专利名称：具有铜锌锡硫吸收层的太阳能装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种薄膜太阳能电池及其制作方法，特别是涉及一种铜锌锡硫太阳能电池及其制作方法。
背景技术：
由于近年来地球上能源短缺的问题，太阳能电池已渐引起人们关注。太阳能电池可以简单区分为硅晶太阳能电池及薄膜太阳能电池。硅晶太阳能电池因为工艺技术成熟及转换效率较高成为目前市场的主流。但是，由于硅晶太阳能电池的材料及生产成本高昂，目·前尚无法普及于市场。相对地，薄膜太阳能电池通常是将光吸收层制作于非硅晶圆的基板上，例如是玻璃基板。相较于硅晶太阳能电池所使用的硅晶圆基板，玻璃基板价格便宜且没有短缺的问题。所以，薄膜太阳能电池已被视为未来取代硅晶太阳能电池的产品。薄膜太阳能电池可以根据其吸收层的材料种类，更进一步区分为非晶硅、多晶硅、締镉(Cadmium Telluride,CdTe)、铜铟嫁锡(Copper indium gallium selenide,CIGS)、染料敏化(Dye-sensitized film,DSC)及其它有机薄膜太阳能电池等等。其中，CIGS薄膜太阳能电池目前的转换效率已经可以达到20%，和硅晶太阳能电池的转换效率相去不远。然而，铜铟镓锡太阳能电池需使用稀有及昂贵的元素，例如是铟及镓，因此也尚未达到可以商业化普及的地步。铜锌锡硫(Cu2ZnSn(S，Se)4，CZTS)是一种近来吸引人们注意的一种四元硫化物半导体太阳能电池材料，因为其成分皆是属于价格便宜、供给无虞且无毒的元素。CZTS属于直接能隙的材料，其能隙为1. 5电子伏特(eV)，吸收系数大于IO4/公分(Cm—1)。CZTS吸收层的制作方法可以分为真空及非真空工艺。真空工艺包含以溅镀或蒸镀的方式沉积其成分元素。非真空工艺则包含利用喷雾热分解法(spray pyrolysis)、电化学沉积法、或涂布前驱物溶液等方式制作CZTS吸收层。目前已有许多研究利用上述各种制作方法来提升CZTS太阳能电池的转换效率。
发明内容
本发明提供一种具有CZTS吸收层的太阳能电池，包含一基板、形成于基板上的一下电极层、形成于下电极层上的一吸收层、形成于吸收层上的一缓冲层，以及形成于缓冲层上的一上电极层。其中，吸收层包含邻近下电极层的一第一区域，及邻近第一区域的一第二区域。第一区域及第二区域皆包含化学式为Cua(ZrvbSnb) (Se1^cSc)2的成分，其中0〈a〈l, 0〈b〈l, 0 = c= I,且第一区域的Zn/Sn比高于第二区域的Zn/Sn比。本发明更提供一种具有CZTS吸收层的太阳能电池的形成方法，包含在一基板上形成一下电极层、在下电极层上形成包含一梯度组成区域的一吸收层、在吸收层上形成一半导体层，以及在半导体层上形成一上电极层。其中，吸收层包含化学式为Cua(ZrvbSnb)(Se1-A)2的成分，其中0〈a〈l，0〈b〈l，O含c含1，以及梯度组成区域包含梯度Zn/Sn比，且在邻近下电极层侧具有较高的Zn/Sn比。
本发明又提供一种具有CZTS吸收层的太阳能电池的形成方法，包含在一基板上 形成一下电极层、涂布一第一 CZTS前驱物溶液在下电极层上以形成一第一前驱物层、涂布 一第二 CZTS前驱物溶液在第一前驱物层上以形成一第二前驱物层、加热第一前驱物层及 第二前驱物层以形成CZTS吸收层、在CZTS吸收层上形成一半导体层，以及在半导体层上形 成一上电极层。其中，第一前驱物溶液的Zn/Sn比高于该第二前驱物溶液的Zn/Sn比。
