TW201344944A - 一種利用硒化合物補償碇的高溫硒化技術應用於薄膜太陽能電池之黃錫礦與黃銅礦光吸收層之製作 - Google Patents
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Abstract
本研究希望對硒化銅鋅錫Cu(Zn,Sn)Se2薄膜太陽能電池(CZTSe Solar Cells)與硒化銅銦鎵Cu(In,Ga)Se2薄膜太陽能電池(CIGSe Solar Cells)中的p型吸收層提出其硒化的解決方法，為此類型薄膜太陽能電池的製作提供經濟且有效的製作技術。本發明提出於550℃以上的吸收層高溫硒化時，對p-型CZTSe吸收層以(SnSe2+Se)+(CuSe2+Se)補償雙碇進行硒化，而對p-型CIGSe吸收層以(SnSe2+Se)補償單碇進行硒化，可成功製備硒化完全之吸收層，(1)不需使用危險性較高的含硒H2Se氣體，(2)可避免使用硒元素進行硒化時，於高溫反應時的高度揮發性而無法充分使吸收層達到所需組成比例，(3)可避免使用危險聯胺溶劑的IBM油墨製程，(4)可減少此系列薄膜以共蒸鍍或濺鍍沈積方式製作時的腔體污染，最後，(5)採用本發明於550℃以上的硒化有利此半導體材料之晶粒成長至2-10 μm，減少晶界的載子捕獲，有助於薄膜太陽能電池效能之提升。
Description
由於能源的危機，大家紛紛投入太陽能電池的研究與發展。以材料做為基礎的分類，以Solar Cell的材料來區分，大致分為晶圓基及薄膜太陽能電池。晶圓基太陽能電池又可分為單晶矽、多晶矽及單晶化合物(GaAs)，而薄膜太陽能電池則可以分成非晶矽、銅銦鎵硒和鎘碲薄膜太陽能電池。目前或是未來幾年結晶矽太陽能電池仍為是市場主流，但太陽能的需求越來越高的狀況下，將會帶動矽的使用量，例如單晶矽平均約需200 μm、多晶約為240μm等厚度，所以製程中產生過多的浪費率。因此太陽能電池薄化成為研究重點之一。薄膜太陽能電池當中，屬黃錫礦(stannite)結構的銅鋅錫硒(CZTSe)與屬黃銅礦(chalcopyrite)結構的銅銦鎵硒(CIGSe)為直接能隙材料，具有高吸收係數(>105 cm-1)的特性，所以吸收層只需約1~2 μm的薄膜厚度(材料的節省)，加上可以大面積生產，所以可製備於不同的低成本基板上，包括玻璃、可承受較高溫的塑膠、軟性金屬與不鏽鋼薄膜等，因此更可應用在生活。此外，在長期太陽能光照射下光電轉化效率不會下降，且於光線不充足下表現仍比結晶矽優異，目前以真空製程所得轉換效率分別高達9.15%與19.9%，所以銅鋅錫硒(Cu(Zn,Sn)Se2，CZTSe)與銅銦鎵硒(Cu(In,Ga)Se2，CIGSe)在薄膜太陽能電池的發展中佔有極重要的地位，有機會成為下一代商品化的太陽能電池主流，其中因為銅鋅錫硒(Cu(Zn,Sn)Se2)具有原料成本上的優勢，此系列銅鋅錫硒太陽能電池的開發更為重要。
銅鋅錫硒與銅銦鎵硒是製作薄膜太陽能電池所需的p型吸收層，也是製作薄膜太陽能電池時，影響電池效能最關鍵的一層薄膜。其原因是因為吸收層中的Se元素的易揮發性，使製程上較其他堆疊層遭遇較大麻煩。目前真空製程得到最佳結果的CIGSe太陽能電池主要是以共蒸鍍四個蒸鍍源，分別為Cu、In、Ga與Se，所得到之成果。於第一階段蒸鍍係在低溫區蒸鍍In、Ga與Se形成(In,Ga)2Se3；第二階段於高溫區蒸鍍Cu與Se，形成出富銅之CIGSe薄膜，接下來第三階段於高溫區下再蒸鍍上In、Ga與Se使薄膜改變為缺銅狀態，得到最佳效率為19.9%的高效能薄膜電池，其晶粒大小約1μm。目前真空製程得到最佳結果的CZTSe太陽能電池也是仿CIGSe的實驗方法而獲得。除共蒸鍍的真空製程，目前非真空製程成功的製程是IBM團隊以使用具有危險性的聯胺(N2H4)為溶劑來將反應物種溶入形成油墨來製作p型CIGSe與CZTSe吸收層，所得電池轉換效率分別高達10.1%與9.66%。
