[发明专利]快速加热处理系统及其硫化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速加热处理系统及其硫化方法，特别涉及一种使用快速加热处理方式加热分别位于遮盖及背电极基板上且彼此相对的固态硫及硒物质的快速加热处理系统及其硫化方法。

背景技术

一般常见的利用快速加热处理(Rapid Thermal Process，RTP)方式以形成铜铟镓硒硫化合物层的硫化方法有三：使用硫化氢与铜铟镓硒化合物层进行取代反应、直接加热固态硫与硒物质及铜铟镓迭层，及通入硫蒸汽以与铜铟镓硒化合物层进行反应。

在使用硫化氢的硫化方法中，其使用快速加热处理方式加热形成有铜铟镓硒化合物层的背电极基板至一特定温度(例如500℃以上)，并通入硫化氢，借此，就可以使硫化氢与铜铟镓硒化合物层之间产生取代反应，进而形成铜铟镓硒硫化合物层，此方法的缺点为硫化氢为有毒气体及硫化氢与铜铟镓硒化合物层之间的取代反应时间过久。

在直接加热固态硫与硒物质及铜铟镓迭层的硫化方法中，由于固态硫会直接与铜铟镓迭层反应生成铜铟镓硫化合物层而产生硫扩散太多的现象，因此会导致电流大量下降及反应速率过快而不易控制的问题。

在使用硫蒸汽的硫化方法中，若是在快速加热处理制程初期就通入硫蒸汽，就会产生硫蒸汽附着在基板前驱物上，从而造成硫化不均匀的问题；若是在快速加热过程中通入硫蒸汽，就会导致所通入的硫蒸汽会在不同的温度下与铜铟镓硒化合物层进行反应，故也会造成硫化质量不稳定的问题；而若是改在已加热至一特定温度(例如500℃以上)后再通入硫蒸汽，则又会产生硫蒸汽与铜铟镓硒化合物层之间的反应时间过久的问题。

综上所述，目前常见的利用快速加热处理方式以形成铜铟镓硒硫化合物层的硫化方法均有着不同的制程问题，因此，如何设计出一可缩短制程时间及具有良好硫化质量的硫化方法即为现今太阳能产业所需努力的重要课题。

发明内容

本发明提供一种快速加热处理系统，包括一快速加热处理炉、一背电极基板，及一遮盖。所述快速加热处理炉包括一反应室及一加热装置。所述加热装置用来产生热能。所述背电极基板设置在所述反应室内且形成有一前趋物层及一硒物质，所述硒物质形成在所述前趋物层上。所述遮盖设置在对应所述背电极基板的所述硒物质的位置上且形成有一固态硫，以使所述固态硫与所述硒物质彼此相对。所述固态硫在吸收所述加热装置所产生的热能后，与所述硒物质及所述前趋物层反应以形成一光电转换层在所述背电极基板上。

所述遮盖可以设置在所述背电极基板的上方，以使所述固态硫与所述硒物质上下相对。

所述固态硫可以正相对于所述硒物质。

所述快速加热处理系统可以还包括一容置壳体，连接于所述遮盖，用来与所述遮盖形成一密闭空间以容置所述背电极基板。

所述遮盖可以由吸热材质所组成。

所述遮盖可以由石墨材质所组成。

所述前趋物层可以由铜、铟与镓物质组成。

所述光电转换层可以是一铜铟镓硒结构，且所述铜铟镓硒结构表面可以具有一铜铟镓硒硫薄膜。

本发明还提供一种用来在一背电极基板上形成一光电转换层的硫化方法，所述背电极基板上形成有一前趋物层，所述硫化方法包括分别形成一硒物质及一固态硫在所述前趋物层及一遮盖上、以所述硒物质及所述固态硫彼此相对的方式将所述背电极基板及所述遮盖设置在一快速加热处理炉内，及加热所述固态硫以与所述硒物质及所述前趋物层反应以形成所述光电转换层在所述背电极基板上。

以所述硒物质及所述固态硫彼此相对的方式将所述背电极基板及所述遮盖设置在所述快速加热处理炉内的步骤可以包括将所述背电极基板设置在所述快速加热处理炉内及将所述遮盖设置在对应所述背电极基板的所述硒物质的位置上，以使所述硒物质及所述固态硫彼此相对。

以所述硒物质及所述固态硫彼此相对的方式将所述背电极基板及所述遮盖设置在所述快速加热处理炉内的步骤可以包括将所述遮盖设置在对应所述背电极基板的所述硒物质的位置上，以使所述硒物质及所述固态硫彼此相对及将所述背电极基板及所述遮盖设置在所述快速加热处理炉内。

以所述硒物质及所述固态硫彼此相对的方式将所述背电极基板及所述遮盖设置在所述快速加热处理炉内的步骤可以包括提供一容置壳体、将所述背电极基板设置在所述容置壳体内、将所述遮盖设置在对应所述背电极基板的所述硒物质的位置上，以使所述硒物质及所述固态硫彼此相对、连接所述容置壳体及所述遮盖，以形成一密闭空间容置所述背电极基板，及传输容置有所述背电极基板的所述容置壳体及所述遮盖至所述快速加热处理炉内。