[发明专利]化合物薄膜太阳能电池的制作方法及制作的太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种化合物薄膜太阳能电池的制作方法及由此方法制得的太阳能电池，尤指一种可达到制程快速、无毒、良率佳以及可制成较大面积功效的太阳能电池。

背景技术

一般已用化合物薄膜太阳能的吸收材料层，其制作时具有三阶段，第一阶段是加入铟、镓及硒，之后于进入第二阶段时加入铜及硒，当进入第三阶段时加入铟、镓及硒，藉以利用该三阶段制成化合物薄膜太阳能的吸收材料层（如：美国专利US 5,436,204所示）。

然，以上述已知的三阶段而言，其各阶段的步骤中是以非固定温度的方式进行，由于各阶段的温度不是固定的，因此，于进行控制时，温度是具有变化性的，如此，当温度固定以后若要再加以升温时，便会有温度难以控制的状态发生，导致工作温度不易受到控制，而造成诸多状况，严重影响其制作过程的良率，再者更会因如此复杂不易控制的操作温度，而有不易作成大面积的情形，使得化合物薄膜太阳能的吸收材料层无法量产。

另一已知的方式是于进行溅镀后，再进行硒化与硫化（如：美国专利US 5,981,868所示，其硒化的过程是在做事后的热扩散时才进行），但此方式会有毒物产生，较不环保且安全性亦相对较差，而且其制作过程的时间约8小时～12小时，再者由于两种已知的方式会因制作过程步骤的不同有真空及无真空状态，或以蒸镀方式进行制作，不但造成功时及功序上的浪费，更会使结构材料的特性较差。

有鉴于此，本案的发明人特针对前述已知发明问题深入探讨，并藉由多年从事相关产业的研发与制造经验，积极寻求解决之道，经过长期努力的研究与发展，终于成功地开发出本发明，藉以改善已知技术的种种问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种化合物薄膜太阳能电池的制作方法及制作的太阳能电池，可达到制程快速、无毒、良率佳以及可制成较大面积的功效。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种化合物薄膜太阳能电池的制作方法，该太阳能电池的制作包括双渐层结构的吸收材料层的制作，该吸收材料层是于真空腔体内在500-600℃以溅镀方式配合持续通入的硒蒸气进行制作，其特点是：该吸收材料层的制程包括三阶段，第一阶段是于正规化功率0.35W±10%与0.5W±10%时分别导入铟（In）及铜镓（CuGa），而铟（In）与铜镓（CuGa）的掺杂浓度比例为3.5：5；第二阶段是于正规化功率0.1W±10%、0.2W±10%与0.75W±10%时分别导入铜镓（CuGa）、铜（Cu）及铟（In），而该铜镓（CuGa）、铜（Cu）与铟（In）的掺杂浓度比例为1：2：7.5；第三阶段是于正规化功率0.35W±10%与0.5W±10%时分别导入铟（In）及（CuGa），而该铟（In）与铜镓（CuGa）的掺杂浓度比例为3.5：5。

于本发明上述的实施例中，该第一阶段占总制作过程的时间为45%±20%。

于本发明上述的实施例中，该第二阶段占总制作过程的时间为50%±20%。

于本发明上述的实施例中，该第三阶段占总制作过程的时间为5%±5%。

本发明的吸收材料层还可为单层结构，其单层吸收材料层的制作方法：其控制条件为单阶段，该阶段是于正规化功率0.35W±10%与0.5W±10%时分别导入铟（In）及铜镓（CuGa），而铟（In）与铜镓（CuGa）的掺杂浓度比例为3.5：5。

上述的实施例中，该阶段占总制作过程的时间为100%。

采用上述方法制作的太阳能电池包含有钠玻璃基板、设于钠玻璃基板上的钼（Mo）材料层、设于钼（Mo）材料层上的吸收材料层、设于吸收材料层上的硫化镉（CdS）材料层、设于硫化镉（CdS）材料层上的氧化锌（ZnO）材料层、及设于氧化锌（ZnO）材料层上的透明导电层（AZO）。

于本发明的另一实施例中，采用上述方法制得的太阳能电池包含有不锈钢基板、设于不锈钢基板上的铬（Cr）材料层、设于铬（Cr）材料层上的钼钠（MoNa）材料层、设于钼钠（MoNa）材料层上的钼（Mo）材料层、设于钼（Mo）材料层上的吸收材料层、设于吸收材料层材料层上的硫化镉（CdS）材料层、设于硫化镉（CdS）材料层上的氧化锌（ZnO）材料层、及设于氧化锌（ZnO）材料层上的透明导电层（AZO）。

如此，无论是本发明吸收材料层的双渐层结构还是单层结构，运用于太阳能电池时均可达到较佳的光电转换效率，具有制作过程快速、无毒、良率佳以及可制成较大面积的功效。

附图说明：

图1是本发明的化合物薄膜太阳能电池示意图。