(57)【要約】      （修正有）【課題】合金組成を正確に制御できる多元合金化合物の製造方法及び製造された多元合金化合物、該化合物を用いたインクの製造、並びに該インクを用いた薄膜吸収層の提供。【解決手段】銅インジウムガリウムセレンを含む多元合金化合物を製造する溶融待ちの材料を均一に混合してから、真空容器の高温合成領域に置き、多元合金化合物を製造する昇華待ちの材料を真空容器の低温蒸発領域に置くステップと、高温合成領域の溶融待ちの材料を溶融状態まで加熱し、溶融材料を形成するようにするステップと、低温蒸発領域の昇華待ちの材料を気体状態まで加熱し、昇華後の気体材料を前記溶融材料と反応させるようにするステップと、を含む。製造された多元合金化合物、該多元合金化合物を用いてインクを製造する方法及び製造された多元合金化合物インク、並びに多元合金化合物インクを用いて薄膜吸収層を製造する方法及び製造された多元合金化合物薄膜吸収層。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多元合金化合物を製造する溶融待ちの材料を均一に混合してから、真空容器の高温合成領域に置き、多元合金化合物を製造する昇華待ちの材料を前記真空容器の低温蒸発領域に置くステップと、
前記高温合成領域の溶融待ちの材料を溶融状態まで加熱し、溶融材料を形成するようにするステップと、
前記低温蒸発領域の昇華待ちの材料を気体状態まで加熱し、昇華後の気体材料を前記溶融材料と反応させるようにするステップと、を含む多元合金化合物の製造方法。
【請求項２】
常に前記低温蒸発領域と前記高温合成領域との間に正の温度勾配があるように維持することを更に含む請求項１に記載の多元合金化合物の製造方法。
【請求項３】
前記低温蒸発領域の昇華待ちの材料が気体状態に遷移し始める時間を前記高温合成領域の溶融待ちの材料の溶融時間より早くなくするように制御することを更に含む請求項２に記載の多元合金化合物の製造方法。
【請求項４】
前記高温合成領域及び前記低温蒸発領域をいずれも各々の設定温度に加熱した後、前記高温合成領域及び前記低温蒸発領域を保温し、前記昇華後の気体材料を前記溶融材料と反応し続けるようにして、反応を完了した後、前記高温合成領域及び前記低温蒸発領域を降温することを更に含む請求項３に記載の多元合金化合物の製造方法。
【請求項５】
前記高温合成領域を設定された時間帯保温した後、前記高温合成領域に形成された多元合金化合物の溶融温度以上まで前記高温合成領域の温度を降下して再び保温し、反応を行うようにして、前記高温合成領域を降温して再び保温する過程において、反応が完了するまで、前記低温蒸発領域を元の保温温度で保温し続けることを更に含む請求項４に記載の多元合金化合物の製造方法。
【請求項６】
前記多元合金化合物は、銅インジウムガリウムセレン化合物を含み、前記銅インジウムガリウムセレン化合物を製造する溶融待ちの材料は、銅、インジウム及びガリウム単体を含み、前記銅インジウムガリウムセレン化合物を製造する昇華待ちの材料は、セレン単体を含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の多元合金化合物の製造方法。
【請求項７】
前記真空容器は、Ｌ型石英管又はセラミック管であり、前記Ｌ型石英管又はセラミック管の両端はそれぞれ前記高温合成領域及び前記低温蒸発領域であり、前記高温合成領域は、銅、インジウム及びガリウム単体を収容できるように配置される容器を有し、前記低温蒸発領域は、セレン単体を収容できるように配置される容器を有し、
前記高温合成領域及び前記低温蒸発領域の前記容器は、石英ボート、るつぼ又は前記高温合成領域及び前記低温蒸発領域内に形成される凹みである請求項６に記載の多元合金化合物の製造方法。
【請求項８】
前記高温合成領域の温度が７００℃〜７５０℃まで上昇する時、前記低温蒸発領域を昇温し始めることにより、前記低温蒸発領域のセレン単体が気体状態に遷移し始める時間を前記高温合成領域の銅・インジウム・ガリウムの溶融時間より早くなくするように制御することと、
前記高温合成領域の温度が１１００℃〜１１５０℃まで上昇する時、前記高温合成領域を保温し始め、前記低温蒸発領域の温度が５５０℃〜６００℃まで上昇した後、前記低温蒸発領域を保温することと、
前記高温合成領域を１１００℃〜１１５０℃で設定された時間帯保温した後、反応が完了するまで、前記高温合成領域を９５０℃〜１０００℃まで降温して再び保温し、且つ、同時に前記低温蒸発領域を５５０℃〜６００℃で保温し続け、反応が完了した後、前記高温合成領域及び前記低温蒸発領域の温度を１００℃以下まで降下することと、
常に前記低温蒸発領域と前記高温合成領域との間に正の温度勾配があるように維持することと、を更に含む請求項７に記載の多元合金化合物の製造方法。
【請求項９】
前記銅インジウムガリウムセレン化合物を製造する原料は、１０モル部の銅、７〜９モル部のインジウム、１〜３モル部のガリウム、及び２より大きいモル部のセレンである請求項７に記載の多元合金化合物の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法で製造されてなる多元合金化合物。
【請求項１１】
請求項１０に記載の多元合金化合物を粉末に粉砕するステップと、
前記粉末に溶媒、接着剤及び分散剤を加えて均一に攪拌し、混合物を形成するステップと、
前記混合物から前記溶媒を除去して、多元合金化合物インクを得るステップと、を含む多元合金化合物インクの製造方法。
【請求項１２】
前記溶媒はエタノール及びメタノールから選ばれるいずれか一種又は二種であり、前記分散剤はテルピネオール及びｔｅｒｔ−ブタノールから選ばれるいずれか一種又は二種であり、前記接着剤はエチルセルロース及びセルロース誘導体から選ばれるいずれか一種又は複数種である請求項１１に記載の多元合金化合物インクの製造方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の方法で製造されてなる多元合金化合物インク。
【請求項１４】
請求項１３に記載のインクを基板の表面に塗布し、塗布済みの基板及びインクを乾燥処理し、乾燥処理済みの基板及びインクをアニール処理するステップを含む多元合金化合物薄膜吸収層の製造方法。
【請求項１５】
多元合金化合物薄膜吸収層が銅インジウムガリウムセレン薄膜吸収層である場合、
