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行业及供货商照片 :WOLPO Advanced Technologies BV图一 : 一次性投料气体硒化炉 , 能同时处理 40 片 1650 x 650 毫米的基板 ( 图片为 WILRO Advanced Technologies BV 公司提供 )。硒薄膜层中 , 而我们只需使用少量而又安全的硒蒸气 , 来补充在挥发过程中所流失的硒元素而已。此外 , 所用的补偿硒蒸气 , 是在一个封闭系统中进行 , 所挥发出来的硒蒸气 , 经冷却后还将重新沉积 , 并还原到 “ 起源 ” 体。中国建材 (C N B M) 与美国日阵(Sol Array) 公司的合作 , 是以上新工艺的领先开发商。两公司共同在中国建立了实验线 , 并早在 2009 年就开始申请了专利。其做法与其它大部分从事铜铟镓硒的西方国家 ( 主要是美国 )常见的工艺有别 ; 传统制造工艺的致命弱点 , 是欠缺批量生产成本的考虑 , 导致类似 Solyndra 公司的破产案例及其它公司近期所遇到的困难。400 °C 450 °C 500 °C开路电压 (V) 0.339 0.325 0.307JSc (mA/cm 2 ) 21.4 17.21 20.35填充因子 0.453 0.363 0.354效率 (%) 3.29 2.0 2.2表二 : 以上结果来自 Sung-Mok Jung 的文章据美国海军研究实验室 (U . S .Naval Research Laboratory) 与其合作单位 ,Sunlight Photonics 公司 , 去年发表过系列文章 [1]。Dr. Jason Myers, 于今年四月份 , 在美国旧金山主办的 “ 材料研究学会 (MRS)” 春季会议上 , 也发表过文章 [2] 。这些文章都提到使用高溅射功率沉积四元素合成靶材 , 可取得完整清晰的晶体 , 光滑的薄膜表面层和高转换效率的样片。他们使用直径 3 英寸的铜铟镓硒靶材 , 经射频 (R F) 溅射沉积 , 使用200 瓦功率 (28 瓦 / 平方英寸 ),550°C基板温度 , 取得相当好的薄膜化学成分比例 , 达 1 微米的大晶粒 ,(112) 趋向均匀的晶面。他们使用不同成分元素的靶材 , 所溅射成的薄膜 , 其 “ 化学成分 (stoichiometric)” 都十分理想。文章提到 , 在贫铜 (Cu-poor) 的状态下 , 若基板温度在 400-550°C 摄氏度之间 , 沉积的铜铟镓硒薄膜表面显得多孔粗糙 ; 但在 550°C 的高温沉积下 , 他们能取得较多 1 微米的晶粒和十分均一的 (112) 晶面趋向晶体。作者认为在高温下 , 硒的流失不是问题 ,不需要后继的硒化步骤 ; 但很多其它同行对这样的理解不与认同。大多认为在真空沉积的过程中 , 由于硒的易挥发性 , 很容易导致硒的流失。但作者怀疑这是否与他们靶材原有的材料成分有关。文章还提到他们今后将会采用群体式沉积炉。此文章提到 , 虽然铜铟镓硒薄膜与钼背电极的接触面存在较小的晶粒和不同的晶面趋向 , 但其转换效率仍可达到 10 % 左右。他们采用某种 “ 湿润(wetting)” 薄膜 , 来补冲钼的光滑表面。同时 ,Myers 提到晶粒的增长与温度的依赖关系 , 与传统的加热基板蒸镀一致 ( 本文估计他指的是两种工艺对晶粒生长的机械原理相同 )。在美国材料研究协会的年会上 ,来自韩国汉城 , 韩国自然科学研究院的Sung - Mok Jung 先生及其团队的有一篇文章 , 以及汉城国立大学 (SeoulNational University), 皆报道使用射频 (RF) 溅射工艺 , 用 2 英寸直径的四元素靶 ,400°C 的基板温度 , 进行硒气氛硒化。在该硒化实验过程中 , 他们没有使用硒化氢气体。38 光伏杂志 2012/9 月刊
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