本发明专利技术名称为“硫化镉和碲化镉的混和溅射靶以及它们使用的方法”。一般地公开了混和靶(64)，用于溅射硫化镉和碲化镉的混合层(19)。混和靶(64)可包括硫化镉和碲化镉。还提供了形成混和靶(64)的方法。例如，可从粉末状硫化镉和粉末状碲化镉形成粉末状混和物，并且将该混和物压入到混和靶(64)中。还一般地公开了用于制造具有混合层(19)的、基于碲化镉的薄膜光伏器件(10)的方法。例如，硫化镉和碲化镉的混和靶(64)可直接溅射在硫化镉层(18)上，以形成混合层(19)，并且可在混合层(19)上形成碲化镉层(20)。
【技术实现步骤摘要】
本文公开的主题一般涉及。更具体地，本文公开的主题涉及用于在碲化镉薄膜光伏器件中使用的、包括硫化镉和碲化镉两者的混合薄膜层的形成。
技术介绍
基于与硫化镉(CdS)配对作为光反应组件的碲化镉(CdTe)的、薄膜光伏(PV)模块(也称之为“太阳电池板(solar panel)”)在工业中正获得广泛接受和关注。CdTe是具有特别适于将太阳能转换为电的特性的半导体材料。例如，CdTe具有约1. 45eV的能量带隙，其使得它与太阳能电池应用中历史上使用的、较低带隙(例如，对于硅约1. IeV)半导体材料相比，能够从太阳谱转换更多的能量。而且，与较低带隙材料相比，CdTe在较低或漫射 (diffuse)光条件下转换辐射能量，并且因此与其它传统材料相比，具有一天期间或阴天条件下更长的有效转换时间。当CdTe光伏模块暴露于诸如日光的光能时，η型层和ρ型层的结一般负责电位和电流的生成。特别是，碲化镉(CdTe)层和硫化镉(CcK)形成了 ρ-η异质结，其中CdTe层充当P型层(即，正的、电子接受层(electron accepting layer))，而CdS层充当η型层 (即，负的、电子施予层(electron donating layer))。由光能产生自由载流子对，并然后通过Ρ-η异质结分离，以产生电流。在沉积碲化镉层之后的退火过程期间，可能在硫化镉层和碲化镉层的表面处发生混合。这种混合可增加碲化镉中的少数载流子存在时间，从而增加了开路电压和填充因数， 并因此器件的效率。然而，由退火过程引发的混合取决于数个制造变量，包括退火温度、退火长度、薄膜和表面均勻性(特别是在Ρ-η结处)、掺杂浓度、退火气氛(例如，湿度)等。 在大规模制造过程期间形成基本均勻PV器件时，这些制造变量可产生问题，导致制造的PV 器件变化的效率。因此，存在对具有改善的ρ-η结的碲化镉光伏器件的需要，其中改善的ρ-η结由硫化镉和碲化镉的受控的混合层定义。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将部分地在下面的描述中陈述，或者可从描述中显而易见， 或者可通过实践本专利技术而了解。一般地公开了混和靶，用于溅射硫化镉和碲化镉的混合层。混和靶可包括硫化镉和碲化镉。还提供了形成混和靶的方法。例如，可从粉末状硫化镉和粉末状碲化镉形成粉末状混和物，并且将该混和物压入到混和靶中。还一般地公开了用于制造具有混合层的、基于碲化镉的薄膜光伏器件的方法。例如，硫化镉和碲化镉的混和靶可直接溅射在硫化镉层上，以形成混合层，并且可在混合层上形成碲化镉层。参考下面的描述和所附权利要求，本专利技术的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好理解。结合在本说明书中并构成其一部分的附图示出本专利技术的实施例，以及同描述一起用来解释本专利技术的原理。附图说明针对本领域普通技术人员的、本专利技术的完整和使能性的公开(包括其最佳模式)， 在参考附图的说明书中陈述，在附图中图1示出了根据本专利技术一个实施例的、示例性碲化镉薄膜光伏器件的截面图的一般性示意图；图2示出了由单个梯度层定义的硫化镉和碲化镉的混合层的示例性实施例，其中单个梯度层在从硫化镉层向碲化镉层延伸的梯度碲化物层的厚度上具有增加的碲浓度和降低的硫浓度；图3示出了按步形成的硫化镉和碲化镉的混合层的另一个示例性实施例，以使得增加的碲含量和降低的硫含量的多个层定义了混合层；图4示出了制造包括碲化镉薄膜光伏器件的光伏模块的示例性方法的流程图；以及图5示出了根据本专利技术一个实施例的、示例性DC溅射室的截面图的一般性示意图。