close
CIGS薄型太陽能電池的品管檢測
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。CIGS薄膜太陽能電池，藉由Cu(銅)、In(銦)、Ga(鎵)、Se(硒)四種原料的最佳比例，組成太陽能板的關鍵技術。由於具備光吸收能力佳、發電穩定度高、轉換效率高，整體發電量高、生產成本低以及能源回收期間(Energy payback time) 短等諸多優勢，CIGS太陽能電池已是太陽能產業明日之星，與傳統之晶圓型太陽能電池分庭抗禮。
以CIGS的關鍵技術而言，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：
圖1.硒化前 ,Cu /In /Ga /Se 測試結果。
圖2.硒化前 ,Cu /Ga /Se 測試能譜。
圖4.硒化前 ,In測試能譜。
圖4.硒化後 ,Cu /In /Ga /Se 測試結果。
圖5.硒化後 ,Cu /Ga /Se 測試能譜。
圖6.硒化後 ,In測試能譜。
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 )
科邁斯集團
科邁斯科技(股)有限公司（TEL：02-89901779）www.techmaxasia.com
先馳精密儀器(股)有限公司 (TEL : 02-89901580) www.techmark-asia.com
全站熱搜
留言列表
