[發明專利]制造光伏器件的方法和光伏器件

有效

• 申請號: 201210206637.7
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN102842647B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: J.N.約翰遜;B.A.科雷瓦爾;趙宇
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0296
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張金金,李浩

技術領域

本發明大體上涉及光伏器件和制造光伏器件的方法。更具體地，本發明涉及包括吸收體層的光伏器件和制造包括吸收體層的光伏器件的方法。

背景技術

薄膜太陽能電池或光伏器件典型地包括多個設置在透明襯底上的半導體層，其中一層充當窗口層，并且第二層充當吸收體層。該窗口層允許太陽能輻射穿透到該吸收體層，其中光能被轉換成可用的電能?；陧诨k/硫化鎘（CdTe/CdS）異質結的光伏電池是薄膜太陽能電池的一個這樣的示例。基于碲化鎘（CdTe）的光伏器件典型地展示出相對低的功率轉換效率，這可歸因于與該材料的帶隙有關的相對低的開路電壓（V_oc），其部分由于CdTe中的低有效載流子濃度和短少數載流子壽命引起。

改進吸收體材料中的少數載流子壽命可以是可取的。此外，導致改進的性能的在CdS層上沉積CdTe層的改進方法可以是可取的。

發明內容

一個實施例是制造光伏器件的方法。該方法包括在窗口層上設置吸收體層，其中該吸收體層包括第一區域和第二區域。該方法包括在包括處于第一分壓的氧的第一環境中鄰近該窗口層設置該第一區域，并且在包括處于第二分壓的氧的第二環境中在該第一區域上設置該第二區域，其中該第一分壓大于該第二分壓。

一個實施例是制造光伏器件的方法。該方法包括在窗口層上設置吸收體層，其中該吸收體層包括第一區域和第二區域。該方法包括在包括氧的第一環境中鄰近該窗口層設置該第一區域，并且控制氧在該第一環境中的分壓處于第一分壓。該方法進一步包括改變氧在該第一環境中的分壓到第二分壓來形成第二環境并且在該第二環境中在該第一區域上設置該第二區域，其中該第一分壓大于該第二分壓。

一個實施例是光伏器件。該光伏器件包括窗口層和設置在該窗口層上的吸收體層。該吸收體層包括鄰近該窗口層設置的第一區域，該第一區域包括處于第一濃度的氧，以及設置在該第一區域上的第二區域，該第二區域包括處于第二濃度的氧。該第一濃度對該第二濃度的比大于大約10。

附圖說明

當下列詳細說明參照附圖閱讀時，本發明的這些和其他特征、方面和優勢將變得更好理解，其中：

圖1是根據本發明的一個實施例的用于沉積吸收體層的腔室的示意圖。

圖2是根據本發明的一個實施例的用于沉積吸收體層的腔室的示意圖。

圖3是根據本發明的一個實施例的用于沉積吸收體層的腔室的示意圖。

圖4是根據本發明的一個實施例的用于沉積吸收體層的腔室的示意圖。

圖5是根據本發明的一個實施例的光伏器件的示意圖。

圖6是根據本發明的一個實施例的光伏器件的示意圖。

圖7是根據本發明的一個實施例的吸收體層的示意圖。

圖8A是根據本發明的示范性實施例的吸收體層中的氧的濃度分布的圖示。

圖8B是根據本發明的示范性實施例的吸收體層中的氧的濃度分布的圖示。

圖9是根據本發明的一個實施例的用于沉積吸收體層的腔室的示意圖。

具體實施方式

在氧的存在下在CdS上沉積CdTe可是可取的，因為氧在CdTe/CdS界面處可提供改進的界面特性（更小的晶粒尺寸和更低的針孔密度），其可導致更高的器件效率和增強的器件穩定性。然而，因為沉積速率在氧的存在下典型地顯著更低，用于在生長過程中氧的存在下沉積CdTe的典型方法可不利地影響CdTe材料利用和生產量。

如在下文詳細論述的，本發明的實施例中的一些包括制造光伏器件的方法，這些器件包括在氧的存在下設置的吸收體層。此外，本發明的實施例中的一些包括制造光伏器件的方法，其包括采用逐級方式在窗口層上設置吸收體層，其中該吸收體層包括第一區域和第二區域。在一個實施例中，該方法包括在包括處于第一分壓的氧的第一環境中鄰近該窗口層設置該第一區域，使得該第一區域（在該窗口和吸收體層之間的界面處）包括氧。沒有被任何理論限制的情況下，認為氧在該窗口和吸收體層（例如，CdS/CdTe）之間的界面處提供改進的界面性質（例如，更小的晶粒尺寸、更低的針孔密度或層構成元素之中增強的合金化），允許在與該窗口層接觸的界面處的高少數載流子壽命。