在本说明书和附图中重复使用的引用字符旨在表示相同或相似的特征或要素。 具体实施例方式现在，将详细参考本专利技术的实施例，其一个或多个示例示于附图中。每个示例通过解释本专利技术而不是限制本专利技术的方式来提供。实际上，对于本领域技术人员显然的是在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下，能在本专利技术中进行多种修改和变化。例如，作为实施例一部分示出或描述的特征能与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因而，本专利技术意在覆盖如所附权利要求及它们等同范围之内的此类修改和变化。在本公开中，当某层被描述为在另一层或衬底“上”或“上方”时，理解的是所述层或者能彼此直接接触，或者具有层之间的另一层或特征。因而，这些术语简单描述层彼此之间的相对位置，而不一定意味着“在......之上”，因为上面或下面的相对位置依赖于器件对观察者的朝向。另外，尽管专利技术不限于任何具体的膜厚度，但是描述光伏器件任何膜层的术语“薄” 一般是指具有小于约10微米(“百万分之一米”或“μ m”)的厚度的膜层。要理解，本文提到的范围和限制包括位于规定限制之内的所有范围(即，子范围)。例如，从约100到约200的范围也包括了从110到150、170到190、153到162、以及 145. 3到149. 6的范围。此外，直到约7的限制也包括了直到约5、直到3、以及直到约4. 5 的限制，以及包括了在该限制之内的范围(例如从约1到约5，和从约3. 2到约6. 5)。一般而言，现在公开了具有硫化镉和碲化镉(CdTe/CdQ的混合层的碲化镉薄膜光伏器件及其制造方法。CdTe/CdS的混合层可放置在硫化镉层和碲化镉层之间。该混合层可在退火碲化镉层之前、沉积过程期间形成，以更好控制硫化镉层和碲化镉层的结的化学计量。此外，也能更好控制整个制造过程中单独器件中形成的结的均勻性。 在从硫化镉层朝向背接触层延伸中，CdTe/CdS的混合层一般可具有增加的碲浓度和降低的硫浓度，尽管可采用数个配置来形成这个混合层。混合层的厚度可配置成调节和修整硫化镉层和碲化镉层之间的交互和/或电场。 在多数实施例中，CdTe/CdS的混合层可具有的厚度小于碲化镉层的厚度。例如，CdTe/CdS 的混合层的厚度可在约0. 01 μ m和约1 μ m之间，例如在约IOnm到约500nm之间或从约50nm 到约250nm。图1表示具有在硫化镉层18和碲化镉层20之间放置的CdTe/CdS的混合层19的示例性碲化镉薄膜光伏器件10。例如，在图2示出的实施例中，由梯度的单个薄膜层定义了 CdTe/CdS的混合层19，该梯度的单个薄膜层在从硫化镉层18向碲化镉层20延伸的混合层 19的厚度上具有增加的碲浓度和降低的硫浓度。例如，CdTe/CdS的混合层19可表示为层 CdShTex，其中0 < χ < 1，在从硫化镉层18向碲化镉层20延伸的混合层19的厚度上具有增加的碲含量(即，增加χ的值)。在一个具体实施例中，硫化镉层18和混合层19的结主要是CdS且基本没有碲(即，CdShTex, χ约为0)，而与碲化镉层20接触的、混合层19的相对表面则主要是CdTe且基本没有硫(例如，CdShTej^x约为1)。如在本文中使用的，术语 “基本没有”是指不多于不显著的痕量(trace amount)存在，并包含完全没有(例如，0摩尔％直到0. 0001摩尔％ )。在一个实施例中，在从硫化镉层18向碲化镉层20延伸的梯度混合层19的厚度上，增加的碲浓度和降低的硫浓度可线性改变(即，基本常数的变化率)。备选地，在整个梯度混合层19上，增加的碲浓度和降低的硫浓度的速率可以变化。例如，在厚度的第一半上，增加的碲浓度和降低的硫浓度的速率可以较慢(例如，χ增加到约0. 2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·D·费尔德曼皮博迪，
申请(专利权)人：初星太阳能公司，
类型：发明
国别省市：
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