專利名稱：不含界面活性劑的銅銦鎵硒漿料調配方法
技術領域：
本發明涉及一種銅銦鎵硒漿料調配方法，尤其涉及一種不含界面活性劑或接著劑 的銅銦鎵硒漿料調配方法。
背景技術：
近年來，隨國際油價高漲及環保意識的抬頭，綠色能源已成為新能源主流，其中太 陽能電池又因取自太陽的穩定輻射能，來源不會枯竭，因此更為各國所重視，無不傾注大量 研發經費及政策性補貼，以扶植本地的太陽能電池產業，使得全球太陽能產業的發展非常 快速。第一代太陽能模塊包括單晶硅和多晶硅的太陽能模塊，雖然光電轉換效率高且量 產技術成熟，但因為材料成本高，且硅晶圓常因半導體工業的需求而貨源不足，影響后續的 量產規模。因此，包含非晶硅薄膜、銅銦鎵硒薄膜和碲化鎘薄膜的第二代的薄膜太陽能模 塊，在近幾年已逐漸發展并成熟，其中又以銅銦鎵硒(CIGS)太陽能電池的轉換效率最高 (單元電池可高達20%而模塊約14% )，因此特別受到重視。參閱圖1，為現有技術銅銦鎵硒太陽能電池結構的示意圖。如圖1所示，現有技術 的銅銦鎵硒太陽能電池結構包括基板10、第一導電層20、銅銦鎵硒吸收層30、緩沖層40、絕 緣層50以及第二導電層60，其中基板10可為玻璃板、鋁板、不繡鋼板或塑料板，第一導電 層20 —般包括金屬鉬，當作背面電極，銅銦鎵硒吸收層30包括適當比例的銅、銦、鎵及硒， 當作P型薄膜，為主要的光線收收層，緩沖層40可包括硫化鎘(CdS)，當作η型薄膜，絕緣 層50包括氧化鋅(ZnO)，用以提供保護，第二導電層60包含氧化鋅鋁(Ζη0:Α1)，用以連接 正面電極。上述銅銦鎵硒太陽能電池的制造方法主要依據CIGS吸收層的制造環境而分成真 空制造過程及非真空制造過程。真空制造過程包括濺鍍法或蒸鍍法，缺點是投資成本較高 且材料利用率較低，因此整體制作成本較高。非真空制造過程包括印刷法或電沉積法，缺點 是技術仍不成熟，仍無較大面積的商品化產品。不過非真空制造過程仍具有制造設備簡單 且制造過程條件容易達成的優點，而有相當的商業潛力。銅銦鎵硒吸收層的非真空制造過程是先調配CIGS漿料或墨水(Ink)，用以涂布到 鉬層上。參閱圖2，為現有技術銅銦鎵硒漿料調配方法的流程圖。如圖2所示，現有技術的 銅銦鎵硒漿料調配方法由步驟SlO開始，以適當比例混合含銅、銦、鎵及硒的二成份、三成 份或四成份粉末以形成原始含銅銦鎵硒混合粉末，再經步驟S20，添加適當比例的溶劑，并 進行攪拌以形成原始銅銦鎵硒漿料，最后在步驟S30中，添加接著劑或界面活性劑，如硅烷 類，以提高銅銦鎵硒吸收層和鉬背面電極的接著性，并進行攪拌混合以形成最后銅銦鎵硒 漿料。 上述現有技術的缺點是，接著劑或界面活性劑可能會殘留在最后的銅銦鎵硒吸收 層內，造成銅銦鎵硒吸收層的含碳量和含氧量偏高，影響銅銦鎵硒吸收層的光吸收特性，甚至影響效率。
發明內容
本發明針對現有技 術的弊端，提供一種不含界面活性劑的銅銦鎵硒漿料調配方法。本發明所述的不含界面活性劑的銅銦鎵硒漿料調配方法，舍棄用以產生接著性的 界面活性劑，藉以調配一銅銦鎵硒漿料，用以在一基板的一鉬層上形成一銅銦鎵硒吸收層， 該方法包括以一銅銦鎵硒配方比例，混合含銅、銦、鎵及硒的二成份、三成份或四成份粉末以 形成原始含銅銦鎵硒混合粉末；以一第一硒粉末比例，在該原始銅銦鎵硒混合粉末中添加硒粉末，并進行混合，以 形成一最后銅銦鎵硒混合粉末；以及在該最后銅銦鎵硒混合粉末中添加溶劑，并進行攪拌混合，以形成該銅銦鎵硒漿 料。本發明所述的不含界面活性劑的銅銦鎵硒漿料調配方法，藉額外的硒粉末取代界 面活性劑或接著劑，而使銅銦鎵硒吸收層對鉬層形成穩定的接著力，同時維持銅銦鎵硒吸 收層中的硒含量不會降低(硒/銅比例約2/1)，所以不會影響CIGS吸收層的光吸收特性及 轉換效率。
圖1為現有技術中銅銦鎵硒太陽能電池結構的示意圖。圖2為現有技術銅銦鎵硒漿料調配方法的流程圖。圖3為本發明所述不含界面活性劑的銅銦鎵硒漿料調配方法的流程圖。