為了減少易揮發的Se元素利用共蒸鍍使薄膜製作腔體受到污染、為了避免四元多層共蒸鍍所造成不利大面積與低成本之量產、或為了不使用具有高度危險性並且為IBM所屬之聯胺為溶劑之p型吸收層製程，多數會採用兩階段製程，係於第一階段先沈積出銅銦鎵與銅鋅錫金屬薄膜，再於第二階段於硒化反應爐進行硒化或硫化，但此種方法尚無法獲得具有緻密與大晶粒的吸收層結構。也有些研究著眼於硒化的難控制就採用含有硒或硫的化合物用於濺鍍用的靶材來製作p型吸收層，但此種製程所得薄膜為硒化物或硫化物，薄膜組成可有足夠Se或S含量，如果些許不足仍需硒化反應，此外此類化合物濺鍍其晶粒遠小於0.5 μm，要讓此種離子鍵結為主的薄膜晶粒長大很難實現，因為退火溫度達600℃時，晶粒沒成長跡象但是組成內的Se或S含量會減少並且玻璃基板已經達到最高使用溫度，再高溫度就會使基板有軟化並使表面有不平整的結果出現。
本發明提出於550℃以上硒化時，對p-型黃錫礦(stannite)結構的CZTSe吸收層採用(SnSe2+Se)+(CuSe2+Se)的補償雙碇進行硒化，對p-型黃銅礦(chalcopyrite)結構的CIGSe吸收層採用(SnSe2+Se)補償單碇進行硒化，即可以兩階段製程，(1)薄膜製程與(2)硒化反應製程，來成功製備完全硒化且具有大晶粒之緻密吸收層。此發明不需使用危險性較高的含硒(H2Se)氣體，可避免使用高危險聯胺溶劑的IBM油墨製程，可減少此系列薄膜以共蒸鍍或濺鍍沈積方式製作時的腔體污染，可避免單獨使用硒元素進行硒化時，於高溫(>550℃)反應的高度揮發性而無法使吸收層達到所需組成比例，甚至因為高度揮發使原本存於薄膜中的Se組成快速損失，最後硒不足或造成相分解的問題。
此發明的理論基礎是建立於SnSe2、CuSe2等化合物於高溫產生裂解，如SnSe2(熔點Tm=657℃)於Se不足的高溫條件下會分解成SnSe(熔點Tm=880℃)+Se(參考圖一的Sn-Se相圖)，於高溫時才會提供Se蒸氣，亦即到高溫仍有Se蒸氣提供，不會發生於600℃時硒純元素已經完全蒸發而產生硒提供不足之情形。傳統硒化如果使用Se元素，很難於>550℃的條件進行有效之反應，反而有蒸發損失與相分解之問題，SnSe2化合物於高溫產生裂解有助於高溫時持續有Se蒸氣。當加入SnSe2補償碇使高溫硒化能夠實現，但也為了於升溫階段能有Se蒸氣提供，故會採用Se粉添加入SnSe2混合成(SnSe2+Se)補償單碇作為反應硒源。
於硒化進行時，如果為使Se組成接近50%，往往會提供許多硒蒸氣，但此硒蒸氣過飽和會沈積於試樣表面與吸收層中的銅元素反應，進而形成較易揮發之CuSe2化合物(其裂解溫度為332℃，參考圖二的Cu-Se相圖)，進而造成試樣銅不足，並且表面因為銅被移除而使表面多孔不緻密。為了避免CuSe2形成而造成組成偏離與薄膜不緻密的問題，需再加入第二個(CuSe2+Se)補償碇，構成補償雙碇的設計，如此才能保證硒化時有對的組成、緻密的微結構、大的晶粒、並能承受700℃的高溫硒化條件。
(1) 吸收層靶材製備
混合金屬或陶瓷不同粉末依不同的莫爾比例配製出，進行球磨混合24小時，之後將粉末放置於石磨模具內，將模具放入熱壓機台，抽氣至10-3 torr真空狀態後再充入高純度氬氣，依金屬或陶瓷粉末特性，考量熔點的問題決定採取的熱壓溫度約200~800℃，於石墨模具上方施加單向油壓壓力1~400psi且持溫30分鐘~2小時，製成直徑兩吋厚度約1.5~5 mm的圓盤型靶材。本發明使用靶材包括(a)金屬靶材：Cu-Zn-Sn與Cu-In-Ga靶材；(b)含硒化物靶材：Cu-Zn-Sn-Se與Cu-In-Ga-Se靶材。
