专利名称：不含界面活性剂的铜铟镓硒浆料调配方法
技术领域：
本发明涉及一种铜铟镓硒浆料调配方法，尤其涉及一种不含界面活性剂或接着剂 的铜铟镓硒浆料调配方法。
背景技术：
近年来，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，其中太 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，无不倾注大量 研发经费及政策性补贴，以扶植本地的太阳能电池产业，使得全球太阳能产业的发展非常 快速。第一代太阳能模块包括单晶硅和多晶硅的太阳能模块，虽然光电转换效率高且量 产技术成熟，但因为材料成本高，且硅晶圆常因半导体工业的需求而货源不足，影响后续的 量产规模。因此，包含非晶硅薄膜、铜铟镓硒薄膜和碲化镉薄膜的第二代的薄膜太阳能模 块，在近几年已逐渐发展并成熟，其中又以铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池的转换效率最高 (单元电池可高达20%而模块约14% )，因此特别受到重视。参阅图1，为现有技术铜铟镓硒太阳能电池结构的示意图。如图1所示，现有技术 的铜铟镓硒太阳能电池结构包括基板10、第一导电层20、铜铟镓硒吸收层30、缓冲层40、绝 缘层50以及第二导电层60，其中基板10可为玻璃板、铝板、不绣钢板或塑料板，第一导电 层20 —般包括金属钼，当作背面电极，铜铟镓硒吸收层30包括适当比例的铜、铟、镓及硒， 当作P型薄膜，为主要的光线收收层，缓冲层40可包括硫化镉(CdS)，当作η型薄膜，绝缘 层50包括氧化锌(ZnO)，用以提供保护，第二导电层60包含氧化锌铝(Ζη0:Α1)，用以连接 正面电极。上述铜铟镓硒太阳能电池的制造方法主要依据CIGS吸收层的制造环境而分成真 空制造过程及非真空制造过程。真空制造过程包括溅镀法或蒸镀法，缺点是投资成本较高 且材料利用率较低，因此整体制作成本较高。非真空制造过程包括印刷法或电沉积法，缺点 是技术仍不成熟，仍无较大面积的商品化产品。不过非真空制造过程仍具有制造设备简单 且制造过程条件容易达成的优点，而有相当的商业潜力。铜铟镓硒吸收层的非真空制造过程是先调配CIGS浆料或墨水(Ink)，用以涂布到 钼层上。参阅图2，为现有技术铜铟镓硒浆料调配方法的流程图。如图2所示，现有技术的 铜铟镓硒浆料调配方法由步骤SlO开始，以适当比例混合含铜、铟、镓及硒的二成份、三成 份或四成份粉末以形成原始含铜铟镓硒混合粉末，再经步骤S20，添加适当比例的溶剂，并 进行搅拌以形成原始铜铟镓硒浆料，最后在步骤S30中，添加接着剂或界面活性剂，如硅烷 类，以提高铜铟镓硒吸收层和钼背面电极的接着性，并进行搅拌混合以形成最后铜铟镓硒 浆料。 上述现有技术的缺点是，接着剂或界面活性剂可能会残留在最后的铜铟镓硒吸收 层内，造成铜铟镓硒吸收层的含碳量和含氧量偏高，影响铜铟镓硒吸收层的光吸收特性，甚至影响效率。
发明内容
本发明针对现有技 术的弊端，提供一种不含界面活性剂的铜铟镓硒浆料调配方法。本发明所述的不含界面活性剂的铜铟镓硒浆料调配方法，舍弃用以产生接着性的 界面活性剂，藉以调配一铜铟镓硒浆料，用以在一基板的一钼层上形成一铜铟镓硒吸收层， 该方法包括以一铜铟镓硒配方比例，混合含铜、铟、镓及硒的二成份、三成份或四成份粉末以 形成原始含铜铟镓硒混合粉末；以一第一硒粉末比例，在该原始铜铟镓硒混合粉末中添加硒粉末，并进行混合，以 形成一最后铜铟镓硒混合粉末；以及在该最后铜铟镓硒混合粉末中添加溶剂，并进行搅拌混合，以形成该铜铟镓硒浆 料。本发明所述的不含界面活性剂的铜铟镓硒浆料调配方法，藉额外的硒粉末取代界 面活性剂或接着剂，而使铜铟镓硒吸收层对钼层形成稳定的接着力，同时维持铜铟镓硒吸 收层中的硒含量不会降低(硒/铜比例约2/1)，所以不会影响CIGS吸收层的光吸收特性及 转换效率。
图1为现有技术中铜铟镓硒太阳能电池结构的示意图。图2为现有技术铜铟镓硒浆料调配方法的流程图。图3为本发明所述不含界面活性剂的铜铟镓硒浆料调配方法的流程图。