具體實施例方式以下配合說明書附圖對本發明的實施方式做更詳細的說明，以使本領域技術人員 在研讀本說明書后能據以實施。本發明所述不含界面活性劑的銅銦鎵硒漿料調配方法所調配的銅銦鎵硒漿料，舍 棄用以產生接著性的界面活性劑，而在基板的鉬層上形成銅銦鎵硒吸收層，供制造銅銦鎵 硒太陽能電池用。參閱圖3，為本發明所述不含界面活性劑的銅銦鎵硒漿料調配方法的流程圖。如 圖3所示，本發明的不含界面活性劑的銅銦鎵硒漿料調配方法由步驟SlOO開始、先計算需 求銅銦鎵硒配方比例，混合含銅、銦、鎵及硒的二成份、三成份或四成份粉末以形成原始含 銅銦鎵硒混合粉末，接著在步驟SllO中，以第一硒粉末比例，添加額外的硒粉末至原始含 銅銦鎵硒混合粉末中，使粉末中的硒比例提高至硒/銅比例大于2，并進行混合以形成最后 銅銦鎵硒混合粉末，最后在步驟S120中，添加溶劑至最后銅銦鎵硒混合粉末中，并進行攪 拌混合以形成所需的銅銦鎵硒漿料。由于步驟SllO中額外添加的硒粉末會使后續的銅銦鎵硒吸收層對鉬層產生額外 的穩定接著力，因此本發明不需接著劑或界面活性劑。
銅銦鎵硒配方比例所包含的銅、銦、鎵及硒的比例為銅銦鎵硒的摩爾比例 等于1.0 0.7 0.3 2.0。第一硒粉末比例為使最后銅銦鎵硒混合粉末所包含的銅、 銦、鎵及末的比例為銅銦鎵硒的摩爾比例等于1.0 0.7 0.3 X，且X為2.0至 4.0之間，硒粉末的比例太低時，沒有接著效果，硒粉末的比例太高時，反而降低銅銦鎵硒吸 收層對鉬層所產生的接著力，因此硒粉末的比例需控制于上述的較佳范圍。基板可為玻璃板、鋁板、不繡鋼板或塑料板，而溶劑包括純水、醇類、醚類以及酮類 的至少其中之一或混合兩種以上的溶劑。
以上所述僅為用以解釋本發明的較佳實施例，并非企圖據以對本發明做任何形式 上的限制，因此，凡有在相同的創作精神下所作有關本發明的任何修飾或變更，皆仍應包括 在本發明意圖保護的范疇。
權利要求
1.一種不含界面活性劑的銅銦鎵硒漿料調配方法，舍棄用以產生接著性的界面活性 劑，藉以調配一銅銦鎵硒漿料，用以在一基板的一鉬層上形成一銅銦鎵硒吸收層，其特征在 于，該方法包括以一銅銦鎵硒配方比例，混合含銅、銦、鎵及硒的二成份、三成份或四成份粉末以形成 原始含銅銦鎵硒混合粉末；以一第一硒粉末比例，在該原始銅銦鎵硒混合粉末中添加硒粉末，并進行混合，以形成 一最后銅銦鎵硒混合粉末；以及在該最后銅銦鎵硒混合粉末中添加溶劑，并進行攪拌混合，以形成該銅銦鎵硒漿料。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該銅銦鎵硒配方比例所包含的銅、銦、鎵及 硒的比例為銅銦鎵硒的摩爾比例等于1. 0 0.7 0.3 2. 0。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該第一硒粉末比例為使最后銅銦鎵硒混合 粉末所包含的銅粉末、銦粉末、鎵粉末及硒粉末的比例為銅銦鎵硒的摩爾比例等于 1.0 0.7 0.3 X，且 X 為 2.0 至 4.0 之間。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該基板為玻璃板、鋁板、不繡鋼板或塑料板。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該溶劑包括純水、醇類、醚類以及酮類的至 少其中之一或混合兩種以上的溶劑。
全文摘要
本發明公開了一種不含界面活性劑的銅銦鎵硒漿料調配方法，步驟包括混合含銅、銦、鎵及硒的二成份、三成份或四成份粉末以形成原始含銅銦鎵硒混合粉末，接著再額外添加適當比例的硒粉末，并進行混合以形成最后銅銦鎵硒混合粉末，最后添加溶劑并進行攪拌混合，以形成具最佳銅銦鎵硒比例的銅銦鎵硒漿料，因此藉額外的硒粉末取代界面活性劑或接著劑，而使銅銦鎵硒吸收層對鉬背面電極形成穩定的接著力，同時維持銅銦鎵硒吸收層中的硒含量不會降低，所以不會影響銅銦鎵硒吸收層的光吸收特性及轉換效率。
文檔編號H01L31/18GK102091778SQ20091025048
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月10日 優先權日2009年12月10日
發明者陳文仁 申請人:正峰新能源股份有限公司