(2) 基板濺鍍沈積吸收層薄膜
抽氣使濺鍍腔體壓力低於1×10-6 Torr後，通入Ar使壓力保持在2×10-3 Torr左右進行濺鍍，金屬靶材濺鍍時，基板溫度25℃~200℃，電漿輸出功率50~150 watt，沈積時間30~90分鐘；含硒化物靶材濺鍍時，基板溫度100℃~350℃，電漿輸出功率30~100 watt，沈積時間120~180分鐘。實驗過程中，打開加熱器將基板加熱，達到預定溫度時開啟產生電漿後直流電源供應器，進行預濺鍍10-20分鐘來清潔靶材表面，再將擋板移開於基板上進行薄膜濺鍍。
(1) 粉末原料製備
混合金屬或陶瓷不同粉末依不同的莫爾比例配製出，進行乾式球磨混合24小時，所得之粉末利用添加有機溶劑製備成網印油墨。本發明使用油墨包括(a)金屬油墨：Cu-Zn-Sn與Cu-In-Ga油墨；(b)含硒化物油墨：Cu-Zn-Sn-Se油墨。
(2) 油墨網印
將不同比例參數的金屬粉末或含硒化物粉末配製成油墨之後，將氧化鋁基板放置於網印機上，且蓋上數目為300 mesh之網版。將實驗實施時配製完成的油墨取小許於網版上，打開小型抽氣幫浦以固定基板，利用刮刀於網板上來回兩趟以確保油墨均一的附著在基板上，再將網印好之試片放置於水幫浦及烘箱以去除其有機溶劑。
對濺鍍沉積的金屬或陶瓷薄膜有晶粒過小及組成Se組成不足等缺點，為了使薄膜有良好光電性質，則必透過適當的熱處理硒化方式來改善這些缺點。對網印的金屬金屬或陶瓷薄膜除有Se組成不足外，另有緻密性不足與晶粒過小之問題，進行硒化或硫化時，也要同時進行反應燒結與緻密化步驟。硒化處理的方法是將試片放入管型爐內利用不同的硒補償碇和不同溫度(500~700℃)的熱處理進行30分鐘~2小時，目的是使薄膜晶粒變大並使Se組成接近計量比。補償碇以(SnSe2+Se)+(CuSe2+Se)雙碇或(SnSe2+Se)單碇進行硒化；對電池面積1×1cm2所使用單碇與或雙碇之總重量一般低於1.5克，其中Se重量佔0~50%。於退火爐進行的硒化與硫化反應如圖三所示。
(1) 真空薄膜濺鍍製程製作Cu-Zn-Sn金屬濺鍍薄膜，再分別於550℃與600℃下，於0.4克硒元素粉體壓碇所成的補償單碇條件下硒化實驗。
(2) 於硒化實驗時，將補償碇與披覆有光吸收層之基板置於有蓋的陶瓷坩堝中，二者間距保持1公分，陶瓷坩堝移入硒化反應爐後，以機械幫浦抽氣使壓力低於2×10-2 torr，再通入高純度保護性氣體，並維持反應爐內的壓力些許高於一大氣壓後，以10℃/min升溫速度至550℃或600℃持溫1小時後，降溫後所得薄膜以掃描式電子顯微鏡進行影像觀察，並利用X光能量分散型元素分析儀進行薄膜組成分析。
(3) 550℃與600℃反應所得結果分別詳列於圖四與圖五。由觀察發現550℃硒化後薄膜晶粒細小並且表面不平整，而600℃硒化後薄膜多孔也不平整，同時二者硒化後得薄膜內硒的含量皆僅30%左右，遠低於所要求50%。
(1) 真空薄膜濺鍍製程製作Cu-Zn-Sn金屬濺鍍薄膜，再於600℃下，於總重量為0.4克的(a)SnSe2粉體壓碇、(b)(SnSe2+30wt%)混合粉體壓碇與(c)(SnSe2+60wt%)混合粉體壓碇所成的補償單碇條件下進行硒化實驗。