参照下面的详细说明及相关图式，将可更清楚明了本专利申请案的目的、特征及 优点，其中，以下图式为图I所示为一现有CZTS太阳能电池的正视图。图2所示为本申请案一实施例的CZTS太阳能电池的正视图。图3所示为本实施例的CZTS太阳能电池的形成方法流程图。图4所示为本申请案另一实施例的CZTS太阳能电池的正视图。其中，附图标记说明如下100太阳能电池110 基板120下电极层130吸收层140缓冲层150上电极层160金属接触点170抗反射层200太阳能电池210 基板220下电极层230吸收层231 第一区域232 第二区域240缓冲层250上电极层260金属接触点270抗反射层400太阳能电池410 基板420下电极层430吸收层431底部区域432主要区域433上部区域
440缓冲层450上电极层460金属接触点470抗反射层
具体实施例方式在本申请案的内容中，“CZTS”系指一种硫化物半导体材料，其包含化学式为Cua(ZrvbSnb) (Se^S。)2，其中 0〈a〈l、0〈b〈l、0 兰 c 刍 I。“C ZTS 吸收层”系指包含 CZTS 材料的吸收层。“CZTS太阳电池”系指包含CZTS吸收层的太阳能电池。“CZTS前驱物溶液”系指可用以形成CZTS吸收层的前驱物溶液。在本申请案内容中，提及“一实施例”、“实施例”或类似的用语系指此实施例中所描述的特征、结构或特性包含于本申请案的至少一实施例中。因此，当本说明书出现“在一实施例中”、“在实施例中”或类似的用语，可以是指同一个实施例，或者是不只一个实施例。以下将利用数个实施例及图式，详细说明本申请案的内容，在本申请案内容中的数个实施例(或实例)及其相对应的图式中，相同的组件符号系代表相同的组件。参见图1，其为一现有CZTS太阳能电池的正视图。如图1所示，此CZTS太阳能电池100包含一基板110、一下电极层120、一吸收层130、一缓冲层140、一上电极层150、金属接触点(metal contacts) 160及一抗反射层170。其中，下电极层120形成于基板110上、吸收层130形成于下电极层120上、缓冲层140形成于吸收层130上、上电极层150形成于缓冲层140上、金属接触点160形成于上电极层150之上，抗反射层170则形成于上电极层150的表面上。基板110例如是包含选自玻璃、金属薄膜及塑料所构成族群的材料。举例而言，基板110可以是一钠I丐玻璃(soda-lime glass)基板。下电极层120例如是包含选自钥(molybdenum,Mo)、鹤(tungsten, W)、招(aluminum, Al)及铟锡氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)所构成族群的材料。一般来说，下电极层120通常为Mo层。吸收层130包含化学式为Cua(ZrvbSnb) (Se1^cSc)2的材料，其中，0〈a〈l、0〈b〈l及O = C^l0吸收层130可利用下列方式形成于下电极层120之上,包含涂布(coating)、电子束蒸锻(electron-beam evaporation)、气相沉积(vapor deposition)、灘锻(sputtering)、电镀(electro-plating)、溶胶-凝胶法(sol-gel method)、喷雾热分解(spray pyrolysis)、喷射沉积(spray deposition)、射频磁控派镀(radiofrequencymagnetron sputtering)或电化学沉积(electrochemical deposition)等方法。缓冲层140包含一半导体层，例如是一 η型半导体层或一 P型半导体层。当吸收层130为ρ型半导体材料时，缓冲层140则为η型半导体材料。缓冲层140包含选自硫化镉(CdS)、氧化锌/氢氧化锌/硫化锌混合物(Zn (0，OH, S))、硒化铟(indium selenide, In2Se3)、硫化锌(zincsulfide,ZnS)及锌镁氧化物(zinc magnesium oxide,ZnxMg1^O) 一般来说，缓冲层 140 通常为硫化镉，其形成方法例如是化学浴沉积法(chemical bath deposition, CBD)。上电极层150例如是包含一透明导电层。