[发明专利]IBIIIAVIA族非晶相化合物的制造方法及其太阳能电池应用

说明书

技术领域

本发明是涉及一种IBIIIAVIA族非晶相化合物的制造方法，特别涉及应用于薄膜太阳能电池的IBIIIAVIA族非晶相前驱物的制造方法。 

背景技术

薄膜太阳能电池是目前许多研究团队所积极发展的先进技术。经过先前世界性的能源危机之后，各国无不积极寻找可利用的能源，而目前需求量最大的能源尤以电力为首当其冲。电力的发电系统以火力发电、水力发电和核能发电为主流，其中火力发电以石化原料作为燃料，对环境会造成相当程度的污染，如空气污染、酸雨及温室效应等相关的影响，更有存量上的顾虑。水力发电受限于地理位置，其实用性并不高，而核能发电过程中所产生的核废料，对环境上的冲击更是严重。因此如何寻找出无污染、实用性高且源源不绝的能源来源，一直是各个研究单位所投入的课题。太阳能是目前最具潜力的能源，它具有取之不尽、用之不竭的特性之外，对环境更不会造成威胁，也无特殊地理位置上的限制，应用范围广，可说是相当洁净且实用的再生能源。 

在薄膜太阳能电池的研究中，各研究团队的目的主要在于制造出具低成本、制备工艺简单及可大量生产的太阳能电池组件，其中以薄膜太阳能电池(Thin Film Solar Cell)最为适当，其种类依材料可分为非晶硅(amorphoussilicon)、碲化镉(CdTe)及硒化铜铟镓(CIGS)。由于以硒化铜铟镓(CIGS)作为吸收层的薄膜太阳能电池拥有相当高的转换效率19.9％、通过不同成分的组成可调整吸收层的能隙宽和p-n型半导体之间的改变，以及直接能带半导体材料中最佳的光学吸收系数等优点外，稳定度佳的硒化铜铟镓并无非晶硅材料的斯德柏勒-隆斯基效应及无碲化镉中所含剧毒的镉，因此许多研究团队致力于开发此材料。 

硒化铜铟镓太阳能电池吸收层薄膜的合成技术上，目前常见的有电化学沉 积(Electro-deposition)、喷雾裂解法(Spray Pyrolysis)、溅镀(Sputtering)与共蒸镀法(Co-evaporation)等。由于杂质的分布会影响硒化铜铟镓太阳能电池材料的品质进而影响薄膜太阳能电池的转换效率，因此在合成制备Cu(In，Ga)Se₂材料的同时，一般都选择在高真空(10^-4torr～10^-7torr)的环境中进行，以降低外来杂质的浓度，提高材料本质的纯度。由于真空制备工艺所需耗费的成本相对较高，目前许多研究团队朝向低成本的非真空制备工艺进行开发与研究。 

目前湿式涂布所用浆料的粉末合成方法有固态法(Solid State method)、水热/溶热法(Hydrothermal/Solvothermal method)、溶胶-凝胶法(Sol-gel method)、多元醇还原法(Polyol Reduction method)等一般常见的粉体制备方法。例如Bhattacharya(美国专利案号5,731,031)等人以化学水浴法(chemical bath)制备用以制造太阳能电池的结晶相粉体前驱物，如Cu_xSe_n(x＝1-2，n＝1-3)、Cu_xGa_ySe_n(x＝1-2，y＝0-1、n＝1-3)、Cu_xIn_ySe_n(x＝1-2.27，y＝0.72-2、n＝1-3)、Cu_x(InGa)_ySe_n(x＝1-2.17，y＝0.96-2、n＝1-3)及In_ySe_n(y＝1-2.3、n＝1-3)等。然而，目前合成湿式涂布所用浆料粉末均为结晶相，对粉末组成与粒径大小分布均匀性的控制相当困难，如何易控制粉末组成与粒径大小分布均匀性地合成产物为目前许多研究团队正积极发展的制备工艺。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种可对粉末组成与粒径大小分布均匀性易于控制地制造IBIIIAVIA族非晶相化合物的方法。 

本发明提供一种IBIIIAVIA族非晶相化合物的制造方法，包括：提供一混合溶液，其包含化学元素周期表的IB、IIIA、VIA族元素及上述组成元素的任意群组的溶液；加热该混合溶液；过滤该混合溶液；以及干燥该混合溶液以获得一IBIIIAVIA族非晶相粉体。