[发明专利]大规模CIGS基薄膜光伏材料的钠溅射掺杂方法

权利要求书

1.一种对薄膜光伏材料进行钠掺杂的方法，所述方法包括：

提供至少一个具有表面的衬底和覆盖所述表面的氧化物材料；

在所述氧化物材料上方形成金属电极材料；

至少使用包含4-12wt％的Na₂SeO₃化合物物质和88-96wt％铜-镓物质的第一靶材器件实施溅射沉积过程，以形成第一前体材料，所述铜-镓物质的特征在于第一Cu-Ga组成比；

形成覆盖所述第一前体材料的第二前体材料，所述第二前体材料包含使用第二靶材器件沉积的铜物质和镓物质，所述第二靶材器件具有基本上等于所述第一Cu-Ga组成比的第二Cu-Ga组成比；

形成第三前体材料，所述第三前体材料包含覆盖所述第二前体材料的铟材料；以及

至少利用气态硒物质，将至少所述第一前体材料、所述第二前体材料、和所述第三前体材料经受至少一种热反应处理，以导致形成吸收剂材料，所述吸收剂材料包含钠物质且铜与铟-镓原子比为约0.9。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底包含钠钙玻璃衬底。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述氧化物材料包含氧化硅或氧化钛作为扩散隔层。

4.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述金属电极材料包含溅射沉积双层钼材料。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一靶材器件包含约8wt％的Na₂SeO₃化合物物质和92wt％的铜物质和镓物质，并且Cu-Ga的所述第一组成比的范围是80∶20到85∶15。

6.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述第一靶材器件实施溅射沉积过程包含将所述第一靶材器件设置在直列腔室的第一隔间中。

7.根据权利要求6所述的方法，其中使用所述第一靶材器件实施溅射沉积过程进一步包含使用约1.75kW的DC磁控管功率，控制约200sccm的氩气流进入所述第一隔间。

8.根据权利要求6所述的方法，其中形成第二前体材料包含使用所述第二靶材器件实施溅射沉积过程，所述第二靶材器件设置在所述直列腔室的与所述第一隔间分离的第二隔间中。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二靶材器件包含99.9％的Cu-Ga物质，所述Cu-Ga物质经受约4kW的DC磁控管功率，其中约170sccm的氩气流入所述第二隔间。

10.根据权利要求6所述的方法，其中形成第三前体材料包含使用铟靶材器件，所述铟靶材器件包含99.99％的设置在所述直列腔室的第三隔间中的In。

11.根据权利要求10所述的方法，其中形成第三前体材料进一步包含使用约9.2kW的DC磁控管功率，并控制约100sccm的氩气流进入所述第三隔间。

12.根据权利要求1所述的方法，其中形成第三前体材料进一步包含形成所述铟材料使其厚度达到与所述第一前体材料和所述第二前体材料的结合厚度成比例，以使所述吸收剂材料中铜与结合的铟-镓原子比的范围为0.85到0.95。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种热反应处理是在温度从室温上升到约500摄氏度以上或更高的熔炉中实施。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种热反应处理进一步包含使用液体硫物质以便至少部分地替换所述气态硒物质。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸收剂材料包含CuInSe₂、CuIn(Ga)Se₂、CuInGaSe_xS_1-x、CuIn(Ga)S₂。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述吸收剂材料包含约5x10¹⁶原子/cm²的钠原子浓度。