举例而言，上电极层150包含选自氧化锋(zinc oxide, ZnO)、铟锡氧化物(indium tin oxide, ITO)、硼惨杂氧化锋(boron-dopedzinc oxide,B-ZnO)、招惨杂氧化锋(aluminum-doped zinc oxide, Al-ZnO)、嫁惨杂氧化锋(gallium-doped zinc oxide, Ga-ZnO)及铺锋氧化物(antimony tin oxide, ΑΤΟ)所构成族群的材料。在此实例中，上电极层150系由一 ZnO层及一 ITO层形成于缓冲层140上构成。金属接触点160则例如是镍/铝层。抗反射层170例如是包含选自氟化镁(magnesium fluoride, MgF2)、氧化娃(silicon oxide, SiO2)、氮化娃(silicon nitride, Si3N4)及氧化银(Niobium oxide, NbOx)所构成族群的材料。如上所述，太阳能电池100的吸收层130包含化学式Cua(ZrvbSnb) (Se1^cSc)2的材料，其中，0〈a〈l、0〈b〈l及O = c ^ I。更详细地说，吸收层130的化学成分包含特定莫耳数比的铜、锌及锡。举例而言，吸收层130包含铜/(锌+锡)比为0. 87(Cu/(Zn+Sn)=0. 87)，锌/锡比为1. 15(Zn/Sn=l. 15)的化学成分。这些元素彼此之间的莫耳数比会影响此太阳能电池的特性。·有些研究已经发现太阳能电池100的效率会因为其开路电压(open circuitvoltage, VJ较低而受到限制。开路电压V。。和太阳能电池的转换效率η之间的关系可以下列关系式(A)表示n=v0c. Jsc. F.F./PinX 100 (A)其中，Jsc代表短路电流、F. F.代表填充因子(fill factor)，而Pin代表入射功率密度(incident power density)。从关系式(A)可知道转换效率可以通过提高开路电压V。。、短路电流1。及填充因子F.F.来提升。本申请案提出可以有效提高CZTS太阳能电池的开路电压的方法，并以数个实施例加以证实。参见图2，图中所示为本申请案一实施例的CZTS太阳能电池的正视图。如图2所不,此太阳能电池200包含一基板210、一下电极层220、一吸收层230、一缓冲层240、一上电极层250、金属接触点260及一抗反射层270。下电极层220形成于基板210上、吸收层230形成于下电极层220上、缓冲层240形成于吸收层230上、上电极层250形成于缓冲层240上、金属接触点260形成于上电极层150上,而抗反射层270形成于上电极层250之上并且露出金属接触点260。吸收层230包含一第一区域231及一第二区域232。第一区域231邻近下电极层220。第二区域232邻近第一区域231。第二区域232可以视为吸收层230的一主要区域，因为第二区域232包含吸收层230的主要组成。第一区域231的化学成分具有比第二区域232较高的Zn/Sn比。通过第一区域231及第二区域232的组合，吸收层230可以包含梯度(gradient)白勺 Zn/Sn t匕。参见图3，图中所示为本实施例的CZTS太阳能电池的形成方法流程图。如图3所示，此方法包含步骤310，此步骤包含在基板210上形成下电极层220。基板210可为硬式基板，例如是玻璃基板，或为软式基板，例如金属薄膜或塑料基板，本发明并不设限。下电极层220例如是包含选自钥(molybdenum, Mo)、鹤(tungsten, W)、招(aluminum, Al)及铟锡氧化物(Indium Tin Oxide, ITO)所构成族群的材料,本发明并不设限。在此实施例中，下电极层220系由约500奈米至约1000奈米(nm)的Mo层所构成，而其形成方式例如是溅镀法。