[发明专利]浆料与太阳能电池之吸光层的形成方法

说明书

技术领域

本发明系关于太阳能电池，更特别关于形成其吸光层之浆料组成。

背景技术

CIGS镀膜技术主要可分为共蒸镀(Co-evaporation)、溅镀(Sputtering)等真空制程技术，以及涂布(Coating)、化学喷洒热解法(Chemical spray pyrolysis)、电沉积(Electrodeposition)等非真空制程技术。真空制程的设备及其维护费昂贵，虽然光电转换效率高但也有高成本的问题。非真空制程技术具有低设备成本及高材料使用率的优点，在量产上相当具有优势及潜力，因此许多公司及研究机构积极地投入非真空制程技术。非真空制程当中化学喷洒热解法因致密性较差及材料使用率较低等缺点，近来已较少使用。电镀法经常遭遇镀膜均匀性不佳及气泡等问题，因此投入的厂商较少。涂布制程是最被看好，且投入厂商也最多的技术。

目前以涂布制程制备铜铟镓硒太阳能电池吸收光层的流程大致可归纳为三步骤：前驱物浆料的制备、以湿式涂布法将浆料镀于钼基材上、再以高温硒化方式将前驱物内的元素或化合物反应成铜铟镓硒薄膜。前驱物浆料的形式大致可分为粒子型及溶液型，不论形式为何，都需透过高温反应形成铜铟镓硒化合物，因此现有的技术当中大都需制备二个以上的前驱物以制备吸光层。虽然高温反应方式所得的铜铟镓硒薄膜效率已验证，但前驱物制备繁杂且费时，且高温反应时很难避免杂相生成而难以掌控薄膜的组成。

综上所述，目前亟需新的浆料形成太阳能电池的吸光层，以克服前述多重前驱物浆料的问题。

发明内容

本发明一实施例提供一种浆料，包括：1重量份之掺杂锑之铜铟镓硒纳米颗粒；0.05至0.15重量份之分散剂；以及4至7重量份之有机溶剂，其中掺杂锑之铜铟镓硒纳米颗粒藉由分散剂悬浮于有机溶剂中。

本发明一实施例提供一种太阳能电池之吸光层的形成方法，包括：提供基板，形成背面电极层于基板上；将上述之浆料施加于背面电极层上；加热以移除有机溶剂形成前驱物层；以及热处理前驱物层以形成吸光层。

附图说明

图1系本发明一实施例中，掺杂锑之铜铟镓硒(CIGS:Sb)合金粉体与硒化锑(Sb₂Se₃)之XRD比较图；

图2系本发明一实施例中，掺杂锑之铜铟镓硒(CIGS:Sb)合金粉体与硒化锑(Sb₂Se₃)之Ramman比较图；以及

图3系本发明一实施例中，不同In/Ga含量的掺杂锑之铜铟镓硒(CIGS:Sb)的XRD比较图。

具体实施方式

本发明一实施例提供一种浆料，包括：1重量份之掺杂锑之铜铟镓硒纳米颗粒；0.05至0.15重量份之分散剂；以及4至7重量份之溶剂，其中掺杂锑之铜铟镓硒纳米颗粒藉由分散剂悬浮于有机溶剂中。若有机溶剂之用量过多，则浆料的固含量易过低，不利于涂布制程。若有机溶剂之用量过低，则浆料黏度易过高，涂布易出现龟裂问题。若分散剂之用量过低，浆料中掺杂锑之铜铟镓硒(CIGS:Sb)纳米颗粒易于聚集而无法有效分散。若分散剂之用量过高，则浆料过于黏稠导致涂布不易，且后续加热形成吸光层的步骤中难以移除分散剂而易有残碳问题。

上述CIGS:Sb之组成如式1所示：

Cu_1-x(In_1-yGa_y)Se_2+z:Sb_w    (式1)

在式1中，0≤x≤0.2，0.1≤y≤0.9，0≤z≤0.2，且0＜w≤0.2。依化学计量秤取铜粉、铟粉、硒粉、含结晶水之硝酸镓、及硒化锑置入高压反应器中，搭配有机溶剂进行反应，即可得式1之产物。由于锑(Sb)有助熔融长晶的效果，因此含有CIGS:Sb之前驱层在热处理后能形成黄铜矿结构的吸光层。另一方面，先形成式1之CIGS:Sb浆料可简化多重前驱物的制备流程，且CIGS:Sb的稳定性高，不易在热处理时发生元素比例的变化，较易控制吸光层之组成。