(2) 於硒化實驗時，將補償單碇與披覆有光吸收層之基板置於有蓋的陶瓷坩堝中，二者間距保持1公分，陶瓷坩堝移入硒化反應爐後，以機械幫浦抽氣使壓力低於2×10-2 torr，再通入高純度保護性氣體，並維持反應爐內的壓力些許高於一大氣壓後，以兩階段升溫法進行硒化。係以10℃/min升溫至300℃持溫半小時再以5℃/min升溫至600℃持溫1小時後所得薄膜以掃描式電子顯微鏡進行影像觀察，並利用X光能量分散型元素分析儀進行薄膜組成分析。
(3) (a)SnSe2、(b)(SnSe2+30wt%)與(c)(SnSe2+40wt%)補償單碇條件下，於600℃進行硒化反應，所得結果分別詳列於圖六、圖七與圖八。由觀察發現SnSe2與(SnSe2+30wt%)硒化後薄膜有2-6 μm大小之晶粒所構成，以SnSe2補償碇所得略有小孔隙，於組成方面二者硒含量僅達41%與43%，硒組成仍嚴重不足。將補償碇中硒含量增加至40wt%，可以將光吸收層薄膜的硒含量提升至50%，但此時薄膜的大晶粒現象消失，如圖九所示，晶粒的單晶特性也不如前二者佳，另外出現銅含量僅18.7%遠低於p-型黃錫礦(stannite)結構的缺銅CZTSe吸收層所需22~23%Cu含量。
綜言之，(SnSe2+30wt%)補償單碇條件的600℃硒化是此階段較佳之結果，但硒組成不如預期；如果要使硒含量到達近50%，則會吸收層薄膜品質劣化同時銅含量會嚴重不足。
實例二中出現欲達到硒含量充足之條件就會產生銅含量嚴重不足之問題，欲解決此問題加入硒添加的CuSe2混合粉末所壓製的第二補償碇。
(1) 真空薄膜濺鍍製程製作Cu-Zn-Sn金屬濺鍍薄膜，再於600℃下，於(a)0.45克重的(SnSe2+25%Se)與0.3克重的(CuSe2+20%Se)補償雙碇下、(b)0.4克重的(SnSe2+25%Se)與0.4克重的(CuSe2+20%Se)補償雙碇下與(c)0.5克重的(SnSe2+25%Se)與0.35克重的(CuSe2+20%Se)補償雙碇下進行硒化實驗。
(2) 於硒化實驗時，將補償雙碇與披覆有光吸收層之基板置於有蓋的陶瓷坩堝中，二者間距保持1公分，陶瓷坩堝移入硒化反應爐後，以機械幫浦抽氣使壓力低於2×10-2 torr，再通入高純度保護性氣體，並維持反應爐內的壓力些許高於一大氣壓後，以兩階段升溫法進行硒化。係以10℃/min升溫至300℃持溫半小時再以5℃/min升溫至600℃持溫1小時後所得薄膜以掃描式電子顯微鏡進行影像觀察，並利用X光能量分散型元素分析儀進行薄膜組成分析。
(3) (a)0.45克重的(SnSe2+25%Se)與0.3克重的(CuSe2+20%Se)、(b)0.4克重的(SnSe2+25%Se)與0.4克重的(CuSe2+20%Se)與(c)0.5克重的(SnSe2+25%Se)與0.35克重的(CuSe2+20%Se)補償雙碇條件下，於600℃進行硒化反應，所得結果分別詳列於圖九、圖十與圖十一。由觀察發現，總重0.75克補償雙碇(a)會出現銅與硒含量皆達到所需組成，但是存在晶粒結晶顆粒不明顯與表面凹凸不平之問題。使用總重0.8克補償雙碇(b)會出現微結構平整並且有大晶粒的現象，但是存在硒組成不足之問題，顯然(SnSe2+25%Se)補償碇的重量要多於(CuSe2+20%Se)補償碇重量才能避免硒含量不足之問題。使用總重0.85克補償雙碇(c)，增加(SnSe2+25%Se)補償碇的重量並且使其重量遠高於(CuSe2+20%Se)補償碇，會得到1-4 μm晶粒大小、組成正確與表面平坦之微結構。
(1) 以非真空Cu-Zn-Sn金屬油墨網印薄膜製程製作金屬網印薄膜，再於600℃下，於(a)0.7克重的(SnSe2+30%Se)單補償碇下與(b)0.6克重的(SnSe2+30%Se)與0.2克重的(CuSe2+30%Se)補償雙碇下進行硒化實驗。