步骤320包含在下电极层220上形成具有梯度组成区域(gradient compositionregion)的吸收层230。此梯度组成区域系指图2所示的第一区域231及第二区域232。举例而言，吸收层230可利用湿式涂布法(wet coating)形成。然而，其它方法例如电子束蒸锻(electron-beam evaporation)、气相沉积(vapor deposition)、灘锻(sputtering)、电镀(electro-plating)、溶胶-凝胶法(sol-gel method)、喷雾热分解(spray pyrolysis)、喷身寸沉积(spray deposition)、身寸步页磁控灘锻(radiofrequency magnetron sputtering)或电化学沉积(electrochemical deposition)等皆可用以形成吸收层230,本发明并不设限。此湿式涂布法包含涂布具有第一 Zn/Sn比的第一 CZTS前驱物溶液(precursorsolution)于下电极层220上，形成一第一液体层，并干燥此第一液体层以形成一第一前驱物层；接着，在第一前驱物层上涂布具有比第一 Zn/Sn为低的第二 Zn/Sn比的第二前驱物溶 液，形成一第二液体层，并干燥第二液体层以形成一第二前驱物层；以及使第一前驱物层及第二前驱物层进行一回火工艺，以形成此吸收层230。由于吸收层230系由具有较高Zn/Sn比的第一前驱物层及具有较低Zn/Sn比的第二前驱物层所构成，此吸收层230包含具有梯度Zn/Sn比的一梯度组合区域。此处需注意的是，虽然本实施例的吸收层230的梯度组成区域是由第一区域231及第二区域232所构成，但是此梯度组成区域亦可包含更多不同组成(亦即Zn/Sn比)的区域，并用以形成此吸收层230。涂布的方法例如是包含滴落涂布法(drop casting)、旋涂法(spin coating)、浸泡涂布法(dip coating)、刮刀涂布法(doctor blading)、淋幕式涂布(curtain coating)、斜板式涂布(slide coating)、喷雾式涂布(spraying)、斜缝式涂布(slit casting)、液面弯曲式涂布(meniscus coating)、网印(screen printing)、喷墨式印刷(ink jetprinting)、胶版轮转式印刷(flexographic printing)、移印(pad printing)或凹版印刷(gravure printing),本发明并不设限。干燥过程例如是于温度约25°C至约600°C进行；优选的条件为350°C至480°C。CZTS前驱物层的回火温度例如是约300°C至700°C ;优选的条件为480°C至650°C。形成于Mo层220上的吸收层230的厚度例如是约0. 6微米(μ m)至约6微米。步骤330包含在吸收层230上形成一缓冲层240。缓冲层240包含一半导体层，例如是一 η型半导体层或一 ρ型半导体层。举例而言，缓冲层240包含一种选自下列组合的材料硫化镉(cadmium sulfide, CdS)、氧化锌/氢氧化锌/硫化锌混合物(Zn (O, OH, S))、硫化铟(indium sulfide, In2S3)、硫化锋(zinc sulfide,ZnS)及锋续氧化物(zinc magnesiumoxide, ZnxMghO),本发明并不设限。在此实施例中，系于吸收层230上形成一硫化镉膜以作为一 η型半导体层。硫化镉膜240可以利用化学浴沉积法加以形成。在本实施例中，硫化镉膜240的厚度可为约20奈米至约150奈米。步骤340包含在缓冲层240上形成上电极层250。上电极层250包含一透明导电层。举例而言，上电极层250包含一种选自下列组合的材料氧化锌(zinc oxide,Zn0)、铟锡氧化物(indium tin oxide, ITO)、硼惨杂氧化锋(boron-doped zinc oxide, B-ZnO)、招惨杂氧化锋(aluminum-doped zinc oxide, Al-ZnO)、嫁惨杂氧化锋(gallium-doped zincoxide, Ga-ZnO)及铺锌氧化物(antimony tin oxide, ΑΤ0),本发明并不设限。在本实施例中，系在缓冲层240上形成约100奈米的氧化锌膜及约130奈米的铟锡氧化物膜以构成上电极层250。形成氧化锌膜及铟锡氧化物膜的方法例如是溅镀法。
