專利名稱：不含界面活性劑及溶劑的銅銦鎵硒漿料的調(diào)配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銅銦鎵硒漿料調(diào)配方法，特別是涉及一種不含界面活性劑、接著 劑及溶劑的銅銦鎵硒漿料的調(diào)配方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨國際油價(jià)高漲及環(huán)保意識(shí)的抬頭，綠色能源已成為新能源主流，其中太 陽能電池又因是取自太陽的穩(wěn)定輻射能，來源不會(huì)枯竭，因此更為各國所重視，無不挹注大 量研發(fā)經(jīng)費(fèi)及政策性補(bǔ)貼，以扶植本地的太陽能電池產(chǎn)業(yè)，使得全球太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非 ?？焖佟５谝淮柲苣＝M包括單晶硅和多晶硅的太陽能模組，雖然光電轉(zhuǎn)換效率高且量 產(chǎn)技術(shù)成熟，但因?yàn)椴牧铣杀靖撸夜杈A常因半導(dǎo)體工業(yè)的需求而貨源不足，影響后續(xù)的 量產(chǎn)規(guī)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 組，在近幾年已逐漸發(fā)展并成熟，其中又以銅銦鎵硒(CKS)太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率最高 (單元電池可高達(dá)20%而模組約14% )，因此特別受到重視。請參閱圖1所示，是現(xiàn)有技術(shù)銅銦鎵硒或銅銦鎵硒硫太陽能電池結(jié)構(gòu)的示意圖。 如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的銅銦鎵硒或銅銦鎵硒硫太陽能電池結(jié)構(gòu)包括基板10、第一導(dǎo)電層 20、含IB、IIIA及VIA族元素的吸收層30、緩沖層40、絕緣層50以及第二導(dǎo)電層60，其中 基板10可為玻璃板、鋁板、不繡鋼板或塑膠板，第一導(dǎo)電層20 —般包括金屬鉬，當(dāng)作背面電 極，含IB、IIIA及VIA族元素的吸收層30是包括適當(dāng)比例的IB、IIIA及VIA族元素，當(dāng)作 P型薄膜，為主要的光線吸收層，緩沖層40可包括硫化鎘(CdS)，當(dāng)作η型薄膜，絕緣層50 包括氧化鋅(ZnO)，用以提供保護(hù)，第二導(dǎo)電層60包含氧化鋅鋁(&ι0: Al)，用以連接正面電 極。上述銅銦鎵硒或銅銦鎵硒硫太陽能電池的制造方法主要依據(jù)銅銦鎵硒或銅銦鎵 硒硫吸收層的制造環(huán)境而分成真空制造工藝及非真空制造工藝。真空制造工藝包括濺鍍法 或蒸鍍法，缺點(diǎn)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。非真空制造工 藝包括印刷法或電沉積法，缺點(diǎn)是技術(shù)仍不成熟，仍無較大面積的商品化產(chǎn)品。不過非真空 制造工藝仍具有制造設(shè)備簡單且制造工藝條件容易達(dá)成的優(yōu)點(diǎn)，而有相當(dāng)?shù)纳虡I(yè)潛力。銅銦鎵硒或銅銦鎵硒硫吸收層的非真空制造工藝是先調(diào)配銅銦鎵硒或銅銦鎵硒 硫漿料或墨水(Ink)，用以涂布到鉬層上。請參閱圖2所示，是現(xiàn)有技術(shù)銅銦鎵硒或銅銦鎵硒硫漿料調(diào)配方法的流程圖。如 圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)的銅銦鎵硒或銅銦鎵硒硫漿料調(diào)配方法是由步驟SlO開始，以適當(dāng)比例 混合含IB、IIIA及VI族元素的二成份、三成份或四成份粉末以形成原始含銅銦鎵硒或銅銦 鎵硒硫混合粉末，再經(jīng)步驟S20，添加適當(dāng)比例的溶劑，并進(jìn)行攪拌以形成原始銅銦鎵硒或 銅銦鎵硒硫漿料，最后在步驟S30中，添加接著劑(binder)或界面活性劑，如硅烷類，以提 高銅銦鎵硒或銅銦鎵硒硫吸收層和鉬背面電極的接著性，并進(jìn)行攪拌混合以形成最后銅銦 鎵硒或銅銦鎵硒硫漿料。
