包含锌的光伏器件制造技术

一种制造光伏电池的方法可以包括以下步骤：在透明导电氧化物堆叠件上沉积硫化镉层；在硫化镉层上沉积含有锌的层；以及在含有锌的层上沉积碲化镉层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有锌的半导体层和光伏器件。
技术介绍
在光伏器件的制造过程中，半导体材料的层可以被施加到基底上，一层作为窗口层，第二层作为吸收层。窗口层可以允许太阳辐射穿过而到达吸收层，在吸收层光能被转换为电能。一些光伏器件可以使用透明薄膜，所述透明薄膜也是电荷的导体。导电薄膜可以包括透明导电层，所述透明导电层包含例如锡酸镉氧化物的透明导电氧化物。透明导电层可以允许光穿过半导体窗口层，以到达活性的光吸收材料，并且透明导电层也作为欧姆接触件，用来传输离开光吸收材料的光生载荷子。背电极可以形成在半导体层的背表面上。附图说明图1是具有多层的光伏器件的示意图。图2是具有多层的光伏器件的示意图。具体实施例方式光伏电池可以包括与基底相邻的透明导电氧化物层以及半导体材料层。半导体材料层可以包括双层，所述双层可以包括η型半导体窗口层和ρ型半导体吸收层。η型窗口层和P型吸收层可以定位为彼此接触，以产生电场。光子在与η型窗口层接触时可以释放电子-空穴对，将电子发送到η侧并且将空穴发送到P侧。电子可以经过外部电流路径流回到P侧。得到的电子流提供电流，与电场产生的电压结合产生功率。结果是光子能转换为电能。因此，光伏电池可以包括硫化镉窗口层和碲化镉吸收层。可以包括硫化镉锌层，以使带隙能量变宽，并且允许硫化镉锌和碲化镉之间的带偏移的调整。硫化镉锌层可以通过各种技术来制造，包括沉积含有锌的层。例如，可以将碲化镉锌层沉积到硫化镉层上，从而通过沉积后退火步骤或者通过例如在气相传输沉积中那样在高温下沉积所述层来使锌扩散到硫化镉中。类似地，可以将硫化锌层沉积到硫化镉层上，从而使锌扩散。可选地，可以将镉、锌和硫的粉末混合到一起，然后进行沉积。根据这种结构制造的器件已经展现出增大的开路电压和短路电流。然而，将期望的是，通过锌含量的单独变化来控制硫化镉层和碲化镉锌层之间的交换反应。可以通过改变所述结构中的最初锌分布来获得对硫化镉变成硫化镉锌的反应的控制。例如，可以通过沉积纯的碲化锌层来刺激所述反应，然后沉积具有较低锌百分比的碲化镉锌层来继续所述反应。硫化镉到硫化镉锌的转变可以发生在沉积的过程中，而不需要退火。这两层的结合可以允许整个转变的更好的可控性。合适的结构包括CdS/aiTe/ CdZnTe/CdTe、CdS/CdZnTe/CdTe、CdS/ZnTe/CdTe、CdS/ZnS/CdTe 和它们的衍生物或者变形。如果没有其它含有锌的层存在，则碲化锌层的层厚度可被构造成提供足够的锌， 以使硫化镉层按照期望的程度转变，或者少于所期望的(例如，少于硫化镉锌中20%至大约40%的锌)，但是然后要继续沉积锌含量为5%至大约10%的碲化镉锌。结晶度可以改变，例如，硫化镉锌可以是几乎非晶或者高度结晶的。一方面，一种制造光伏电池的方法可以包括在透明导电氧化物堆叠件上沉积硫化镉层；在硫化镉层上沉积含有锌的层；在含有锌的层上沉积碲化镉层。所述方法可以包括形成硫化镉锌的步骤，其中，所述形成硫化镉锌的步骤包括对一个或多个层退火。沉积步骤中的一个或多个可以在大约400°C至大约800°C、大约500°C 至大约700°C或大约550°C至大约650°C范围内的温度下进行。沉积步骤中的一个或多个可以在大约550°C或大约600°C进行。沉积步骤中的一个或多个可以包括传输气相。所述方法可以包括对硫化镉层和含有锌的层退火。所述方法可以包括对碲化镉层退火。所述退火可以包括在大约400°C至大约800°C、大约500°C至大约700°C或大约550°C至大约650°C的范围内的温度下加热硫化镉层和含有锌的层。所述退火可以包括在大约550°C或大约650°C 加热硫化镉层和含有锌的层。含有锌的层可以包括碲化锌或碲化镉锌。碲化镉锌可以具有大约2%至大约10%的锌含量。碲化镉锌可以具有大约4%至大约8%范围内的锌含量。 