前記基板の表面に少なくとも二層のインクを塗布し、隣接する二層のインクのうち、太陽に向く面に近い一層のインクにおけるインジウム・ガリウムの含有量の比が太陽に向く面から離れた一層のインクにおけるインジウム・ガリウムの含有量の比より小さいステップと、
各層のインクの塗布を完了した後、乾燥処理するステップと、
最終層のインクの乾燥を完了した後、各層のインクをアニール処理するステップと、を含む請求項１４に記載の多元合金化合物薄膜吸収層の製造方法。
【請求項１６】
前記乾燥温度は１５０℃〜２５０℃であり、前記乾燥時間は３ｍｉｎ〜５ｍｉｎであり、前記アニール温度は４５０℃〜５５０℃であり、前記アニール時間は１０ｍｉｎ〜１５ｍｉｎである請求項１５に記載の多元合金化合物薄膜吸収層の製造方法。
【請求項１７】
請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法で製造されてなる多元合金化合物薄膜吸収層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は多元合金化合物の製造方法及び製造された多元合金化合物、該多元合金化合物を用いてインクを製造する方法及び製造された多元合金化合物インク、並びに多元合金化合物インクを用いて薄膜吸収層を製造する方法及び製造された多元合金化合物薄膜吸収層に関するが、それらに限らない。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ＣＩＧＳ（ＣｕＩｎｘＧａ（１−ｘ）Ｓｅ２、銅インジウムガリウムセレン薄膜太陽電池）は将来性のある薄膜太陽電池であり、現在、ＣＩＧＳを産業的に製造する主な方法は共蒸発法及びマグネトロンスパッタ法である。この２つの方法の高真空性に基づき、装置又はプロセスの面から見れば、コストがいずれもより高く、従って、印刷のような、ＣＩＧＳを非真空・低コストで製造する技術は業界で普及している。
【０００３】
現在、ＣＩＧＳを非真空で印刷するために用いられる塗布ペースト又はコロイドの製造方法は主に２つある。１つ目は、化学合成法でＣＩＧＳナノ材料を製造して更にペーストに調製するが、化学合成されたＣＩＧＳは純度が低く、製造されたＣＩＧＳ薄膜の少数キャリア寿命が短いため、現在、このような吸収層を用いた電池の効率がより低い。２つ目は、四種の単体粉末又は複数種の二三元化合物粉末を用いて塗布原料に調製し、このようなペーストが膜形成中に更に四元化合物を形成する時の反応を制御することは困難であり、不十分な反応により組成のミスマッチを起こすと同時に、より高い反応温度もセレン成分の大量流出を起こす恐れがあり、このため、製造されたＣＩＧＳ薄膜の品質が悪い。
【０００４】
また、漸進的に変化するバンドギャップを持つＣＩＧＳ薄膜の製造は、薄膜光吸収層の転化効率の向上に役立つが、現在、ＣＩＧＳ薄膜の印刷製造はＣＩＧＳ材料の製造方法に制限され、単一固定組成のＣＩＧＳ薄膜の場合が多く、高効率電池の製造にとって不利になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以下は本明細書を詳しく説明する主題の概説である。本概説は特許請求の保護範囲を制限するためのものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題に対して、本願は合金組成を正確に制御できる多元合金化合物の製造方法及び製造された多元合金化合物、該多元合金化合物を用いてインクを製造する方法及び製造された多元合金化合物インク、並びに多元合金化合物インクを用いて薄膜吸収層を製造する方法及び製造された多元合金化合物薄膜吸収層を提供する。
【０００７】
本願の実施例は多元合金化合物の製造方法を提供し、前記方法は、
多元合金化合物を製造する溶融待ちの材料を均一に混合してから、真空容器の高温合成領域に置き、多元合金化合物を製造する昇華待ちの材料を真空容器の低温蒸発領域に置くステップと、
高温合成領域の溶融待ちの材料を溶融状態まで加熱し、溶融材料を形成するようにするステップと、
低温蒸発領域の昇華待ちの材料を気体状態まで加熱し、昇華後の気体材料を前記溶融材料と反応させるようにするステップと、を含む。
【０００８】
本願の実施例は多元合金化合物を更に提供し、前記多元合金化合物は上記のような多元合金化合物の製造方法で製造されてなる。
【０００９】
本願の実施例は多元合金化合物における各成分の組成比を正確に制御できる多元合金化合物インクの製造方法を更に提供する。
【００１０】
本願の実施例による多元合金化合物インクの製造方法は、
上記のような多元合金化合物の製造方法で製造された多元合金化合物を粉末に粉砕するステップと、
前記粉末に溶媒、接着剤及び分散剤を加えて均一に攪拌し、混合物を形成するステップと、
前記混合物から溶媒を除去して、多元合金化合物インクを得るステップと、を含む。
【００１１】
本願の実施例は多元合金化合物インクを更に提供し、前記多元合金化合物インクは上記のような多元合金化合物インクの製造方法で製造されてなる。
【００１２】
本願の実施例は多元合金化合物の組成比を正確に制御できる多元合金化合物薄膜吸収層の製造方法を更に提供する。
【００１３】
本願の実施例による多元合金化合物薄膜吸収層の製造方法は、
上記のような多元合金化合物インクの製造方法で製造された多元合金化合物インクを基板の表面に塗布し、塗布済みの基板及びインクを乾燥処理し、乾燥処理済みの基板及びインクをアニール処理するステップを含む。
【００１４】
本願の実施例は多元合金化合物薄膜吸収層を更に提供し、前記多元合金化合物薄膜吸収層は上記のような多元合金化合物薄膜吸収層の製造方法で製造されてなる。
【００１５】
本願において、用語「多元合金化合物」は複数種の単体で製造されてなり、且つ一種の単体の昇華温度がほかの単体からなる混合物の溶融温度より低い化合物であると定義される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
図面は本願の技術案のさらなる理解を提供するためのものであって、明細書の一部となり、本願の実施例とともに本願の技術案を解釈するためのものであり、本願の技術案を制限するためのものではない。
【００１７】