(2) 於硒化實驗時，將補償碇與披覆有光吸收層之基板置於有蓋的陶瓷坩堝中，二者間距保持1公分，陶瓷坩堝移入硒化反應爐後，以機械幫浦抽氣使壓力低於2×10-2 torr，再通入高純度保護性氣體，並維持反應爐內的壓力些許高於一大氣壓後，以兩階段升溫法進行硒化。係以5℃/min升溫至300℃持溫半小時再以10℃/min升溫至700℃持溫1小時後所得薄膜以掃描式電子顯微鏡進行影像觀察，並利用X光能量分散型元素分析儀進行薄膜組成分析。此二階段700℃硒化的升溫速度與先前10℃/min升溫至300℃持溫半小時再以5℃/min升溫至600℃持溫1小時略有不同。
(3) (a)0.7克重的(SnSe2+30%Se)單補償碇於600℃進行硒化反應與(b)0.6克重的(SnSe2+30%Se)與0.2克重的(CuSe2+30%Se)補償雙碇於700℃進行硒化反應，所得結果分別詳列於圖十二與圖十三。由觀察發現(SnSe2+30%Se)單補償碇硒化後薄膜由3-8 μm大小之晶粒所構成，於組成方面硒含量達46.5%，硒化後存在銅多與硒不足的問題。如果採用補償雙碇硒化後薄膜有2-6 μm大小之大晶粒所構成，表面有平坦之緻密微結構，於組成方面硒含量達49.2%，銅含量與23.4%，屬Cu0.9(Zn,Sn)Se2之缺銅組成也符合薄膜太陽能電池光吸收層之要求。
(4) 若Cu-Zn-Sn金屬油墨經網印於鍍有Mo電極之基板所得薄膜，於0.6克重的(SnSe2+30%Se)與0.2克重的(CuSe2+30%Se)補償雙碇下，經5℃/min升溫至300℃持溫半小時再以10℃/min升溫至700℃持溫1小時後降溫，所得結果分別詳列於圖十四。由觀察發現如果基板表面有處理鍍上一層Mo電極後，硒化後薄膜有>4 μm之大晶粒所構成，表面有平坦之緻密微結構，於組成方面硒含量達50.5%，銅含量與22.7%，屬Cu(Zn,Sn)Se2之缺銅組成也符合薄膜太陽能電池光吸收層之要求。
(1) 以非真空製作含硒化物Cu-Zn-Sn-Se油墨，經網印製程製作薄膜，，再於700℃下，總重為0.8克重之0.6克重的(SnSe2+30%Se)與0.2克重的(CuSe2+30%Se)補償雙碇下進行硒化實驗。
(2) 於硒化實驗時，將補償碇與披覆有光吸收層之基板置於有蓋的陶瓷坩堝中，二者間距保持1公分，陶瓷坩堝移入硒化反應爐後，以機械幫浦抽氣使壓力低於2×10-2 torr，再通入高純度保護性氣體，並維持反應爐內的壓力些許高於一大氣壓後，以兩階段升溫法進行硒化。係以5℃/min升溫至300℃持溫半小時再以10℃/min升溫至700℃持溫1小時後所得薄膜以掃描式電子顯微鏡進行影像觀察，並利用X光能量分散型元素分析儀進行薄膜組成分析。此二階段700℃硒化的升溫速度與先前10℃/min升溫至300℃持溫半小時再以5℃/min升溫至600℃持溫1小時略有不同。
(3) 0.6克重的(SnSe2+30%Se)與0.2克重的(CuSe2+30%Se)補償雙碇下於700℃進行硒化實驗，所得結果詳列於圖十五。由觀察發現補償雙碇硒化後薄膜由2-8 μm大小之大晶粒所構成，Cu、Zn、Sn、Se組成正確，並有表面平坦之微結構。
(1) 真空薄膜濺鍍製程製作Cu-In-Ga金屬濺鍍薄膜，再於600℃下，於(a)0.4克重的Se補償碇下與(b)0.4克重的(SnSe2+30%Se)補償碇下進行硒化實驗。
