[發(fā)明專利]濺射用于基于碲化鎘的光伏器件的RTB薄膜的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110211399.4
• 申請(qǐng)日: 2011-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN102312190A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·L·奧基夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 初星太陽(yáng)能公司
• 主分類號(hào): C23C14/06
• 分類號(hào): C23C14/06;C23C14/34;C30B29/48;C30B23/00;H01L31/0296;H01L31/18
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 柯廣華;朱海煜

技術(shù)領(lǐng)域

本文公開的主題一般地涉及電阻透明緩沖薄膜層的沉積方法。更具體的是，本文公開的主題涉及用于在碲化鎘薄膜光伏器件中使用的電阻透明緩沖薄膜層的沉積方法。

背景技術(shù)

基于碲化鎘(CdTe)與硫化鎘(CdS)配對(duì)作為光反應(yīng)成分的薄膜光伏(PV)模塊(也稱為“太陽(yáng)能電池板”)在工業(yè)中正獲得廣泛接受和關(guān)注。CdTe是一種具有尤其適合于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的性能的半導(dǎo)體材料。例如，CdTe具有約1.45eV的能量帶隙，這使得它與先前在太陽(yáng)能電池應(yīng)有中使用的較低帶隙半導(dǎo)體材料(例如，對(duì)于硅約1.1eV)相比能夠從太陽(yáng)譜轉(zhuǎn)換更多的能量。此外，與較低帶隙材料相比，CdTe在較低或漫射的光條件下轉(zhuǎn)換輻射能量，且因而與其它常規(guī)材料相比，在白天期間或多云條件下具有較長(zhǎng)的有效轉(zhuǎn)換時(shí)間。

當(dāng)CdTe?PV模塊暴露于光能(例如太陽(yáng)光)時(shí)，n型層和p型層的結(jié)通常負(fù)責(zé)生成電位和電流。特別是，碲化鎘(CdTe)層和硫化鎘(CdS)層形成p-n異質(zhì)結(jié)，其中CdTe層用作p型層(即正電子接受層(electron?accepting?layer))，并且CdS層充當(dāng)n型層(即負(fù)電子施予層(electron?donating?layer))。自由載流子對(duì)由光能創(chuàng)建且然后由p-n異質(zhì)結(jié)分離以產(chǎn)生電流。

在能量作用于碲化鎘層之前，減小窗口玻璃和碲化鎘層之間的層(例如，透明導(dǎo)電層，硫化鎘層及其之間的任何緩沖層)的厚度能夠減小器件對(duì)輻射能量(例如，太陽(yáng)能)的吸收量。因而，能夠改進(jìn)器件的整體轉(zhuǎn)換效率。此外，減小硫化鎘層的厚度能夠允許更多的較短波長(zhǎng)輻射(例如，藍(lán)光)到達(dá)碲化鎘層，這同樣改進(jìn)器件的整體轉(zhuǎn)換效率。

然而，減小硫化鎘層以及玻璃和碲化鎘層之間的任何其它層的厚度能夠形成可能對(duì)器件性能有害的其它問(wèn)題。例如，相對(duì)薄的硫化鎘層能導(dǎo)致界面缺陷(例如針孔)，這些缺陷在透明導(dǎo)電氧化層和碲化鎘層之間創(chuàng)建局部化的結(jié)。這些缺陷會(huì)降低器件的開路電壓(V_OC)且減小器件的填充因子(fill?factor)。

因而，存在對(duì)于通過(guò)窗口玻璃和碲化鎘層之間層的減小厚度而具有改進(jìn)的能量轉(zhuǎn)換效率和/或器件壽命、且同時(shí)減小典型地與那些層的減小厚度相關(guān)聯(lián)的副作用的碲化鎘光伏器件的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)將部分地在下面的描述中陳述，或者可從描述中顯而易見，或者可通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明而了解。

方法一般被提供以用于在襯底上沉積電阻透明緩沖薄膜層。所述方法能夠包括：在按照體積包括約0.01％到約5％的水蒸氣(例如，按照體積約0.05％到約1％的水蒸氣)的濺射氣氛中，在襯底上冷濺射(例如，在約10℃到約100℃的濺射溫度)電阻透明緩沖層。然后能夠在約450℃到約700℃的退火溫度退火電阻透明緩沖層。

在襯底上沉積電阻透明緩沖薄膜層的方法能夠用在制造鎘薄膜光伏器件的方法中，其中通過(guò)在電阻透明緩沖層上形成硫化鎘層并且在硫化鎘層上形成碲化鎘層來(lái)制造鎘薄膜光伏器件。

參考下面的描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其它特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解。結(jié)合在本說(shuō)明書中并構(gòu)成其一部分的附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例，以及與描述一起，用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。

附圖說(shuō)明

對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的、本發(fā)明的完整和使能性的公開(包括其最佳模式)，在參考附圖的說(shuō)明書中陳述，在附圖中：

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例碲化鎘薄膜光伏器件的截面圖的概圖；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例DC濺射室的截面圖的概圖；以及，

圖3示出制造包括碲化鎘薄膜光伏器件的光伏模塊的示例方法的流程圖。

本說(shuō)明書和附圖中重復(fù)使用的引用字符旨在表示相同或相似的特征或要素。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)參考，其一個(gè)或多個(gè)示例在圖中示出。每個(gè)示例被提供以作為本發(fā)明的解釋，而不是本發(fā)明的限制。事實(shí)上，它將對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是明白的，并且在不脫離發(fā)明的范圍和精神的情況下，能在本發(fā)明中進(jìn)行各種修改和變化。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的部分來(lái)描述或示出的特征能夠與另一個(gè)實(shí)施例一起使用以產(chǎn)生又一另外的實(shí)施例。因而，本發(fā)明旨在覆蓋在所附權(quán)利要求及其等同的范圍內(nèi)的此類修改和變化。