【図１】本願の実施例の銅インジウムガリウムセレン四元化合物を製造する時の配置模式図である。
【図２】本願の一実施例の一層目のインクを塗布した後の模式図である。
【図３】本願の一実施例の一層目のインクを乾燥した後の模式図である。
【図４】本願の一実施例の二層目のインクを塗布した後の模式図である。
【図５】本願の一実施例のアニール後に銅インジウムガリウムセレン光吸収層薄膜を形成する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、明細書の図面を参照しながら本願を更に説明する。
【００１９】
以下は本願の好適な実施例であるが、本願の保護範囲はこれに限らず、当業者が本願に開示された技術的範囲内に容易に想到し得る変更又は置換は、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。従って、本願の保護範囲は特許請求の保護範囲に準じる。
【００２０】
本願の実施例は多元合金化合物の製造方法を提供し、前記方法は、
多元合金化合物を製造する溶融待ちの材料を均一に混合してから、真空容器の高温合成領域に置き、多元合金化合物を製造する昇華待ちの材料を真空容器の低温蒸発領域に置くステップと、
高温合成領域の溶融待ちの材料を溶融状態まで加熱し、溶融材料を形成するようにするステップと、
低温蒸発領域の昇華待ちの材料を気体状態まで加熱し、昇華後の気体材料を前記溶融材料と反応させるようにするステップと、を含む。
【００２１】
例示的な実施例において、前記方法は、更に、常に低温蒸発領域と高温合成領域との間に正の温度勾配があるように維持することを含んでもよい。
【００２２】
例示的な実施例において、前記方法は、更に、低温蒸発領域の昇華待ちの材料が気体状態に遷移し始める時間を高温合成領域の溶融待ちの材料の溶融時間より早くなくするように制御することを含んでもよい。
【００２３】
例示的な実施例において、前記方法は、更に、高温合成領域及び低温蒸発領域をいずれも各々の設定温度に加熱した後、高温合成領域及び低温蒸発領域を保温し、昇華後の気体材料を前記溶融材料と反応し続けるようにして、反応が完了した後、高温合成領域及び低温蒸発領域を降温することを含んでもよい。
【００２４】
例示的な実施例において、前記方法は、更に、高温合成領域を設定された時間帯保温した後、高温合成領域に形成された多元合金化合物の溶融温度以上まで高温合成領域の温度を降下して再び保温し、反応を行うようにして、高温合成領域を降温して再び保温する過程において、反応が完了するまで、低温蒸発領域を元の保温温度で保温し続けることを含んでもよい。
【００２５】
本願において、真空容器とは、動作状態にある時、内部空気圧を１０−１Ｐａ〜１０−４Ｐａまで排気する容器を意味する。
【００２６】
例示的な実施例において、前記多元合金化合物は銅インジウムガリウムセレン化合物を含んでもよく、前記銅インジウムガリウムセレン化合物を製造する溶融待ちの材料は銅、インジウム及びガリウム単体を含んでもよく、前記銅インジウムガリウムセレン化合物を製造する昇華待ちの材料はセレン単体を含んでもよい。
【００２７】
例示的な実施例において、前記真空容器はＬ型石英管又はセラミック管であってもよく、前記Ｌ型石英管又はセラミック管の両端はそれぞれ高温合成領域及び低温蒸発領域であってもよい。高温合成領域には銅インジウムガリウム単体を収容できるように配置される容器を有してもよく、低温蒸発領域にはセレン単体を収容できるように配置される容器を有してもよい。
【００２８】
例示的な実施例において、高温合成領域及び低温蒸発領域の容器は石英ボート、るつぼ又は高温合成領域及び低温蒸発領域内に形成される凹みであってもよい。
【００２９】
例示的な実施例において、前記方法は、
銅、インジウム及びガリウム単体を均一に混合してから、高温合成領域の容器内に入れ、セレン単体を低温蒸発領域の容器内に入れるステップと、
高温合成領域の銅、インジウム及びガリウムを溶融状態まで加熱し、低温蒸発領域のセレンを気体状態まで加熱して反応を行うステップと、を含んでもよい。
【００３０】
例示的な実施例において、前記方法は、更に、
低温蒸発領域のセレン単体が気体状態に遷移し始める時間を高温合成領域の銅・インジウム・ガリウムの溶融時間より早くなくするように制御することと、
高温合成領域及び低温蒸発領域をいずれも各々の設定温度に加熱した後、高温合成領域及び低温蒸発領域を保温することと、
高温合成領域を設定された時間帯保温した後、高温合成領域の温度を銅インジウムガリウムセレン化合物の溶融温度以上まで降下して再び保温し、反応を行うようにして、高温合成領域を降温して再び保温する過程において、反応が完了するまで、低温蒸発領域を元の保温温度で保温し続け、反応が完了した後、高温合成領域及び低温蒸発領域を１００℃以下まで降温することと、
常に低温蒸発領域と高温合成領域との間に正の温度勾配があるように維持することと、を含んでもよい。
【００３１】
例示的な実施例において、まず銅・インジウム・ガリウムを溶融状態まで加熱し、銅・インジウム・ガリウムを先に反応させ、次にセレンを気体状態に加熱昇華し、真空容器内にセレン雰囲気を形成させ、それにより銅・インジウム・ガリウムをセレン化する。セレン化過程において銅・インジウム・ガリウムを均一にセレン化するために、銅・インジウム・ガリウムが完全に溶融した時間はセレンの昇華開始時間より遅くなくてもよい。また、セレン蒸気を安定した速度で高温合成領域へ搬送することを確保するために、低温蒸発領域から高温合成領域までの間に常に正の温度勾配があるようにしてもよい。
【００３２】
例示的な実施例において、前記方法は、更に、
高温合成領域の温度が７００℃〜７５０℃まで上昇する時、低温蒸発領域を昇温し始めることにより、低温蒸発領域のセレン単体が気体状態に遷移し始める時間を高温合成領域の銅・インジウム・ガリウムの溶融時間より早くなくするように制御することと、
高温合成領域の温度が１１００℃〜１１５０℃まで上昇する時、高温合成領域を保温し始め、低温蒸発領域の温度が５５０℃〜６００℃まで上昇した後、低温蒸発領域を保温することと、
高温合成領域を１１００℃〜１１５０℃で設定された時間帯保温した後、反応が完了するまで、高温合成領域を９５０℃〜１０００℃まで降温して再び保温し、且つ、同時に低温蒸発領域を５５０℃〜６００℃で保温し続け、反応が完了した後、高温合成領域及び低温蒸発領域の温度を１００℃以下まで降下することと、を含んでもよい。
