• XRF-CIGS CIGS薄型太陽能電池的品管檢測

    新聞提供:科邁斯集團發表日:2011/09/13
    關鍵字: 問題提問
       近年來,太陽能產業發展迅速,不只在技術上,轉換效能、厚度、重量,甚至到太陽能板的製程,都有一些突破性的改變,從以往的矽晶型到現在的薄膜化合物型(EX:非矽晶、CIGS、CdTe…等等),朝向輕薄且高效能的方向邁進。
     
        以CIGS為例,鍍層的比例會直接影響太陽能板的效能,目前薄型太陽能產業,在技術上還是以”濺鍍”和”共蒸鍍”為主;而CIGS的製程,首先是在玻璃基板上形成鉬的背面電極膜,接著是CIGS光吸收層,高抵抗緩衝層等成膜過程。CIGS的光吸收層製程手法可分為「硒化法」及「共蒸鍍法」兩種。
       
        硒化法是用濺鍍法形成金屬薄膜後,使之與硒(Se)反應的做法;若是使用硫(S)來取代硒,則是稱為「硫化法」;除此之外,還有一些廠商則是使用硒化後再進一步硫化的「SAS(Sulfurization After Selenization)法」。共蒸鍍法,則是在加熱的基板上,將Cu、In、Ga、Se四種元素同時蒸鍍的方法。
    CIGS製程比較
    順序
    硒化/硫化法製程
    共蒸鍍法
    1
    玻璃基板準備(切斷,洗淨)
       通常使用青板玻璃
       液晶顯示器用玻璃或不鏽鋼箔也可以使用
    2
    使用濺鍍形成金屬背面極
    3
    形成第一層迴路(雷射刻寫)
    4
    鍍上金屬前驅物薄膜(Cu-Ga合金、In)
    形成P型光吸收層(共蒸鍍法)
       在加熱到550℃左右的基板上,Cu、In、Ga、Se同時蒸鍍
    5
    形成P型光吸收層(硒化/硫化法)
    6
    形成n型高抵抗ZnO系緩衝層(溶液成長法)
    形成n型高抵抗CdS系緩衝層(溶液成長法)
    7
    形成第二層迴路(機械刻寫)
    8
    形成n型BZO窗層(透明電膜)
       用MOCVD形成ZnO:B薄膜
    形成n型AZO窗層(透明導電膜)
       用濺鍍法形成ZnO:Al薄膜
    9
    形成第三層迴路(機械刻寫)
    10
    焊接—在電壓上焊上焊球
    11
    封裝—壓合處理




    由於CIGS的比例會影響實際的效能,所以在做品管檢測以及研發時,CIGS的比例數據很重要,目前市面並非所有儀器皆可檢測CIGS的比例,因為鍍層很薄,所以訊號量很少如果要檢測必要靈敏度高的XRF儀器,SEA1000AII & SEA1200VX就可以符合這樣的需求,在檢測上更是屬於非破壞性的檢測,並不會對產品造成任何的影響,未來不管是研發或是品管都可以進行有效的檢測。

     以下是CIGS的一些相關實例: 

                                硒化前                                                  硒化後
                
     

     

         藉由以上的案例得知,一般XRF在檢測時是將所有照射範圍內的元素都激發出來,Sekio的軟體可以將Cu、In、Ga、Se個別獨立出來偵測,對於應用在已知材料的物質中去做檢測可以有效的分離出來,對於太陽能板的製程以及研究上能夠做有效的支援。

    部分資料來源:Nikkei Microdevices 

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