[發(fā)明專利]基于碲化鎘的薄膜光伏器件的多層N型堆棧及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210175095.1
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102810593A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設計）人: S.D.費爾德曼-皮博迪;R.D.戈斯曼
• 申請（專利權(quán)）人: 初星太陽能公司
• 主分類號: H01L31/073
• 分類號: H01L31/073;H01L31/0296;H01L31/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 柯廣華;朱海煜

技術(shù)領域

本文公開的發(fā)明主題一般涉及在光伏器件中使用的多層n型堆棧(stack)，連同它們的沉積方法。更具體地說，本文公開的發(fā)明主題涉及用于在碲化鎘薄膜光伏器件中使用的、包含鎘、硫和/或氧的組合的多層n型堆棧，連同它們的制造方法。

背景技術(shù)

基于碲化鎘(CdTe)與硫化鎘(CdS)配對作為光反應組件的薄膜光伏(PV)模塊(也稱為“太陽能面板”)正在獲得業(yè)界的廣泛接受和關注。CdTe是具有尤其適于將太陽能轉(zhuǎn)換成電力的特性的半導體材料。例如，CdTe具有約1.45?eV的能量帶隙，這使之與過往在太陽能電池單元應用中使用的較低帶隙半導體材料(例如，對于硅約為1.1?eV)相比能夠轉(zhuǎn)換來自太陽光譜的更多能量。再有，與較低帶隙材料相比，CdTe在較低或漫射光情況中轉(zhuǎn)換輻射能量，并且因此與其他常規(guī)材料相比，在日內(nèi)或多云情況中具有更長的有效轉(zhuǎn)換時間。

n型層和p型層的結(jié)一般負責在CdTe?PV模塊暴露于光能(如太陽光)時產(chǎn)生電位和電流。確切地說，碲化鎘(CdTe)層和硫化鎘(CdS)形成p-n異質(zhì)結(jié)，其中CdTe層作為p型層(即，電子接受層)和CdS層作為n型層(即，電子施主層)。光能產(chǎn)生自由載流子對，然后由p-n異質(zhì)結(jié)將其分離以產(chǎn)生電流。

當使用在存在氧的情況下濺射的硫化鎘層時，在此類模塊中將見到更高性能。沉積過程中的這種氧與在硫化鎘薄膜層中包含的氧相關，采用包含CdS、CdO、CdSO₃和CdSO₄的化合物的隨機混合形式。但是，在此反應式濺射過程中無法控制沉積的層的準確化學計量。

因此，存在控制形成基于碲化鎘的薄膜PV器件中使用的n型窗口層的鎘、硫和氧的氧含量和化學計量的需要。

發(fā)明內(nèi)容

在下文描述中將部分地闡述，或可以從該描述中顯見或可以通過本發(fā)明的實踐學習到本發(fā)明的多個方面和優(yōu)點。

提供薄膜光伏器件，其一般包括玻璃上的透明傳導氧化層、透明傳導氧化層上的多層n型堆棧、以及多層n型堆棧上的碲化鎘層。該多層n型堆棧一般包括第一層和第二層，其中第一層包含鎘和硫，而第二層包含鎘和氧。在某些實施例中，該多層n型堆?？砂ǜ郊訉?例如，第三層、第四層等)。

還一般提供用于制造這種薄膜光伏器件的方法。

參考下文描述和所附權(quán)利要求將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點。并入本說明書中并構(gòu)成其一部分的附圖說明了本發(fā)明的實施例，并且附圖連同描述用于解釋本發(fā)明原理。

附圖說明

在本說明書中給出了本發(fā)明面向本領域普通技術(shù)人員的全面且使能性公開，包括其最佳模式，該說明書參考了附圖，在附圖中：

圖1和圖2示出包括具有兩個層的多層n型堆棧的示范基于碲化鎘的薄膜光伏器件；

圖3至圖8示出包括具有三個層的多層n型堆棧的示范基于碲化鎘的薄膜光伏器件；

圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示范DC濺射室的截面圖的大致示意圖；以及

圖10示出制造包括多層n型堆棧的基于碲化鎘的薄膜光伏器件的示范方法的示意圖。

在本說明書和附圖中重復使用引用符號旨在表示相同或相似的特征或元件。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細地參考本發(fā)明的實施例，附圖中圖示了其一個或多個示例。每個示例均是以解釋本發(fā)明的方式提供，而非本發(fā)明的限制。實際上，本領域技術(shù)人員將顯見到，在不背離本發(fā)明的范圍或精神的前提下可以在本發(fā)明中進行多種修改和改變。例如，可以將作為一個實施例的一部分圖示或描述的特征與另一個實施例結(jié)合使用來獲得再一個實施例。因此，本發(fā)明應涵蓋在所附權(quán)利要求及其等效物的范圍內(nèi)的此類修改和改變。

在本發(fā)明公開中，當將層描述為在另一個層或基板“上”或“上方”時，應理解為除非明確地與之相反陳述，否則這些層可能直接彼此接觸或在這些層之間有另一個層或特征。因此，這些術(shù)語僅描述這些層彼此之間相對位置，而不一定表示“在其上”，因為在上方或下方的相對位置取決于器件對觀察者的朝向。此外，雖然本發(fā)明不限于任何特定的膜厚度，但是描述光伏器件的任何膜層的術(shù)語“薄”一般是指該膜層具有小于約10微米(“微米”或“μm”)的厚度。