【００３３】
例示的な実施例において、前記銅インジウムガリウムセレン化合物を製造する原料は１０モル部の銅、７〜９モル部のインジウム、１〜３モル部のガリウム、及び２より大きいモル部のセレンであってもよい。
【００３４】
例示的な実施例において、前記真空容器は石英管又はセラミック管であってもよい。
【００３５】
例示的な実施例において、前記真空容器はＬ型石英管又はセラミック管であってもよい。
【００３６】
例示的な実施例において、前記Ｌ型石英管の両端はそれぞれ高温合成領域及び低温蒸発領域であってもよい。高温合成領域に銅インジウムセレン単体を収容できるように配置される容器を有し、低温蒸発領域にセレン単体を収容できるように配置される容器を有する。前記容器は石英ボート、るつぼ又は高温合成領域又は低温蒸発領域内に形成される凹みであってもよい。
【００３７】
本願の実施例は多元合金化合物を更に提供し、前記多元合金化合物は上記のような多元合金化合物の製造方法で製造されてなる。
【００３８】
本願の実施例は多元合金化合物における各成分の組成比を正確に制御できる多元合金化合物インクの製造方法を更に提供する。
【００３９】
本願の実施例による多元合金化合物インクの製造方法は、上記のような多元合金化合物の製造方法で製造された多元合金化合物を用いてインクを製造するステップを含む。
【００４０】
例示的な実施例において、前記方法は、
上記のような多元合金化合物の製造方法で製造された多元合金化合物を粉末に粉砕するステップと、
前記粉末に溶媒、接着剤及び分散剤を加えて均一に攪拌し、混合物を形成するステップと、
前記混合物から溶媒を除去して、多元合金化合物インクを得るステップと、を含んでもよい。
【００４１】
例示的な実施例において、前記混合物から溶媒を除去する方式は加熱蒸発又は静置蒸発であってもよい。
【００４２】
上記多元合金化合物の製造方法は多元合金化合物における各成分の含有量を正確に制御できるため、上記多元合金化合物の製造方法で得た多元合金化合物を用いて多元合金化合物インクを製造することも、同様にインクにおける各成分の含有量を正確に制御できる。
【００４３】
例示的な実施例において、前記溶媒はエタノール及びメタノールから選ばれるいずれか一種又は二種であってもよく、前記分散剤はテルピネオール及びｔｅｒｔ−ブタノールから選ばれるいずれか一種又は二種であってもよく、前記接着剤はエチルセルロース及びセルロース誘導体から選ばれるいずれか一種又は複数種であってもよい。
【００４４】
例示的な実施例において、前記セルロース誘導体はセルロースエステル系誘導体であってもよい。
【００４５】
例示的な実施例において、前記加熱蒸発過程はロータリーエバポレーターを用いて行われてもよい。
【００４６】
本願の実施例は多元合金化合物インクを更に提供し、前記多元合金化合物インクは上記のような多元合金化合物インクの製造方法で製造されてなる。
【００４７】
本願の実施例は多元合金化合物の組成比を正確に制御できる多元合金化合物薄膜吸収層の製造方法を提供する。
【００４８】
本願の実施例による多元合金化合物薄膜吸収層の製造方法は、上記のような多元合金化合物インクの製造方法で製造された多元合金化合物インクを用いて多元合金化合物薄膜吸収層を製造するステップを含む。
【００４９】
例示的な実施例において、前記方法は、
上記のような多元合金化合物インクの製造方法で製造された多元合金化合物インクを基板の表面に塗布し、塗布済みの基板及びインクを乾燥処理し、乾燥処理済みの基板及びインクをアニール処理するステップを含んでもよい。
【００５０】
本願の多元合金化合物薄膜吸収層の製造方法で銅インジウムガリウムセレン薄膜吸収層を製造する場合、膜形成・アニール温度が低く、結晶が良く、余分のセレン化を必要としない。
【００５１】
上記インクにおける多元合金化合物の各成分の組成比を正確に制御できるため、本願は印刷方式で多元合金化合物薄膜吸収層を製造する過程においても、同様に各成分の組成比を正確に制御することができ、従来の印刷方法で多元合金化合物薄膜吸収層を製造する過程において、組成比を制御しにくいという欠点を克服した。
【００５２】
多元合金化合物薄膜吸収層が銅インジウムガリウムセレン薄膜吸収層である場合、本願の多元合金化合物薄膜吸収層の製造方法は、
上記のような多元合金化合物インクの製造方法で製造された銅インジウムガリウムセレンインクを基板の表面に少なくとも二層塗布することにより、隣接する二層のインクのうち、太陽に向く面に近い一層のインクにおけるインジウム・ガリウムの含有量の比を、太陽に向く面から離れた一層のインクにおけるインジウム・ガリウムの含有量の比より小さくするステップと、
各層のインクの塗布を完了した後、乾燥処理するステップと、
最終層のインクの乾燥を完了した後、各層のインクをアニール処理するステップと、を含んでもよい。
【００５３】
例示的な実施例において、基板の表面にインクを塗布するプロセスは、
基板に一層のインクを塗布して乾燥するステップと、
上記一層のインクに一層のインクを再び塗布して乾燥するステップと、
各層のインクの塗布を完了した後、基板及び各層のインクをアニール処理するステップと、を含んでもよい。
上記ステップにおいて、上記一層インクに一層のインクを再び塗布して乾燥するステップは少なくとも一回行われる。
【００５４】
本願の実施例は多元合金化合物薄膜吸収層を更に提供し、前記多元合金化合物薄膜吸収層は上記のような多元合金化合物薄膜吸収層の製造方法で製造されてなる。
【００５５】
多元合金化合物における各成分の含有量を制御できるため、異なるバンドギャップ幅を有する多元合金化合物を製造することができる。異なるバンドギャップ幅を有する多元合金化合物を用いて、漸進するバンドギャップを持つ多元合金化合物薄膜吸収層を製造することができ、印刷によって漸進するバンドギャップを持つ多元合金化合物薄膜吸収層を製造するという目的を実現する。
【００５６】
本願の一実施例は多元合金化合物の製造方法を提供し、銅インジウムガリウムセレン化合物の製造を例として、前記方法は、
間隔を置いて設置される高温合成領域１及び低温蒸発領域２を含む真空容器を提供するＳ１と、
