[发明专利]制造半导体层的方法和装置

权利要求书

1.一种制造作为薄层太阳能电池的吸收层的Cu(In,Ga)(Se,S)₂半导体层的方法，通过在载有反接触层的基底上离析出铜、铟、镓、硒和硫来实现，

其特征在于，在涂层室中，在基底上这样来构建吸收层，即，首先生成1×10^-6和1×10^-4mbar之间的真空,将基底加热至200至600℃的温度；

在金属蒸发源（1）中蒸发铜、铟和/或镓或者其硫族化合物，金属蒸汽射线在基底上这样进行聚焦，即，使金属蒸汽射线冲击基底表面；

硒和/或硫由硫族低能量宽放射离子源离子化溢出，并使射线这样聚焦在基底表面而发生冲击，即，使硒和/或硫射线与金属蒸汽射线相重叠；

除了硫族离子，还由低能量宽放射离子源（2）提取出电子，这些电子在涂层室中的分布同样与金属蒸汽射线相重叠，并且同样导致离子化和/或激化；

其中，由于通过硫族离子射线引入的能量导致离析出所希望的吸收层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，作为反接触层，钼层具有0.5至2μm的厚度，金属组分铜与铟和/或镓的比例位于0.81至0.95之间，硒粒子的能量在10至500eV之间进行选择，基底的温度在离析阶段位于400至550℃。

3.根据一项或多项前述权利要求所述的方法，其特征在于，铜全部或部分地用银来置换，镓或铟全部或部分地用铝来置换，硒全部或部分地用硫或碲来置换。

4.根据一项或多项前述权利要求所述的方法，其特征在于，通过使用低能量宽放射离子源，用惰性气体运行，作为前导层离析出铜、铟和/或镓，并在第二步中受到硫族离子射线冲击的条件下才生成Cu(In,Ga)(Se,S)₂吸收层。

5.根据一项或多项前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述基底在离析过程中是可运动的。

6.根据一项或多项前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述基底是挠性的。

7.根据一项或多项前述权利要求所述的方法，其特征在于，必要时将额外的利用等离子源的等离子激化装置装入涂层室，用来支持金属组分的离子化和/或激化。

8.根据一项或多项前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述基底或金属反接触层通过包括高频电压在内的直流或交流电压来预置电压。

9.根据一项或多项前述权利要求所述的方法，其特征在于，为支持所述的离析过程，使用氢、氮、氩或氦。

10.根据一项或多项前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述金属组分在冲击涂层系统之前已经作为二元化合物（例如Cu₂Se或In₂Se₃）存在。

11.一种离析出薄层太阳能电池的Cu(In,Ga)(Se,S)₂吸收层的装置，其包括真空涂层室、用于蒸发金属组分的蒸发装置，其特征在于，在真空涂层室中设置有至少一个用于提供硫族组分的低能量宽放射离子源；实现了来自于蒸发装置的金属蒸汽射线和来自于低能量宽放射离子源的离子射线的重叠，而低能量宽放射离子源具有提取光学器件，所述提取光学器件除了提取离子外还能提取电子。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，额外地这样设置一个等离子源，即，能够实现金属组分额外的激化和/或离子化。

13.根据权利要求11和12所述的装置，其特征在于，存在一个加热装置，用于对基底进行加热。

14.根据权利要求11、12和13的任意一项所述的装置，其特征在于，所述低能量宽放射离子源是孔状源、具有多孔格栅系统或具有孔或缝光圈的线状源。