本方法更包含步骤350及步骤360。步骤350包含在上电极层250上形成金属接触点260。金属接触点例如是银、金或镍/铝层，本发明并不设限。形成镍/铝金属接触点260的方法例如是电子束蒸镀法。步骤360包含在基板的上形成抗反射层270。抗反射层270例如是包含一种选自下列组合的材料氟化镁(magnesium fluoride, MgF2)、氧化娃(silicon oxide, SiO2)、氮化娃(silicon nitride, Si3N4)及氧化银(Niobium oxide, NbOx),本发明并不设限。在此实施例中，系于基板之上形成一氟化镁膜以作为抗反射层270。氟化镁膜的形成方法例如是电子束蒸镀。在此实施例中，氟化镁膜的厚度例如是110奈米。以下，将说明数个以包含梯度组成区域的吸收层制作太阳能电池的实例。此处需注意的是虽然在这些实例中是使用以联胺(hydrazine)为基底的前驱物溶液(亦即，以联胺作为溶剂的CZTS前驱物溶液)，但是其它种非联胺基底的前驱物溶液(亦即，不是使用联胺作为溶剂的CZTS前驱物溶液)亦可以用以形成吸收层。
实例一制备第一 Zn/Sn比的CZTS前驱物溶液将0. 573克硫化铜(copper sulfide,Cu2S)及0. 232克硫(sulfur)溶解于3毫升(ml)的联胺中，以形成一溶液(Al)。将1. 736克的硒(selenium, Se)、0· 32克锌及0. 79克的硒化锡(tin selenide, SnSe)溶解于I毫升的联胺中，以形成一溶液(BI)。使溶液(Al)及溶液(BI)分别搅拌三天，之后混合溶液(Al)及溶液(BI)以形成一第一前驱物溶液(Cl)。第一前驱物溶液(Cl)包含化学式为Cu0.8Zn0.55Sn0.45SL2Se2.9 的成分且其 Zn/Sn 比为1. 22。制备第二 Zn/Sn比的CZTS前驱物溶液将0. 465克硫化铜及0. 232克硫溶解于3毫升(ml)的联胺中，以形成一溶液(A2)。将1. 58克硒、0. 22克锌及0. 79克硒化锡溶解于7毫升的联胺中，以形成一溶液(B2)。使溶液(A2)及溶液(B2)分别搅拌三天，之后混合溶液(A2)及溶液(B2)以形成一第二前驱物溶液(C2)。第二前驱物溶液(C2)包含化学式为Cu0.8Zn0.45Sn0.55SL1Se2.7 的成分且其 Zn/Sn 比为 O. 83。制备太阳能电池首先，在一钠钙玻璃基板上溅镀一金属层，例如是Mo层。接着，将Zn/Sn比为1. 22的第一前驱物溶液(Cl)涂布于Mo层以形成一第一液体层。并且，干燥此第一液体层以于Mo层上形成约0. 5微米的第一前驱物层。之后，将Zn/Sn比为0. 83的第二前驱物溶液(C2)涂布于第一前驱物层上以形成一第二液体层，并且干燥此第二液体层以在第一前驱物层上形成厚度约3微米的一第二前驱物层。举例而言，干燥温度约为425°C。干燥后，使第一前驱物层及第二前驱物层在约540°C下回火10分钟以在Mo层上形成吸收层。吸收层包含由第一前驱物层及第二前驱物层构成的一梯度组成区域，且其中第一前驱物层的Zn/Sn比高于第二前驱物层的Zn/Sn比。在此实例中，此回火过程系于无氧的含硫环境中进行。然而，在其它实例中，此回火过程亦可于其它条件，例如是不含硫的环境或者是含微量氧气(数个百万分率(PPm))的环境下进行。之后，在吸收层上沉积厚度约60奈米的硫化镉层以作为η型半导体层。硫化镉膜的沉积方式例如是化学浴沉积法。接着，在硫化镉层上形成厚度约100奈米的氧化锌层及厚度约130奈米的铟锡氧化物层，以作为上电极层。形成氧化锌层及铟锡氧化物层的方法