(2) 於硒化實驗時，將補償碇與披覆有光吸收層之基板置於有蓋的陶瓷坩堝中，二者間距保持1公分，陶瓷坩堝移入硒化反應爐後，以機械幫浦抽氣使壓力低於2×10-2 torr，再通入高純度保護性氣體，並維持反應爐內的壓力些許高於一大氣壓後，Se補償碇時採10℃/min升溫速度至600℃持溫1小時，(SnSe2+30%Se)補償碇採兩階段升溫法進行硒化，係以5℃/min升溫至300℃持溫半小時再以10℃/min升溫至600℃持溫1小時，降溫後所得薄膜以掃描式電子顯微鏡進行影像觀察，並利用X光能量分散型元素分析儀進行薄膜組成分析。
(3) Se補償碇與(SnSe2+30%Se)補償碇於600℃反應所得結果分別詳列於圖十六與圖十七。由觀察發現Se補償碇硒化後薄膜呈現多孔不緻密的情形，同時組成嚴重偏離並有相分離現象，使局部組成分析無法偵測到Ga組成，因此傳統採用硒粉體為硒化源並不易得到好的結果。但是採用0.4克重的(SnSe2+30%Se)補償碇顯然把硒元素硒化的問題大幅改善，有平坦表面、結晶顆粒大的晶粒、並有充足的硒含量，即此系統不同於黃錫礦(stannite)結構的CZTSe吸收層，並不需要補償雙碇來得到充足的硒含量與優良之微結構，但使用化合物型的硒補償碇是需要的。
(1) 真空薄膜濺鍍製程製作硒化物Cu-In-Ga-Se的濺鍍薄膜，再於600℃下，於(a)0.4克重的Se補償碇下與(b)0.3克重的(SnSe2+30%Se)補償碇下進行硒化實驗。
(2) 於硒化實驗時，將補償碇與披覆有光吸收層之基板置於有蓋的陶瓷坩堝中，二者間距保持1公分，陶瓷坩堝移入硒化反應爐後，以機械幫浦抽氣使壓力低於2×10-2 torr，再通入高純度保護性氣體，並維持反應爐內的壓力些許高於一大氣壓後，採10℃/min升溫速度至600℃持溫1小時，降溫後所得薄膜以掃描式電子顯微鏡進行影像觀察，並利用X光能量分散型元素分析儀進行薄膜組成分析。
(3) Se補償碇與(SnSe2+30%Se)補償碇於600℃反應所得結果分別詳列於圖十八與圖十九。由觀察發現Se補償碇硒化後薄膜呈現多孔不緻密的情形，同時組成嚴重偏離並有相分離現象，使局部組成分析無法偵測到Ga組成，因此傳統採用硒粉體為硒化源並不易得到好的結果。但是採用0.3克重的(SnSe2+30%Se)補償單碇顯然把硒純元素硒化的問題大幅改善，有平坦表面、結晶顆粒大的晶粒、並有充足的硒含量，即此系統不同於黃錫礦(stannite)結構的CZTSe吸收層，並不需要補償雙碇來得到充足的硒含量與優良之微結構，但使用化合物型的硒補償碇對高溫硒化是需要的。
1．．．黃錫礦：Cu(Zn,Sn)Se2，簡稱CZTSe
2．．．黃銅礦：Cu(In,Ga)Se2，簡稱CIGSe
3．．．硒化合物補償雙碇：(SnSe2+Se)與(CuSe2+Se)
4．．．硒化合物補償單碇：(SnSe2+Se)
Claims (6)
- 一種利用硒化合物補償碇的高溫硒化技術，可應用於薄膜太陽能電池之黃錫礦(Cu(Zn,Sn)Se2，CZTSe)與黃銅礦(Cu(In,Ga)Se2，CIGSe)光吸收層之製作，所採用之硒化合物補償碇主要有兩種型式：(1) 對黃錫礦Cu(Zn,Sn)Se2系統：補償雙碇x克(SnSe2+m wt%Se)+y克(CuSe2+n wt%Se)其中x>0.2克，0.2x<y<0.5x，0<m,n<50(2) 對黃銅礦Cu(In,Ga)Se2系統：補償單碇x克(SnSe2+m wt%Se)其中x>0.2克，0<m<50
- 如申請專利範圍第1項所述高溫硒化技術，其製作方法係包括下列步驟：(1) 光吸收層可採用真空鍍膜製程或非真空網印塗佈技術製成Cu-Zn-Sn、Cu-In-Ga金屬薄膜或含硒化物之Cu-Zn-Sn-Se、Cu-In-Ga-Se薄膜；(2) 利用硒化反應爐將披覆有步驟(1)薄膜的基板置入於有蓋子的陶瓷坩堝中，並於其附近放置以硒化合物補償碇為主之硒源，再將此坩堝放入反應爐中央位置；(3) 幫浦抽真空後通入保護性氣體，並使腔體維持些微過常壓(>1atm)狀態；(4) 腔體升溫、持溫、降溫以完成高溫硒化反應。
