiyu Kk Ｃｉｓ系薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法
US8071419B2 (en) 2006-06-12 2011-12-06 Nanosolar, Inc. Thin-film devices formed from solid particles
TWI318894B (en) 2006-08-07 2010-01-01 Ind Tech Res Inst System for fabricating nano particles
US8323735B2 (en) 2006-10-13 2012-12-04 Solopower, Inc. Method and apparatus to form solar cell absorber layers with planar surface
JP4968448B2 (ja) * 2006-12-27 2012-07-04 三菱マテリアル株式会社 Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ四元系合金スパッタリングターゲットの製造方法
US20080236032A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Kelly Michael T Compositions, devices and methods for hydrogen generation
US20090229666A1 (en) 2008-03-14 2009-09-17 Jason Stephan Corneille Smoothing a metallic substrate for a solar cell
US7842534B2 (en) * 2008-04-02 2010-11-30 Sunlight Photonics Inc. Method for forming a compound semi-conductor thin-film

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