碲化镉锌可以具有大约5%至大约6%范围内的锌含量。沉积步骤中的一个或多个可以控制硫化镉层和碲化镉锌层之间的交换反应。含有锌的层也可以包括硫化锌。含有锌的层可以包括位于碲化锌层上的碲化镉锌层。碲化镉锌层可以包含比碲化锌层的锌浓度低的锌浓度。碲化镉锌层可以具有大约2%至大约10%的锌含量。碲化镉锌层可以具有大约4%至大约8%范围内的锌含量。碲化镉锌层可以具有大约5%至大约6%范围内的锌含量。沉积步骤中的一个或多个可以控制硫化镉层和碲化镉锌层之间的交换反应。所述透明导电氧化物堆叠件可以包括位于透明导电氧化物层上的缓冲层，其中，所述透明导电氧化物层位于一个或多个阻挡层上。所述方法可以包括在第一基底上沉积透明导电氧化物堆叠件。第一基底可以包括玻璃，例如，钠钙玻璃。所述一个或多个阻挡层中的每个可以包括氮化硅、铝掺杂的氮化硅、 氧化硅、铝掺杂的氧化硅、硼掺杂的氮化硅、磷掺杂的氮化硅、氧氮化硅或氧化锡。所述透明导电氧化物层可以包括镉和锡、氧化锡或氧化锌的层。所述缓冲层可包括氧化锌锡、氧化锡、氧化锌或氧化锌镁。所述方法可以包括对所述透明导电氧化物堆叠件退火。所述方法可以包括在碲化镉层上沉积背接触件。所述方法可以包括在背接触件上沉积背支撑件。在一方面，一种光伏电池可以包括硫化镉锌层和位于硫化镉锌层上的碲化镉层， 其中，硫化镉锌层具有增加的效率。硫化镉锌层的结晶度可以为高的或者几乎是非晶的。硫化镉锌层可以具有大约 20 %至大约40 %的锌。所述光伏电池可以包括位于硫化镉锌层和碲化镉层之间的碲化镉锌层。碲化镉锌层可以具有大约2%至大约10%的锌含量。碲化镉锌层可以具有大约4%至大约8%的锌含量。碲化镉锌层可以具有大约5%至大约6%范围内的锌含量。所述光伏电池可以包括透明导电氧化物堆叠件，其中，所述硫化镉锌层位于所述透明导电氧化物堆叠件上。所述光伏电池可以包括第一基底，其中，透明导电氧化物堆叠件位于第一基底上。第一基底可以包括玻璃，例如，钠钙玻璃。所述透明导电氧化物堆叠件可以包括位于透明导电氧化物层上的缓冲层，其中， 所述透明导电氧化物层位于一个或多个阻挡层上。所述透明导电氧化物层可以包括锡酸镉、氧化锡或氧化锌。所述缓冲层可以包括氧化锌锡、氧化锡、氧化锌或氧化锌镁。一个或多个阻挡层中的每个可以包括氮化硅、铝掺杂的氮化硅、氧化硅、铝掺杂的氧化硅、硼掺杂的氮化硅、磷掺杂的氮化硅、氧氮化硅或氧化锡。所述光伏电池可以包括位于碲化镉层上的背接触件和位于背接触件上的背支撑件。一方面，一种光伏电池也可以包括硫化镉层、位于硫化镉层上的含有锌的层和位于含有锌的层上的碲化镉层。所述含有锌的层可以包括碲化锌、硫化锌、碲化镉锌或位于碲化锌层上的碲化镉锌层。所述光伏电池可以包括位于基底上的透明导电氧化物堆叠件，其中，所述透明导电氧化物堆叠件包括位于一个或多个阻挡层上的透明导电氧化物层和位于所述透明导电氧化物层上的缓冲层，其中，硫化镉层位于所述透明导电氧化物堆叠件上。参照图1，光伏电池100可以包括硫化镉层110。硫化镉层110可以沉积在基底120 上。基底120可以包括例如钠钙玻璃的玻璃。含有锌的层可以沉积在硫化镉层110上。例如，碲化锌层130可以沉积在硫化镉层110上。也可以将其它含有锌的层沉积在硫化镉层 110上，所述其它含有锌的层包括碲化镉锌和硫化锌。可以将碲化镉锌层140沉积在碲化锌层1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.07.10 US 61/224,658;2009.07.13 US 61/225,0131.一种制造光伏电池的方法，所述方法包括以下步骤 在透明导电氧化物堆叠件上沉积硫化镉层；在硫化镉层上沉积含有锌的层；以及在含有锌的层上沉积碲化镉层。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括形成硫化镉锌的步骤，其中，所述形成硫化镉锌的步骤包括对一个或多个层退火。3.根据权利要求1所述的方法，其中，沉积步骤中的一个或多个在大约400°C至大约 800°C范围内的温度下进行。4.