表一
V。,:(mV)Jsc (mA/cm2)
实例一42027. 7
比较实例一37026. 2
实例二
制备第一 Zn/Sn比的CZTS前驱物溶液
例如是溅镀。之后，依序沉积镍/铝金属接触点及氟化镁抗反射层于上电极之上。沉积的方式例如是电子束蒸镀。比较实例一比较实例一的太阳能电池系依实例一的方法加以制备，其中只省略涂布第一前驱物溶液(Cl)的步骤。因此，吸收层系由第二前驱物溶液(C2)构成并且只包含一主要区域。亦即，在下电极层与吸收层的主要区域之间，没有第一区域。 太阳能电池效率比较实例一及比较实例一的太阳能电池的开路电压、短路电流、填充因子及转换效率显不于表一中。如表一所不，就实例一和比较实例一的太阳能电池而言，实例一具有较高的开路电压。因此，根据本实施例的结果可以知道通过形成包含梯度组成区域，且在靠近下电极层侧具有较高Zn/Sn比的吸收层，可以有效提高CZTS太阳能电池的开路电压。
F. F. (%) Eff. (%)
62. 67. 3
60. 25. 8
于3毫升联胺中，以形成溶液(A3)。将2. 054克硒、O. 349克锌及O. 426克锡溶解于7毫升联胺中，以形成溶液(B3)。使溶液(A3)及溶液(B3)分别搅拌三天，之后混合溶液(A3)及溶液(B3)以形成第一前驱物溶液(C3)。第一前驱物溶液(C3)包含化学式为Cu0.8Zn0.6Sn0.40SL !Se2^ 的成分且其 Zn/Sn 比为1. 5。制备第二 Zn/Sn比的CZTS前驱物溶液将O. 573克硫化铜及O. 232克硫溶解于3毫升联胺中，以形成溶液(A4)。将2. 054克硒、O. 32克锌及O. 48克锡溶解于7毫升联胺中，以形成溶液(B4)。使溶液(A4)及溶液(B4)分别搅拌三天，之后混合溶液(A4)及溶液(B4)以形成第二前驱物溶液(C4)。第二前驱物溶液(C4)包含化学式为Cua8Zna MSna45SuSe2^的成分且其Zn/Sn比为1. 22。制备第三Zn/Sn比的CZTS前驱物溶液将O. 573克硫化铜及O. 232克硫溶解于3毫升联胺中，以形成溶液(A5)。将2. 054克硒、O. 262克锌及O. 585克锡溶解于7毫升联胺中，以形成溶液(B5)。使溶液(A5)及溶液(B5)分别搅拌三天，之后混合溶液(A5)及溶液(B5)以形成第三前驱物溶液(C5)。第三前驱物溶液(C5)包含化学式为Cu0.8Zn0.45Sn0.55SL1Se2.9 的成分且其 Zn/Sn 比为 O. 83。制备实例二的太阳能电池在一基板上形成Mo层以构成下电极层之后，将Zn/Sn比为1. 5的第一前驱物溶液(C3)涂布于Mo层上以形成一第一液体层。接着，干燥此第一液体层以形成厚度约O. 5微米的第一前驱物层。接着，将Zn/Sn比为1. 22的第二前驱物溶液(C4)涂布于第一前驱物层上，以形成一第二液体层并且干燥此第二液体层以构成厚度约3微米的第二前驱物层。使第一前驱物层及第二前驱物层进行回火工艺，俾以于Mo层上形成一吸收层。之后，依序于吸收层上形成一 η型半导体层、一上电极层及金属接触点，以形成一太阳能电池。比较实例二之一比较实例二之一的太阳能电池系依照与实例二相似的方式形成，而工艺中只有省略涂布第一前驱物溶液(C3)的步骤。比较实例二之二比较实例二之二的太阳能电池系依照与实例二相似的方式制备，而工艺中只有以Zn/Sn比为O. 83的第三前驱物溶液(C5)取代Zn/Sn比为1. 5的第一前驱物溶液(C3)的部分不同。太阳能电池效率比较实例二、比较实例二之一及比较实例二之二的开路电压、短路电流、填充因子及转 换效率系显不于表~■中。表二
权利要求