具体实施例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。本发明所述不含界面活性剂的铜铟镓硒浆料调配方法所调配的铜铟镓硒浆料，舍 弃用以产生接着性的界面活性剂，而在基板的钼层上形成铜铟镓硒吸收层，供制造铜铟镓 硒太阳能电池用。参阅图3，为本发明所述不含界面活性剂的铜铟镓硒浆料调配方法的流程图。如 图3所示，本发明的不含界面活性剂的铜铟镓硒浆料调配方法由步骤SlOO开始、先计算需 求铜铟镓硒配方比例，混合含铜、铟、镓及硒的二成份、三成份或四成份粉末以形成原始含 铜铟镓硒混合粉末，接着在步骤SllO中，以第一硒粉末比例，添加额外的硒粉末至原始含 铜铟镓硒混合粉末中，使粉末中的硒比例提高至硒/铜比例大于2，并进行混合以形成最后 铜铟镓硒混合粉末，最后在步骤S120中，添加溶剂至最后铜铟镓硒混合粉末中，并进行搅 拌混合以形成所需的铜铟镓硒浆料。由于步骤SllO中额外添加的硒粉末会使后续的铜铟镓硒吸收层对钼层产生额外 的稳定接着力，因此本发明不需接着剂或界面活性剂。
铜铟镓硒配方比例所包含的铜、铟、镓及硒的比例为铜铟镓硒的摩尔比例 等于1.0 0.7 0.3 2.0。第一硒粉末比例为使最后铜铟镓硒混合粉末所包含的铜、 铟、镓及末的比例为铜铟镓硒的摩尔比例等于1.0 0.7 0.3 X，且X为2.0至 4.0之间，硒粉末的比例太低时，没有接着效果，硒粉末的比例太高时，反而降低铜铟镓硒吸 收层对钼层所产生的接着力，因此硒粉末的比例需控制于上述的较佳范围。基板可为玻璃板、铝板、不绣钢板或塑料板，而溶剂包括纯水、醇类、醚类以及酮类 的至少其中之一或混合两种以上的溶剂。
以上所述仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式 上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括 在本发明意图保护的范畴。
权利要求
1.一种不含界面活性剂的铜铟镓硒浆料调配方法，舍弃用以产生接着性的界面活性 剂，藉以调配一铜铟镓硒浆料，用以在一基板的一钼层上形成一铜铟镓硒吸收层，其特征在 于，该方法包括以一铜铟镓硒配方比例，混合含铜、铟、镓及硒的二成份、三成份或四成份粉末以形成 原始含铜铟镓硒混合粉末；以一第一硒粉末比例，在该原始铜铟镓硒混合粉末中添加硒粉末，并进行混合，以形成 一最后铜铟镓硒混合粉末；以及在该最后铜铟镓硒混合粉末中添加溶剂，并进行搅拌混合，以形成该铜铟镓硒浆料。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该铜铟镓硒配方比例所包含的铜、铟、镓及 硒的比例为铜铟镓硒的摩尔比例等于1. 0 0.7 0.3 2. 0。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一硒粉末比例为使最后铜铟镓硒混合 粉末所包含的铜粉末、铟粉末、镓粉末及硒粉末的比例为铜铟镓硒的摩尔比例等于 1.0 0.7 0.3 X，且 X 为 2.0 至 4.0 之间。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该基板为玻璃板、铝板、不绣钢板或塑料板。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该溶剂包括纯水、醇类、醚类以及酮类的至 少其中之一或混合两种以上的溶剂。
全文摘要
本发明公开了一种不含界面活性剂的铜铟镓硒浆料调配方法，步骤包括混合含铜、铟、镓及硒的二成份、三成份或四成份粉末以形成原始含铜铟镓硒混合粉末，接着再额外添加适当比例的硒粉末，并进行混合以形成最后铜铟镓硒混合粉末，最后添加溶剂并进行搅拌混合，以形成具最佳铜铟镓硒比例的铜铟镓硒浆料，因此藉额外的硒粉末取代界面活性剂或接着剂，而使铜铟镓硒吸收层对钼背面电极形成稳定的接着力，同时维持铜铟镓硒吸收层中的硒含量不会降低，所以不会影响铜铟镓硒吸收层的光吸收特性及转换效率。
文档编号H01L31/18GK102091778SQ20091025048
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者陈文仁 申请人:正峰新能源股份有限公司