銅、インジウム及びガリウム単体を高温合成領域１に置き、セレン単体を低温蒸発領域２に置くＳ２と、
高温合成領域１の銅、インジウム及びガリウム単体を溶融状態まで加熱し、低温蒸発領域２のセレン単体を気体状態まで加熱し、且つ、低温蒸発領域２のセレンが気体状態に遷移し始める時間を銅・インジウム・ガリウムの溶融時間より早くなくするＳ３と、
高温合成領域１及び低温蒸発領域２を保温するＳ４と、
高温合成領域１の温度を銅インジウムガリウムセレン合金の溶融温度以上に降下して再び保温し、次に高温合成領域１及び低温蒸発領域２を１００℃以下まで降温するＳ５と、を含んでもよい。
上記ステップにおいて、常に低温蒸発領域２と高温合成領域１との間に正の温度勾配があり、つまり、真空容器の温度が低温蒸発領域２から高温合成領域１まで勾配状に上昇するように維持してもよい。
【００５７】
ステップＳ１において、真空容器を提供し、該真空容器は、石英管、セラミック管等の耐熱材質で製造された一定の剛性を持つ容器であってもよい。図１に示すように、真空容器内の一定の間隔のある部分をそれぞれ高温合成領域１及び低温蒸発領域２としてもよい。材料を上記容器に入れてから、容器内の空気圧を１０−１Ｐａ又はそれ以下に排気して真空容器にする。ステップＳ２において、純度が９９．９９９％より大きいＣｕ、Ｉｎ、Ｇａ及びＳｅ単体を原料として使用してもよく、各単体の質量をＣｕＩｎ０．７Ｇａ０．３Ｓｅ２．０５の組成で秤量、配合し、つまり、１モル部のＣｕ、０．７モル部のＩｎ、０．３モル部のＧａ、及び２．０５モル部のＳｅで各単体を秤量、配合してもよい。Ｓｅ単体をＬ型石英管の短辺の一端の石英ボート内に入れ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ単体をＬ型石英管の長辺の一端の石英ボート内に入れ、石英管を１０−２Ｐａ以下まで真空排気してから、Ｌ型石英管をシールして、電気炉に入れてもよい。Ｓｅ単体を収容する石英ボートは、電気炉において低温蒸発領域２に対応する低温領域に対応し、Ｃｕ、Ｉｎ及びＧａ単体を収容する石英ボートは、電気炉において高温合成領域１に対応する高温領域に対応してもよい。Ｌ型石英管のほか、上記のような反応器を用いて真空容器を形成してもよい。反応器を１０−１Ｐａ又はそれ以下のほかの圧力、例えば、１０−１Ｐａ、１０−２Ｐａ、１０−３Ｐａ又は１０−４Ｐａまで真空排気してもよい。石英ボートではなく、ほかの耐熱容器を用いて材料を収容してもよく、例えばるつぼを用いて材料を収容する。容器の高温合成領域１及び低温蒸発領域２に凹みを有する場合、材料を凹み内に直接入れてもよい。電気炉以外のほかの加熱装置を用いてＬ型石英管を加熱してもよい。本実施例の多元合金化合物の製造方法は、真空容器及び加熱装置を備える装置で行われてもよく、前記真空容器は、高温合成領域１、低温蒸発領域２及び封止装置を含み、
前記高温合成領域１及び前記低温蒸発領域２はそれぞれ前記真空容器の両端に設置され、
前記加熱装置は前記真空容器の周囲に間隔を置いて設置され、前記真空容器を加熱して、温度勾配を形成するように配置され、
前記真空容器は開口部を有し、前記封止装置は前記開口部をシールできるように配置される。
【００５８】
高温合成領域１及び低温蒸発領域２はそれぞれ前記真空容器の両端に設置され、高温合成領域１及び低温蒸発領域２を設定された距離で隔て、それにより異なる温度まで加熱できる。距離要件を満たす場合、必要に応じて高温合成領域１及び低温蒸発領域２の位置を調整できる。
【００５９】
前記加熱装置は前記真空容器を領域毎に加熱でき、各領域の温度を独立して制御して温度勾配を形成できるように配置されてもよい。
【００６０】
前記加熱装置は電気加熱コイルであってもよく、それは真空容器の外表面に取り巻かれてもよいし、真空容器の外表面寄り位置に設置されてもよい。
【００６１】
上記銅インジウムガリウムセレン化合物の組成は、本実施例における製造された銅インジウムガリウムセレン化合物の組成を制限するためのものではなく、例えば、更に、ＣｕＩｎ０．８５Ｇａ０．１５Ｓｅ２．０５、ＣｕＩｎ０．９Ｇａ０．１Ｓｅ２、ＣｕＩｎ０．８Ｇａ０．２Ｓｅ２、ＣｕＩｎ０．７５Ｇａ０．２５Ｓｅ２の組成の銅インジウムガリウムセレン化合物を製造してもよい。上記銅インジウムガリウムセレン化合物の製造プロセスにおいて、秤量する時に、インジウム及びガリウムのモル部の和を銅のモル部とほぼ等しくすることで、単体銅、インジウム及びガリウムの質量を計算してもよい。例えば、銅、インジウム及びガリウムのモル部の比を所望の化合物における銅、インジウム及びガリウムの原子個数の比とほぼ等しくしてもよいが、セレンのモル部を銅のモル部の二倍より大きくすることで計算してもよい。例えば、セレン及び銅のモル部の比を所望の化合物におけるセレン及び銅の原子個数の比より少々大きくしてもよい。例えばセレンのモル部は、銅の２．１倍、２．２倍、２．３倍、２．４倍又は２．５倍であってもよい。過剰のセレンを低温蒸発領域２に置いてもよく、このように、反応プロセス全体に、セレンが過剰であるため、常にセレン蒸気雰囲気において反応するように維持することができる。
【００６２】
ステップＳ３において、高温合成領域と低温蒸発領域との間の温度制御電力を調整することにより、低温から高温までの温度勾配区間を形成することができ、例えば、線形温度勾配区間を形成することができる。高温合成領域１を８５ｍｉｎ〜９０ｍｉｎで１１００℃〜１１５０℃まで昇温するように設定してもよい。高温合成領域１が５５ｍｉｎ〜６０ｍｉｎの昇温を開始する時、高温合成領域１の温度を７００℃〜７５０℃まで上昇することができ、この時、低温蒸発領域２に対する昇温を開始し、低温蒸発領域２を５５ｍｉｎ〜６０ｍｉｎで５５０℃〜６００℃まで昇温するように設定してもよい。例えば、高温合成領域１と低温蒸発領域２との間の各領域に対応する加熱装置の加熱電力を独立して調整することにより、低温蒸発領域２から高温合成領域１までの領域を、低温から高温までの温度勾配区間に形成させることができる。低温蒸発領域２と高温合成領域１との間の領域を加熱することにより、低温蒸発領域２から高温合成領域１までの領域を、低温から高温までの温度勾配区間に形成させることができる。
【００６３】
低温蒸発領域２のセレンが気体状態に遷移し始める時間を銅・インジウム・ガリウムの溶融時間より早くなくすることは、低温蒸発領域２のセレンが気体状態に遷移し始める時間を銅・インジウム・ガリウムが完全に溶融した時間より早くなくすることであってもよい。
