[发明专利]非真空制作铜铟镓硒浆料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜铟镓硒浆料调配方法，尤其涉及一种在非真空环境下制作铜铟镓硒浆料的方法。

背景技术

随国际油价高涨及环保意识的抬头，绿色能源已成为新能源主流，而太阳能电池又因取自太阳的稳定辐射能，来源不会枯竭，因此更为各国所重视，其中又以铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池的转换效率最高，比如单元电池可高达20％而模块约为14％，因此特别受到重视。

铜铟镓硒吸收层为CIGS太阳能电池的主要结构，用以进行光吸收及光电转换，而现有技术的制作方法是使用真空制程，因此近年来，非真空制程的开发越加受到重视，其中最常用的非真空制程是使用包含铜、铟、镓、硒或包含铜、铟、镓、硒、硫的浆料或墨水(Ink)，经涂布到钼层上后，再加热烘干而形成所需的铜铟镓硒吸收层或铜铟镓硒(硫)吸收层。

然而上述现有技术的缺点是，为使吸收层能接着在钼层上，浆料或墨水必须添加界面活性剂及接着剂，而界面活性剂和接着剂可能会残留在吸收层中，使得吸收层的含碳量和含氧量偏高，严重影响吸收层的光吸收特性及光电转换效率。

上述现有技术的另一缺点是，调配浆料是使用具有单一平均粒径含IB、IIIA及VIA族元素的二成份或三成份或四成份粉末，会造成光吸收层中不同粉末之间的堆积不够致密，导致光吸收层的空隙过大，而影响光吸收特性及光电转换效率。因此，需要一种在非真空下使用不同平均粒径含IB、IIIA及VIA族元素的二成份或三成份或四成份粉末，并且不需添加界面活性剂及接着剂而能降低光吸收层空隙的浆料制作方法，以解决上述现有技术的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提供一种非真空制作铜铟镓硒浆料的方法。

本发明所述非真空制作铜铟镓硒浆料的方法，包括混合具不同平均粒径且含有IB、IIIA及VIA族元素的二成份或三成份或四成份粉末，形成原始混合粉末，再额外添加VIA族元素粉末并进行混合，以形成最后混合粉末，接着添加溶剂并进行搅拌，以形成所需的铜铟镓硒浆料或铜铟镓硒(硫)浆料，其中IB族元素包括铜，IIIA族元素包括铟或镓或铟镓混合材料，而VIA族元素包括硒或硫或硒硫混合材料，且额外添加的VIA族元素粉末包括硒或硫或硒硫混合材料，可选用具第一平均粒径的粉末及具第二平均粒径的粉末，且第二平均粒径为第一平均粒径的30％以下，以降低吸收层的空隙，增加致密度，提高光吸收特性及光电转换效率。

附图说明

图1为本发明非真空制作铜铟镓硒浆料的方法的示意图。

具体实施方式

以下配合说明书附图对本发明的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。

本发明的方法是在非真空下不需界面活性剂及接着剂而制作铜铟镓硒浆料或铜铟镓硒(硫)浆料，可涂布在钼层上而形成铜铟镓硒太阳电池的吸收层，用以进行光吸收及光电转换。

参阅图1，为非真空制作铜铟镓硒浆料的方法的示意图。如图1所示，本发明的非真空制作铜铟镓硒浆料的方法由步骤S10开始，首先在步骤S10中，依据配方比例，混合具不同的平均粒径且含IB、IIIA及VIA族元素的二成份或三成份或四成份粉末，以形成原始混合粉末。

上述配方比例所包含的IB、IIIA及VIA族元素的比例，是以摩尔比例表示成1.0∶1.0∶2.0，其中IB族元素包括铜，IIIA族元素可为铟或镓或铟镓混合材料，另外，VIA族元素可为硒或硫或硒硫混合材料。因此，原始混合粉末可包含铜、铟、镓及硒，或可包含铜、铟、镓、硒及硫。上述包含IB、IIIA及VIA族元素的粉末的平均粒径至少包括第一平均粒径及第二平均粒径，且第二平均粒径为第一平均粒径的30％以下，藉以降低粉末之间的空隙。例如，选取第一平均粒径为100nm时，则第二平均粒径为30nm以下。

接着在步骤S20中，以第一VIA族元素比例，再添加额外的VIA族元素粉末至原始混合粉末中，使原始混合粉末中的VIA族元素比例提高至大于2倍的IB族元素比例，并进行混合以形成最后混合粉末。额外的VIA族元素粉末可包括硒或硫或硒硫混合材料的至少其中之一。

第一VIA族元素的比例是使最后混合粉末所包含的IB、IIIA及VIA族元素的比例以摩尔比例表示成1.0∶1.0∶X，其中X为2.0至4.0之间。含VIA族元素的粉末的比例太低时，对钼层没有接着效果，而含VIA族元素粉末的比例太高时，反而会降低对钼层的接着力，因此含VIA族元素粉末的比例需控制于上述的较佳范围。