- 如申請專利範圍第2項步驟(2)所得硒化合物補償碇為主之硒源，主要係將所需的兩種粉末，(SnSe2+Se)或(CuSe2+Se)，依比例量秤、以球磨使粉末混合均勻、再用模具以油壓機將混合粉體壓製成硒源補償碇材。
- 如申請專利範圍第2項步驟(4)所述的高溫硒化技術，係指高於550℃以上的硒化技術。
- 如申請專利範圍第2項步驟(1)的金屬膜與含硒化物薄膜進行硒化時，金屬膜所需的硒源補償碇重量高於含硒化物薄膜所需的硒源補償碇重量。
- 如申請專利範圍第2項步驟(4)的升溫、持溫、降溫程序，主要係採用5~10℃/min升溫至300℃並持溫，再以5~10℃/min升溫至550~700℃，經持溫反應後降溫，其中不同階段的持溫時間為0-60分鐘。
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| TW101114945A TW201344944A (zh) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | 一種利用硒化合物補償碇的高溫硒化技術應用於薄膜太陽能電池之黃錫礦與黃銅礦光吸收層之製作 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101114945A TW201344944A (zh) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | 一種利用硒化合物補償碇的高溫硒化技術應用於薄膜太陽能電池之黃錫礦與黃銅礦光吸收層之製作 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201344944A true TW201344944A (zh) | 2013-11-01 |
Family
ID=49990332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW101114945A TW201344944A (zh) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | 一種利用硒化合物補償碇的高溫硒化技術應用於薄膜太陽能電池之黃錫礦與黃銅礦光吸收層之製作 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TW201344944A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113380924A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-09-10 | 南开大学 | 一种铜基薄膜太阳电池吸收层成分调控的方法及制备得到的太阳电池 |
-
2012
- 2012-04-26 TW TW101114945A patent/TW201344944A/zh unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113380924A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-09-10 | 南开大学 | 一种铜基薄膜太阳电池吸收层成分调控的方法及制备得到的太阳电池 |
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