【００６４】
ステップＳ４において、高温合成領域１及び低温蒸発領域２は各々の設定された最高温度に達してから、温度を維持する。保温時間を材料の数量、反応タイプ等の条件によって計算してもよく、銅・インジウム・ガリウム・セレンを十分に反応するようにできる限り確保する。例えば、高温合成領域１及び低温蒸発領域２がいずれも最高温度に達してから、高温合成領域１及び低温蒸発領域２をいずれも６ｈ保温してもよい。高温合成領域１及び低温蒸発領域２の加熱速度を制御することにより、高温合成領域１及び低温蒸発領域２を各々の最高温度に同時に到達させ、次に同時に保温し始めてもよい。
【００６５】
ステップＳ５において、高温合成領域１の温度を銅インジウムガリウムセレン合金の溶融温度以上に降下して保温する。このように、反応プロセスの後半に温度が高すぎるため、セレンの揮発量がセレンの溶込量より大きくなることを避けることに役立ち、それにより化合物の形成に役立つ。高温合成領域１を１５ｍｉｎで９５０℃〜１０００℃まで降温するように設定してもよく、再び１．５ｈ〜２ｈ保温し、高温合成領域１を９５０℃〜１０００℃で保温する時、低温蒸発領域２を７００℃〜７５０℃で保温し続けてもよい。その後、すべての加熱装置を停止して、高温合成領域１及び低温蒸発領域２を電気炉に従って１００℃以下まで冷却し、高温合成領域１の石英ボート内からＣＩＧＳ四元化合物を得る。合成されたＣＩＧＳ化合物の組成はＣｕＩｎ０．７Ｇａ０．３Ｓｅ２である。本実施例では、ステップＳ２において、ＣｕＩｎ０．７Ｇａ０．３Ｓｅ２．０５の組成で各単体の質量を秤量、配合し、得たＣＩＧＳ化合物の組成はＣｕＩｎ０．７Ｇａ０．３Ｓｅ２であり、つまり、ＣｕＩｎ０．７Ｇａ０．３Ｓｅ２化合物を得るために、ＣｕＩｎ０．７Ｇａ０．３Ｓｅ２．０５における各元素の原子比で秤量待ちの各単体のモル比を計算してもよい。
【００６６】
セレン蒸気が搬送中に石英管の内壁に凝結しないことを確保するために、低温蒸発領域２から高温合成領域１までの間に正の温度勾配があるようにしてもよい。蒸気の搬送速度の安定性を確保するために、石英管の低温蒸発領域２から高温合成領域１までの間に線形温度勾配があるように制御してもよい。
【００６７】
本実施例の銅インジウムガリウムセレン化合物の製造方法において、まず銅・インジウム・ガリウムを溶融状態まで加熱し、銅・インジウム・ガリウムを先に反応させ、次にセレンを気体状態に加熱昇華し、真空容器内にセレン雰囲気を形成させ、それにより銅・インジウム・ガリウムをセレン化する。銅・インジウム・ガリウムを均一にセレン化するために、本願は銅・インジウム・ガリウムが完全に溶融する時間をセレンの昇華開始時間より遅くなくしてもよい。また、セレン蒸気を安定した速度で高温合成領域１へ搬送することを確保するために、低温蒸発領域２から高温合成領域１まで常に正の温度勾配があるようにしてもよい。
【００６８】
銅インジウムガリウムセレン化合物以外、本実施例の多元合金化合物の製造方法は更にほかの多元合金化合物を製造することに用いられる。
【００６９】
本願の一実施例はＣＩＧＳインクの製造方法を提供し、前記方法は、
製造された銅インジウムガリウムセレン化合物を粉末に粉砕するＳ１０と、
前記粉末に溶媒、接着剤及び分散剤を加えて均一に攪拌し、混合物を形成するＳ２０と、
前記混合物から加熱蒸発又は静置揮発によって溶媒を除去し、ＣＩＧＳインクを形成するＳ３０と、を含んでもよい。
【００７０】
ステップＳ１０において、ジルコニア遊星ボールミルによって製造されたＣＩＧＳ化合物をナノ粉末に粉砕してもよいが、ＣＩＧＳ化合物の粉砕方法はジルコニア遊星ボールミルに限らず、ほかの方式を用いてもよく、ＣＩＧＳをナノ粉末に粉砕すればよい。
【００７１】
ステップＳ２０において、銅インジウムガリウムセレン化合物粉末を溶媒、接着剤及び分散剤と混合して混合物を形成してもよく、上記混合物を超音波攪拌によって均一な混合物を形成する。溶媒はエタノール、メタノール又はそれらの混合物を用いてもよい。接着剤はエチルセルロース、セルロース誘導体（例えば、セルロースエステル系誘導体）又はそれらの混合物を用いてもよい。分散剤はテルピネオール、ｔｅｒｔ−ブタノール又はそれらの混合物を用いてもよい。
【００７２】
ステップＳ３０において、ロータリーエバポレーターによってステップＳ２０において形成された混合物における無水エタノール又はほかの溶媒を蒸発してもよく、それによりＣＩＧＳインクを得る。超音波攪拌プロセスにおいて、エチルセルロース、セルロース誘導体又はそれらの混合物をテルピネオール、ｔｅｒｔ−ブタノール又はそれらの混合物に溶解して液体接着相を形成してもよい。無水エタノールを用いて接着相の粘度を適切な範囲に調整してもよく、銅インジウムガリウムセレン合金の均一な分布に役立ち、分布を完了した後、その中の無水エタノールを蒸発させ、最後に銅インジウムガリウムセレン合金粉末は上記液体物に均一に浮遊し、銅インジウムガリウムセレンインクを形成する。
【００７３】
無水エタノールの蒸発方法はロータリーエバポレーターを用いて蒸発してもよく、該方式は本願のエタノールの蒸発方法を制限するためのものではなく、例えば、更に減圧蒸発方法で無水エタノールを除去し、又は混合物を加熱することにより、その中の無水エタノールを蒸発させてもよく、ひいては混合物を室温に置いて無水エタノールを自然蒸発させてもよい。
【００７４】
本願の一実施例は銅インジウムガリウムセレン薄膜吸収層の製造方法を提供し、前記方法は、
製造された銅インジウムガリウムセレンインクをスクリーン印刷によってＭｏめっきのソーダ石灰ガラス又はステンレス基板に塗布し、塗布方式は薄膜電池のプロセス全体の要件に応じて断続塗布又は連続塗布してもよい。インクを塗布した基板を連続焼結炉内に移動してペーストの乾燥及びアニールを行い、乾燥温度は１５０℃〜２５０℃であってもよく、乾燥時間は３ｍｉｎ〜５ｍｉｎであってもよく、アニール温度は４５０℃〜５５０℃であってもよく、アニール時間は１０ｍｉｎ〜１５ｍｉｎであってもよく、最後にＣＩＧＳ薄膜吸収層を得るステップを含んでもよい。
【００７５】