上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是，接著劑、界面活性劑和溶劑可能會(huì)殘留在最后的銅銦鎵 硒或銅銦鎵硒硫吸收層內(nèi)，造成銅銦鎵硒或銅銦鎵硒硫吸收層的含碳量和含氧量偏高，影 響銅銦鎵硒或銅銦鎵硒硫吸收層的光吸收特性，甚至影響效率。因此，需要一種不需加接著 劑、界面活性劑和溶劑的銅銦鎵硒硫漿料調(diào)配方法，以改善上述習(xí)用技術(shù)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在提供一種不含界面活性劑、接著劑及溶劑之銅銦鎵硒漿料的 調(diào)配方法。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的一種不含界面活性劑及溶劑的銅銦鎵硒漿料的調(diào)配方法，是不需界面活性劑及接著劑而 直接制作一銅銦鎵硒漿料及一銅銦鎵硒硫漿料的其中之一，用以涂布在一鉬層上而形成一 銅銦鎵硒吸收層及一銅銦鎵硒硫吸收層的其中之一，該調(diào)配方法包括以下步驟首先，依據(jù) 一配方比例，混合含IB、IIIA及VIA族元素的二成份、三成份或四成份粉末，以形成一原始 混合粉末，且該IB族元素包括銅，該IIIA族元素包括銦或鎵或銦鎵混合材料，該VIA族元 素包括硒或硫或硒及硫混合材料；以一第一 VIA族元素比例，再添加額外的VIA族元素粉末 至該原始混合粉末中，并進(jìn)行混合以形成一最后混合粉末；將該最后混合粉末加熱至一第 一加熱溫度，藉以形成一混合液體，且該第一加熱溫度是在該VIA族元素的熔點(diǎn)以上，而熔 化的VIA族元素粉末是當(dāng)作還未熔化的其他粉末的分散媒介；最后，對該混合液體進(jìn)行均 勻攪拌，并持續(xù)一攪拌時(shí)間，藉以形成含有IB、IIIA及VIA族元素的一混合漿料，且該混合 漿料為該銅銦鎵硒漿料及該銅銦鎵硒硫漿料的其中之一。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的調(diào)配方法，其中中該配方比例系包括該IB、IIIA及VIA族元素的摩爾比例 等于 1. 0 1. 0 2. 0。前述的調(diào)配方法，其中該第一 VIA族元素比例包括該IB、IIIA及VIA族元素的摩 爾比例等于1.0 1.0 X，其中X為2.0至4.0之間。前述的調(diào)配方法，其中該額外的VIA族元素粉末可包含純硒、純硫或硒硫混合材 料。前述的調(diào)配方法，其中該第一加熱溫度低于300°C。前述的調(diào)配方法，其中該攪拌時(shí)間為至少半小時(shí)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上可知，為達(dá)到上述目 的，本發(fā)明提供了一種不含界面活性劑、接著劑及溶劑的銅銦鎵硒漿料的調(diào)配方法，該調(diào)配 方法是包括混合含有IB、IIIA及VIA族元素的二成份、三成份或四成份粉末，形成原始混合 粉末，且IB族元素包括銅，IIIA族元素包括銦及鎵而VIA族元素包括硒及硫，再添加額外 的VIA族元素粉末，包含純硒、純硫或硒硫混合粉末以形成最后混合粉末，接著加熱至VIA 族熔點(diǎn)以上以形成混合液體，再經(jīng)攪拌至少半小時(shí)，以形成含有IB、IIIA及VIA族元素的混 合漿料，該混合漿料可為包含銅、銦、鎵及硒的銅銦鎵硒漿料，或包含銅、銦、鎵、硒及硫的銅 銦鎵硒硫漿料。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明不含界面活性劑及溶劑的銅銦鎵硒漿料的調(diào)配方法至 少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā)明的調(diào)配方法不僅利用額外的VIA族粉末取代界面活性劑及接著劑而對鉬層形成穩(wěn)定的接著力，而且藉加熱熔化而不需使用溶劑，進(jìn)而可直接 涂布在銅銦鎵硒太陽能電池的鉬層上，以形成供銅銦鎵硒太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換用的吸收 層，且不會(huì)影響吸收層的光吸收特性及轉(zhuǎn)換效率。