根据权利要求3所述的方法，其中，沉积步骤中的一个或多个在大约500°C至大约 700°C范围内的温度下进行。5.根据权利要求4所述的方法，其中，沉积步骤中的一个或多个在大约550°C至大约 650°C范围内的温度下进行。6.根据权利要求5所述的方法，其中，沉积步骤中的一个或多个在大约550°C进行。7.根据权利要求5所述的方法，其中，沉积步骤中的一个或多个在大约600°C进行。8.根据权利要求1所述的方法，其中，沉积步骤中的一个或多个包括传输气相。9.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括对硫化镉层和含有锌的层退火。10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括对碲化镉层退火。11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述退火包括在大约400°C至大约800°C的范围内的温度下加热硫化镉层和含有锌的层。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述退火包括在大约500°C至大约700°C的范围内的温度下加热硫化镉层和含有锌的层。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述退火包括在大约550°C至大约650°C的范围内的温度下加热硫化镉层和含有锌的层。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述退火包括在大约550°C加热硫化镉层和含有锌的层。15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述退火包括在大约650°C加热硫化镉层和含有锌的层。16.根据权利要求1所述的方法，其中，含有锌的层包括碲化锌。17.根据权利要求1所述的方法，其中，含有锌的层包括碲化镉锌。18.根据权利要求17所述的方法，其中，碲化镉锌具有大约2%至大约10%的锌含量。19.根据权利要求18所述的方法，其中，碲化镉锌具有大约4%至大约8%的锌含量。20.根据权利要求19所述的方法，其中，碲化镉锌具有大约5%至大约6%的锌含量。21.根据权利要求17所述的方法，其中，沉积步骤中的一个或多个控制硫化镉层和碲化镉锌之间的交换反应。22.根据权利要求1所述的方法，其中，含有锌的层包括硫化锌。23.根据权利要求1所述的方法，其中，含有锌的层包括位于碲化锌层上的碲化镉锌层。24.根据权利要求23所述的方法，其中，碲化镉锌层包含比碲化锌层的锌浓度低的锌浓度。25.根据权利要求23所述的方法，其中，碲化镉锌层具有大约2%至大约10%的锌含量。26.根据权利要求25所述的方法，其中，碲化镉锌层具有大约4%至大约8%的锌含量。27.根据权利要求沈所述的方法，其中，碲化镉锌层具有大约5%至大约6%的锌含量。28.根据权利要求23所述的方法，其中，沉积步骤中的一个或多个控制硫化镉层和碲化镉锌层之间的交换反应。29.根据权利要求1所述的方法，其中，所述透明导电氧化物堆叠件包括位于透明导电氧化物层上的缓冲层，其中，所述透明导电氧化物层位于一个或多个阻挡层上。30.根据权利要求四所述的方法，所述方法还包括在第一基底上沉积透明导电氧化物堆叠件。31.根据权利要求30所述的方法，其中，第一基底包括玻璃。32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述玻璃包括钠钙玻璃。33.根据权利要求四所述的方法，其中，所述一个或多个阻挡层中的每个包括从由氮化硅、铝掺杂的氮化硅、氧化硅、铝掺杂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：利科·C·珀维，马克思·格鲁克勒尔，边雅敏·布鲁尔，邵锐，
申请(专利权)人：第一太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：