本実施例において、製造されたインクをＭｏめっきのソーダ石灰ガラス又はステンレス基板に塗布してもよく、次にインクを乾燥させ、乾燥過程においてに液体接着相を蒸発又は分解させることができるが、銅インジウムガリウムセレン粉末は基板に残され、次に銅インジウムガリウムセレン粉末をアニールし、アニール中に銅インジウムガリウムセレン粉末は成長して銅インジウムガリウムセレン薄膜吸収層を形成する。インクを製造するために銅インジウムガリウムセレン合金を用いたため、アニール中にそれを銅・インジウム・ガリウム・セレンの反応温度まで加熱する必要がなく、アニール温度まで加熱して粉末を成長して膜形成すればよい。
【００７６】
本願の銅インジウムガリウムセレン合金の製造方法は、銅インジウムガリウムセレン合金の組成を正確に制御できるため、本実施例の銅インジウムガリウムセレン薄膜吸収層の製造方法が製造された銅インジウムガリウムセレン合金を用いて薄膜吸収層を製造することは、同様に、薄膜吸収層の組成を制御することができ、それにより薄膜吸収層のバンドギャップ幅を制御することができる。
【００７７】
本願の一実施例は銅インジウムガリウムセレン薄膜吸収層の製造方法を提供し、前記方法は、スクリーン印刷によってＭｏめっきのソーダ石灰ガラス又はステンレス基板に先にインク１を塗布するステップを含んでもよく、塗布方式は薄膜電池のプロセス全体の要件に応じて断続塗布又は連続塗布してもよく、断続塗布によって塗布を完了した後、図２に示される。インク１を塗布した基板を焼結炉に移動してペーストの乾燥を行い、乾燥温度は１５０℃〜２５０℃であってもよく、乾燥時間は２ｍｉｎ〜３ｍｉｎであってもよく、図３に示される。乾燥後のインク１を付着した基板にインク２を用いて二次印刷を行い、図４に示すように、塗布方式は薄膜電池のプロセス全体の要件に応じて断続塗布又は連続塗布してもよい。インク２を塗布した基板を連続焼結炉内に移動してインクの乾燥及びアニールを行い、乾燥温度は１５０℃〜２５０℃であってもよく、乾燥時間は３ｍｉｎ〜５ｍｉｎであってもよく、アニール温度は４５０℃〜５５０℃であってもよく、アニール時間は１０ｍｉｎ〜１５ｍｉｎであってもよく、最後にダブルバンドギャップを持つＣＩＧＳ薄膜吸収層を得て、図５に示される。
【００７８】
本実施例において、インク１及びインク２は製造された異なる組成の銅インジウムガリウムセレン合金で製造されたインクであり、例えば、インク１は製造されたＣｕＩｎ０．７Ｇａ０．３Ｓｅ２で製造されたインクであってもよく、インク２は製造されたＣｕＩｎ０．８５Ｇａ０．１５Ｓｅ２．０５で製造されたインクであってもよい。
【００７９】
上記薄膜吸収層の場合に用いたインクは本実施例のインクの選択を制限するためのものではなく、且つ、上記インク印刷回数も本願のインク印刷回数を制限するためのものではない。
【００８０】
例えば、更にＣｕＩｎ０．９Ｇａ０．１Ｓｅ２、ＣｕＩｎ０．８Ｇａ０．２Ｓｅ２、ＣｕＩｎ０．７５Ｇａ０．２５Ｓｅ２等の組成の銅インジウムガリウムセレン合金で製造されたインクを用いて三回又は三回以上の印刷を行うことができるが、印刷過程において隣接する二層のインクのうち、太陽に向く面に近い一層のインクにおけるインジウム・ガリウムの含有量の比を、太陽に向く面から離れた一層のインクにおけるインジウム・ガリウムの含有量の比より小さくしてもよく、このように、漸進するバンドギャップを持つ光吸収層は太陽に向く面から太陽に向かない面までのバンドギャップが徐々に狭くなるように確保することができ、従って、波長の長い光は前の吸収層を通過して次の吸収層に吸収され、更に各波長の光は太陽に向く面から太陽に向かない面まで配列される各吸収層に一層ずつ吸収され、光吸収率を向上させることができる。
【００８１】
本願の一実施例において、まず銅インジウムガリウムセレン化合物を製造し、
間隔を置いて設置される高温合成領域１及び低温蒸発領域２を含む真空容器を提供するＳ１と、
銅、インジウム及びガリウム単体を高温合成領域１に置き、セレン単体を低温蒸発領域２に置くＳ２と、
高温合成領域１の銅、インジウム及びガリウム単体を溶融状態まで加熱し、低温蒸発領域２のセレンを気体状態まで加熱し、且つ、低温蒸発領域２のセレンが気体状態に遷移し始める時間を銅・インジウム・ガリウムの溶融時間より早くなくするＳ３と、
高温合成領域１及び低温蒸発領域２を保温するＳ４と、
高温合成領域１の温度を銅インジウムガリウムセレン合金の溶融温度以上に降下して保温し、次に高温合成領域１及び低温蒸発領域２を１００℃以下まで降温するＳ５と、を含む。
上記ステップにおいて、常に低温蒸発領域２と高温合成領域１との間に正の温度勾配があるように維持してもよい。
【００８２】
ステップＳ１において、真空容器を提供し、前記真空容器はＬ型石英管であってもよく、真空容器は高温合成領域及び低温蒸発領域を含み、真空容器内の一定の間隔のある部分をそれぞれ高温合成領域１及び低温蒸発領域２としてもよい。前記Ｌ型石英管の両端はそれぞれ高温合成領域及び低温蒸発領域であってもよく、高温合成領域に銅インジウムセレン単体を収容する石英ボートを置き、低温蒸発領域にセレン単体を収容する石英ボートを置く。
ステップＳ２において、純度が９９．９９９％より大きいＣｕ、Ｉｎ、Ｇａ及びＳｅ単体を原料として使用してもよく、各単体質量をＣｕＩｎ０．８Ｇａ０．２Ｓｅ２．０５の成分で秤量、配合し、つまり、１モル部のＣｕ、０．８モル部のＩｎ、０．２モル部のＧａ及び２．０５モル部のＳｅで各単体を秤量、配合してもよい。Ｓｅ単体をＬ型石英管の短辺の一端の石英ボート内に入れ、Ｃｕ、Ｉｎ及びＧａ単体をＬ型石英管の長辺の一端の石英ボート内に入れ、石英管を１０−３Ｐａ以下まで真空排気してから、Ｌ型石英管をシールして、電気炉に入れてもよい。Ｓｅ単体を収容する石英ボートは、電気炉において低温蒸発領域２に対応する低温領域に対応し、Ｃｕ、Ｉｎ及びＧａ単体を収容する石英ボートは、電気炉において高温合成領域１に対応する高温領域に対応する。
【００８３】
ステップＳ３において、高温合成領域と低温蒸発領域との間の温度制御電力を調整することにより、低温から高温までの線形温度勾配区間を形成することができる。高温合成領域１を８８ｍｉｎで１１２５℃まで昇温するように設定してもよく、高温合成領域１が５５ｍｉｎの昇温を開始する時、高温合成領域１の温度を７２５℃まで上昇することができ、この時、低温蒸発領域２に対する昇温を開始してもよく、低温蒸発領域２を５６ｍｉｎで５７５℃まで昇温するように設定してもよい。