1.一种具有铜锌锡硫吸收层的太阳能电池，其特征在于，包含一基板；一下电极层；一吸收层，形成于所述下电极层上；一缓冲层，形成于所述吸收层上；以及一上电极层，形成于所述缓冲层上；其中，所述吸收层包含一第一区域及一第二区域，所述第一区域邻近所述下电极层，而所述第二区域邻近所述第一区域，且所述第一区域及所述第二区域皆包含化学式为Cua (ZrvbSnb) (Se1^cSc) 2的成分，其中 0〈a〈l，0〈b〈l，0兰c含1，且所述第一区域的锌/锡比高于所述第二区域的锌/锡比。
2.如权利要求1的太阳能电池，其特征在于，所述吸收层的所述第二区域的厚度大于所述第一区域的厚度。
3.如权利要求1的太阳能电池，其特征在于，所述吸收层的所述第二区域邻近所述缓冲层。
4.如权利要求1的太阳能电池，其特征在于，所述缓冲层包含η型半导体层。
5.如权利要求1的太阳能电池，其特征在于，所述第一区域的锌/锡比为约1.22至约2.O。
6.如权利要求1的太阳能电池，其特征在于，所述第二区域的锌/锡比为约O.83至约1. 22。
7.一种具有铜锌锡硫吸收层的太阳能电池的形成方法，其特征在于，包含在一基板上形成一下电极层；在所述下电极层上形成包含一梯度组成区域的一吸收层；在所述吸收层上形成一半导体层；以及在所述半导体层上形成一上电极层；其中，所述吸收层包含化学式为 Cua(ZrvbSnb) (Se1^cSc)2的成分，其中0〈a〈l，0〈b〈l，O ^ c ^ I,以及所述梯度组成区域包含梯度锌/锡比，且在邻近所述下电极层侧具有较高的锌/锡比。
8.如权利要求7的方法，其特征在于，形成所述吸收层的步骤包含至少一种选自涂布、 电子束蒸镀、气相沉积、溅镀、电镀、溶胶-凝胶法、喷雾热分解、喷射沉积、射频磁控溅镀或电化学沉积所构成族群的方法。
9.如权利要求7的方法，其特征在于，形成所述吸收层的所述梯度组成区域的步骤包含在所述下电极层上形成具有一第一锌/锡比的一第一前驱物层；在所述第一前驱物层上形成具有一第二锌/锡比的一第二前驱物层，其中，所述第二锌/锡比低于所述第一锌/锡比；以及使所述第一前驱物层及所述第二前驱物层进行回火工艺。
10.如权利要求9的方法，其特征在于，更包含以下步骤涂布一第一前驱物溶液于所述下电极层上，以形成一第一液体层；干燥所述第一液体层以形成所述第一前驱物层；涂布一第二前驱物溶液于所述第一前驱物层上，以形成一第二液体层；以及干燥所述第二液体层以形成所述第二前驱物层。
11.如权利要求9的方法，其特征在于，所述第二前驱物层的厚度大于所述第一前驱物层的厚度。
12.如权利要求10的方法，其特征在于，所述第一前驱物溶液及所述第二前驱物溶液至少其中之一包含以联胺为基底的前驱物溶液或非联胺为基底的前驱物溶液。
13.如权利要求10的方法，其特征在于，所述涂布所述第一前驱物溶液的步骤及所述涂布所述第二前驱物溶液的步骤至少其中之一包含一种选自涂布、电子束蒸镀、气相沉积、 溅镀、电镀、溶胶-凝胶法、喷雾热分解、喷射沉积、射频磁控溅镀或电化学沉积所构成族群的方法。
14.如权利要求10的方法，其特征在于，所述干燥步骤的温度为约25°C至约600°C。
15.如权利要求10的方法，其特征在于，所述回火步骤的温度为约300°C至约700°C。
全文摘要
本发明公开了一种具有铜锌锡硫吸收层的太阳能电池及其形成方法。此太阳能电池包含一基板、一下电极层、一吸收层、一缓冲层及一上电极层，该吸收层包含一第一区域及一第二区域，且第一区域邻近下电极层而第二区域邻近第一区域。第一区域及第二区域皆包含化学式为Cua(Zn1-bSnb)(Se1-cSc)2的成分，其中0<a<1,0<b<1,0≦c≦1，且第一区域的锌/锡比以高于第二区域的锌/锡比。
文档编号H01L31/18GK103022176SQ20121030676
公开日2013年4月3日 申请日期2012年8月24日 优先权日2011年9月23日
发明者廖曰淳, 杨丰瑜, 丁晴 申请人:旺能光电股份有限公司