[发明专利]一种靶材材料的制备方法

摘要

本发明目的是提供一种制备缓冲层氧化锌硫靶材的方法，由氧化锌为主、添加硫化镁锌及添加第三种氧化物等，控制缓冲层载子浓度，能做出更好PN特性，并首创使用注浆成型加中高温烧结的方式来制作此种多元氧化物的靶材，提高靶材均匀性及致密度，延长靶材寿命及增加利用率，提高溅镀薄膜质量及性能，经由成分的设计与靶材质量的提高，提升了CIGS太阳能电池的转换效率，降低生产成本，满足了量产的需求。

主权项

一种制备缓冲层氧化锌硫靶材的方法，其特征为：将氧化锌中添加硫化锌10.0‑45.0wt%,或继续添加第三种氧化物形成粉末材料，再与氧化锆球、纯水、分散剂研磨充分混合，其质量比为：粉末材料: 氧化锆球:纯水:分散剂=0.8‑1.2:2.5‑3.5:0.20‑0.30:0.005；研磨4‑24小时后形成浆料，然后将浆料灌入多孔性模具中，经过12‑36小时的干燥后,脱膜形成多元氧化物与硫化物混合的理论密度为5.0‑5.2 g/cm3的胚体，然后经过800‑1200℃和3‑24小时的烧结，即形成溅镀用高密度靶材胚体，经切割与表面研磨成真空磁控溅镀用靶材，以阿基米得法量测靶材密度；以玻璃为基材，放入真空磁控溅镀机中，首先真空抽气系统将溅镀腔体背景压力抽至0.7×10‑5‑0.9×10‑5 torr后，利用氩气当作工作气体，透过节流阀将通入氩气控制溅镀腔体的工作压力为2×10‑3‑5×10‑3torr，先以DC电源溅镀第一层500‑800nm厚的Mo薄膜，然后共蒸镀制造第二层1500‑2000nm厚的CIGS吸收层薄膜，接着镀制第三层薄膜，以真空抽气系统将溅镀腔体背景压力抽至0.7×10‑5‑0.9×10‑5 torr后，利用氩气当作工作气体，透过节流阀将通入氩气控制溅镀腔体的工作压力为2×10‑3‑5×10‑3torr，以RF电源功率进行溅镀制程，制得薄膜厚度80‑150nm透明缓冲层氧化锌硫薄膜，第四层使用脉冲DC电源及AZO靶材镀制600‑1000nm厚的透明导电膜，即完成CIGS太阳能电池的主要结构的薄膜制作，网印最上层银浆电极后进行转换效率测试；分散剂为18‑22g/L的聚丙烯酸钠水溶液；第三种氧化物为氧化硅0.1‑2.0wt%、氧化铋0.1‑2.0wt%、氧化钒0.1‑2.0wt%、氧化铝0.1‑2.0wt%、氧化镓0.1‑2.0wt%、氧化硼0.1‑2.0wt%中的任意一个。