【００８４】
ステップＳ４において、高温合成領域１が１１２５℃に達し、低温蒸発領域２が５７５℃に達してから、高温合成領域の温度及び低温蒸発領域の温度をそれぞれ６ｈ維持してもよい。
【００８５】
ステップＳ５において、高温合成領域を１５ｍｉｎで９６０℃まで降温するように設定してもよく、再び２ｈ保温し、高温合成領域１を９６０℃で保温する時、低温蒸発領域２を５７５℃で保温し続けるようにしてもよい。その後、すべての加熱装置を停止して、高温合成領域１及び低温蒸発領域２を電気炉に従って１００℃以下まで冷却し、高温合成領域１の石英ボート内からＣＩＧＳ四元化合物を得る。合成されたＣＩＧＳ化合物の組成はＣｕＩｎ０．８Ｇａ０．２Ｓｅ２である。
【００８６】
セレン蒸気が搬送中に石英管の内壁に凝結しないことを確保するために、低温蒸発領域２から高温合成領域１までの間に正の温度勾配があるようにしてもよい。蒸気の搬送速度の安定性を確保するために、石英管の低温蒸発領域２から高温合成領域１までの間に線形温度勾配があるように制御してもよい。
【００８７】
次に上記ＣＩＧＳ四元化合物を利用してＣＩＧＳインクを製造し、
ジルコニア遊星ボールミルによって製造されたＣＩＧＳ化合物をナノ粉末に粉砕するＳ１０と、
ＣＩＧＳ化合物粉末を溶媒、接着剤及び分散剤と混合し、上記混合物を超音波攪拌によって均一な混合物を形成し、溶媒は無水エタノールであってもよく、接着剤はエチルセルロースであってもよく、分散剤はテルピネオールであってもよいＳ２０と、
ロータリーエバポレーターによって上記混合物から無水エタノールを蒸発してもよく、それによりＣＩＧＳインクを得て、超音波攪拌プロセスにおいて、エチルセルロースをテルピネオールに溶解して液体接着相を形成してもよく、無水エタノールを用いて接着相の粘度を適切な範囲に調整してもよく、銅インジウムガリウムセレン合金の均一な分布に役立ち、分布を完了した後、その中の無水エタノールを蒸発させ、最後に銅インジウムガリウムセレン合金粉末が上記液体物に均一に浮遊し、銅インジウムガリウムセレンインクを形成するＳ３０と、を含んでもよい。
【００８８】
上記製造された銅インジウムガリウムセレンインクを利用して銅インジウムガリウムセレン光吸収層を製造する方法であって、
製造された銅インジウムガリウムセレンインクをスクリーン印刷によってＭｏめっきのソーダ石灰ガラス又はステンレス基板に塗布し、塗布方式は薄膜電池のプロセス全体の要件に応じて断続塗布又は連続塗布してもよく、インクを塗布した基板を連続焼結炉内に移動してペーストの乾燥及びアニールを行い、乾燥温度が１８０℃であってもよく、乾燥時間が４ｍｉｎであってもよく、アニール温度が５００℃であってもよく、アニール時間が１３ｍｉｎであってもよく、最後にＣＩＧＳ薄膜吸収層を得るステップを含んでもよい。
【００８９】
上記銅インジウムガリウムセレンインクを利用して銅インジウムガリウムセレン光吸収層を製造するほかの方法であって、
スクリーン印刷によってＭｏめっきのソーダ石灰ガラス又はステンレス基板に先にインク１を塗布し、塗布方式は薄膜電池のプロセス全体の要件に応じて断続塗布又は連続塗布してもよく、インク１を塗布した基板を焼結炉内に移動してペーストの乾燥を行い、乾燥温度が１６０℃であってもよく、乾燥時間が３ｍｉｎであってもよく、乾燥後のインク１が付着した基板にインク２を用いて二次印刷を行い、塗布方式は薄膜電池のプロセス全体の要件に応じて断続塗布又は連続塗布してもよく、インク２を塗布した基板を連続焼結炉内に移動してペーストの乾燥及びアニールを行い、乾燥温度が２００℃であってもよく、乾燥時間が４ｍｉｎであってもよく、アニール温度が５２５℃であってもよく、アニール時間が１３ｍｉｎであってもよく、最後にダブルバンドギャップを持つＣＩＧＳ薄膜吸収層を得るステップを含んでもよい。
【００９０】
インク１及びインク２は、本実施例における製造された異なる組成の銅インジウムガリウムセレン化合物を本実施例のＣＩＧＳインクの製造方法で製造してなるインクであってもよい。
【００９１】
本実施例の銅インジウムガリウムセレン合金の製造方法は、銅インジウムガリウムセレン合金の組成を正確に制御できるため、漸進するバンドギャップを持つ光吸収層を製造する時、各吸収層の銅・インジウム・ガリウム・セレン組成を制御することができ、各吸収層のバンドギャップの幅を制御することもでき、それにより、印刷方法で漸進するバンドギャップを持つ光吸収層を製造することを可能にする。
【００９２】
本開示内容は本願の実施例の原則の例であって、本願を任意の形式又は実質的に制限し、又は本願を具体的な実施案に制限するためのものではない。当業者は、当然ながら、上記本願の実施例、技術案、例えば特許請求に定義された原理、趣旨及び範囲を逸脱せずに、本願の実施例の技術案の要素、方法及びシステム等に対して、置換、変更、修正、変化を行うことができる。これらの置換、変更、修正、変化された実施案はいずれも本願の等価実施例内に含まれ、これらの等価実施例はいずれも本願の特許請求に制限された範囲内に含まれる。多くの異なる形式で本願の実施例を具体化することができるが、ここで詳しく説明したのは本願の実施案の一部である。また、本願の実施例はここに記載の種々の実施案の任意の可能な組み合わせの一部又は全部を含み、本願の特許請求に制限された範囲内にも含まれる。本願又はいずれの援用された特許、援用された特許出願又はほかの援用された資料における任意の箇所に言及されたすべての特許、特許出願及びほかの援用された資料の全体が援用によってここで組み込まれている。
【００９３】
上記開示内容は網羅的ではなく説明的なものであると規定される。当業者にとって、本明細書に多くの変化及び代替案が示唆される。すべてのこれらの代替案及び変化が本特許請求の範囲内に含まれることを目的とし、用語「含む」の意味は「○○を含むが、それらに限らない」である。ここで本願の代替実施案の説明を完了する。当業者はここに記載の実施案のほかの等価置換を理解することができ、これらの等価置換も本明細書に添付された特許請求に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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