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的銅銦鎵硒太陽能電池結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)的銅銦鎵硒漿料調(diào)配方法的流程圖。圖3為本發(fā)明不含界面活性劑及溶劑的銅銦鎵硒漿料的調(diào)配方法的流程圖。10:基板20:第一導(dǎo)電層30 吸收層40 緩沖層50:絕緣層60:第二導(dǎo)電層S10、S20、S30 現(xiàn)有技術(shù)漿料調(diào)配步驟S100、S110、S120、S130 本發(fā)明漿料調(diào)配步驟
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的不含界面活性劑及溶劑的銅銦鎵硒漿料的調(diào)配方 法其具體實(shí)施方式
、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。本發(fā)明的調(diào)配方法是不需界面活性劑、接著劑及溶劑，而以混合及加熱方式調(diào)配 銅銦鎵硒漿料或銅銦鎵硒硫漿料。請參閱圖3所示，是本發(fā)明不含界面活性劑及溶劑的銅銦鎵硒漿料的調(diào)配方法的 流程圖。如圖3所示，本發(fā)明的調(diào)配方法是由步驟SlOO開始，首先在步驟SlOO中，依據(jù)配方 比例，混合含IB、IIIA及VIA族元素的二成份、三成份或四成份粉末以形成原始混合粉末。上述配方比例所包含的IB、IIIA及VIA族元素的比例，是以摩爾比例表示成 1.0 1.0 2.0，其中IB族元素包括銅，IIIA族元素可為純銦、純鎵或銦鎵混合材料，另 外，VIA族元素可為純硒、純硫或硒硫混合材料。因此，原始混合粉末可包含銅、銦、鎵及硒， 或可包含銅、銦、鎵、硒及硫。接著在步驟SllO中，以第一 VIA族元素比例，再添加額外的VIA族元素粉末至原 始混合粉末中，使原始混合粉末中的VIA族元素比例提高至大于2倍的IB族元素比例，并 進(jìn)行混合以形成最后混合粉末。該額外的VIA族元素粉末可包含純硒、純硫或硒硫混合材 料。第一 VIA族元素的比例是使最后混合粉末所包含的IB、IIIA及VIA族元素的比例 以摩爾比例表示成1.0 1.0 X，其中X為2.0至4.0之間。含VIA族元素的粉末的比例 太低時(shí)，對鉬層沒有接著效果，而含VIA族元素粉末的比例太高時(shí)，反而會(huì)降低對鉬層的接 著力，因此含VIA族元素粉末的比例需控制于上述的較佳范圍。接著進(jìn)入步驟S120，將最后混合粉末加熱至第一加熱溫度，藉以形成混合液體，且該第一加熱溫度是在所使用的VIA族元素的熔點(diǎn)以上。加熱使最后混合粉末提高溫度的目 的是使最后混合粉末中的VIA族元素粉末熔化，因所使用的VIA元素可為硒、硫或硒硫混合 物，所以第一加熱溫度可低于300°C，并且使熔化的VIA族元素粉末提供作為無法在此溫度 下熔化的其他粉末的分散媒介。最后在步驟S130中，對混合液體進(jìn)行均勻攪拌，并持續(xù)一段的攪拌時(shí)間，該攪拌 時(shí)間至少為半小時(shí)，藉以形成含有IB、IIIA及VIA族元素的混合漿料。混合漿料可包含銅、 銦、鎵及硒，或可包含銅、銦、鎵、硒及硫，因此，混合漿料可稱為銅銦鎵硒漿料或銅銦鎵硒硫 漿料，不過一般習(xí)慣稱為銅銦鎵硒漿料。本發(fā)明的特點(diǎn)在于，不需溶劑而直接以加熱方式熔化所使用的VIA元素粉末，亦 即硒及硫，進(jìn)而當(dāng)作還未熔化的粉末的分散媒介，以攪拌方式調(diào)配具流動(dòng)性的銅銦鎵硒漿 料，且可直接涂布至鉬層上，形成銅銦鎵硒太陽能電池中進(jìn)行光吸收及光電轉(zhuǎn)換用的吸收層。