[发明专利]用于产生掺杂有钠的五元化合物半导体CZTSSE的方法

摘要

本发明关于一种用于产生分层堆叠以用于制造具有Cu₂ZnSn(S,Se)₄类型的化合物半导体的薄膜太阳能电池的方法，包括以下步骤：提供衬底；在所述衬底上沉积阻挡层，所述阻挡层包括被适配成阻止碱金属的扩散的材料；在所述阻挡层上沉积电极层；沉积包括金属铜、锌和锡的第一前体层；在所述第一前体层上沉积包括从硫和硒中选择的至少一个硫属元素的第二前体层；使所述前体层退火以结晶化所述化合物半导体；在所述第一和第二前体层的退火期间供应至少一种工艺气体，其中（i）在硫或者硒被包含在所述第二前体层中的情况下，另一硫属元素和/或包含另一硫属元素的化合物被包含在所述工艺气体中，或者（ii）在硫和硒被包含在所述第二前体层中的情况下，硫和/或硒和/或包含硫的化合物和/或包含硒的化合物被包含在所述工艺气体中；（i）在所述前体层的所述退火之前在所述前体层和/或所述电极层上，（ii）在所述前体层的所述退火期间在所述前体层上，和/或（iii）在所述前体层的退火之后在所述化合物半导体上沉积元素钠和/或含钠化合物，其中所述化合物半导体以这样的方式产生以使得获得在所述化合物半导体的第一边界面和第二边界面之间的明确的钠和硫深度分布。

主权项

一种用于产生分层堆叠（3）以用于制造具有Cu₂ZnSn(S, Se)₄类型的化合物半导体（6）的薄膜太阳能电池（1）的方法，包括以下步骤：‑提供衬底（2）；‑在所述衬底（2）上沉积阻挡层（4），所述阻挡层（4）包括被适配成阻止碱金属的扩散的材料；‑在所述阻挡层（4）上沉积电极层（5）；‑沉积包括金属铜、锌和锡的第一前体层；‑在所述第一前体层上沉积包括从硫和硒中选择的至少一个硫属元素的第二前体层；‑使所述前体层退火以结晶化所述化合物半导体（6）；‑在所述第一和第二前体层的退火期间供应至少一种工艺气体，其中（i）在硫或者硒被包含在所述第二前体层中的情况下，另一硫属元素和/或包含另一硫属元素的化合物被包含在所述工艺气体中，或者（ii）在硫和硒被包含在所述第二前体层中的情况下，硫和/或硒和/或包含硫的化合物和/或包含硒的化合物被包含在所述工艺气体中；‑如下沉积元素钠和/或含钠化合物（i）在所述前体层的所述退火之前在所述前体层和/或所述电极层上，（ii）在所述前体层的所述退火期间在所述前体层上，和/或（iii）在所述前体层的退火之后在所述化合物半导体（6）上；其中所述化合物半导体（6）以这样的方式产生以使得获得在所述化合物半导体（6）的第一边界面（11）与第二边界面（12）之间的以下钠深度分布之一，所述第一边界面（11）比所述第二边界面（12）更远离所述衬底（2）：（i）钠含量在所述第一边界面（11）处最大并且朝向所述第二边界面（12）连续减小以在所述第二边界面（12）处最小，（ii）钠含量在所述第一边界面（11）处最小并且朝向所述第二边界面（12）连续增大以在所述第二边界面（12）处最大，（iii）钠含量在所述第一边界面（11）处具有第一最大值，朝向所述第二边界面（12）减小以具有最小值，并且朝向所述第二边界面（12）增大以具有第二最大值，（iv）钠含量在所述第一边界面（11）处具有第一最小值，朝向所述第二边界面（12）增大以具有最大值，并且朝向所述第二边界面（12）减小以具有第二最小值；并且其中所述化合物半导体（6）以这样的方式产生以使得获得在所述化合物半导体（6）的所述第一边界面（11）与所述第二边界面（12）之间的以下硫深度分布之一：（i）硫含量在所述第一边界面（11）处最大并且朝向所述第二边界面（12）连续减小以在所述第二边界面（12）处最小，（ii）硫含量在所述第一边界面（11）处最小并且朝向所述第二边界面（12）连续增大以在所述第二边界面（12）处最大，（iii）硫含量在所述第一边界面（11）处具有第一最大值，朝向所述第二边界面（12）减小以具有最小值，并且朝向所述第二边界面（12）增大以具有第二最大值，（iv）硫含量在所述第一边界面（11）处具有第一最小值，朝向所述第二边界面（12）增大以具有最大值，并且朝向所述第二边界面（12）减小以具有第二最小值。