本發(fā)明的另一特點(diǎn)在于，不需添加界面活性劑及接著劑，而以額外的VIA元素粉 末取代，藉以增強(qiáng)對鉬層的接著力，并可降低后續(xù)吸收層中的含碳量與含氧量，保持吸收層 的光吸收特性及轉(zhuǎn)換效率。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更 動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的 技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案 的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種不含界面活性劑及溶劑的銅銦鎵硒漿料的調(diào)配方法，是不需界面活性劑及接著 劑而直接制作一銅銦鎵硒漿料及一銅銦鎵硒硫漿料的其中之一，用以涂布在一鉬層上而形 成一銅銦鎵硒吸收層及一銅銦鎵硒硫吸收層的其中之一，其特征在于該調(diào)配方法包括以下 步驟首先，依據(jù)一配方比例，混合含IB、IIIA及VIA族元素的二成份、三成份或四成份粉末， 以形成一原始混合粉末，且該IB族元素包括銅，該IIIA族元素包括銦及鎵，該VIA族元素 包括硒或包括硒及硫；以一第一 VIA族元素比例，再添加額外的VIA族元素粉末至該原始混合粉末中，并進(jìn)行 混合以形成一最后混合粉末；將該最后混合粉末加熱至一第一加熱溫度，藉以形成一混合液體，且該第一加熱溫度 是在該VIA族元素的熔點(diǎn)以上，而熔化的VIA族元素粉末是當(dāng)作還未熔化的其他粉末的分 散媒介；最后，對該混合液體進(jìn)行均勻攪拌，并持續(xù)一攪拌時(shí)間，藉以形成含有IB、IIIA及VIA 族元素的一混合漿料，且該混合漿料為該銅銦鎵硒漿料及該銅銦鎵硒硫漿料的其中之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)配方法，其特征在于其中該配方比例系包括該IB、IIIA及 VIA族元素的摩爾比例等于1.0 1.0 2.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)配方法，其特征在于該第一VIA族元素比例包括該IB、 IIIA及VIA族元素的摩爾比例等于1.0 1.0 X，其中X為2.0至4.0之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)配方法，其特征在于其中該額外的VIA族元素粉末可包含 純硒、純硫或硒硫混合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)配方法，其特征在于其中該第一加熱溫度低于300°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)配方法，其特征在于其中該攪拌時(shí)間為至少半小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)一種不含界面活性劑及溶劑的銅銦鎵硒漿料的調(diào)配方法，是混合含有IB、IIIA及VIA族元素的二成份、三成份或四成份粉末，形成原始混合粉末，再添加額外的VIA族元素粉末以形成最后混合粉末，接著加熱再經(jīng)攪拌以形成含有IB、IIIA及VIA族元素的混合漿料，該混合漿料包含銅、銦、鎵及硒，或包含銅、銦、鎵、硒及硫，不僅利用額外的硒粉末取代界面活性劑及接著劑而對鉬層形成穩(wěn)定的接著力，而且不需使用溶劑，進(jìn)而可直接涂布在銅銦鎵硒太陽能電池的鉬層上以形成光電轉(zhuǎn)換用的吸收層，而不會(huì)影響吸收層的光吸收特性及轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)B22F1/00GK102145385SQ20101011116
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者楊益郎, 林群福, 陳文仁 申請人:昆山正富機(jī)械工業(yè)有限公司