[發(fā)明專利]提供用于光伏模塊的單步驟氯化鎘蒸氣處理的方法和設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280056970.2
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN104025252B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿克萊斯·吉普塔;馬庫斯·哥勞克勒;里克·C·鮑威爾
• 申請（專利權(quán)）人: 第一太陽能有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/36
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11286
• 代理人: 劉燦強(qiáng),王占杰

技術(shù)領(lǐng)域

公開的實(shí)施例涉及光伏模塊的制造，更具體地講，涉及執(zhí)行包含碲化鎘的光伏模塊的氯化鎘處理的方法。

背景技術(shù)

光伏裝置可以包括沉積在基底上方的半導(dǎo)體材料，例如，具有用作窗口層的第一層和用作吸收層的第二層。半導(dǎo)體窗口層可以使太陽輻射穿透到諸如碲化鎘層的吸收層，吸收層將太陽能轉(zhuǎn)換為電。光伏裝置還可以包括還經(jīng)常作為電荷的導(dǎo)體的一個或更多個透明導(dǎo)電氧化物層。

光伏電池的處理可以包括利用氯化鎘對碲化鎘涂覆板進(jìn)行熱處理，這可以提高碲化鎘中的結(jié)晶質(zhì)量和傳輸性能。在傳統(tǒng)的氯化鎘處理的多步驟方法中，在第一步驟中通過諸如溶液噴涂、使板浸漬到溶液中、氣相應(yīng)用或霧化霧應(yīng)用的技術(shù)將氯化鎘施加到碲化鎘涂覆板。然后在第二步驟中通過熱處理來活化氯化鎘。

然而，各種已知的多步驟方法包括若干缺陷，包括缺乏對濕度的控制以及由于多步驟引起的較長處理時間，其中，對濕度的控制可有利于碲化鎘-氯酸鹽的形成。因此，期望一種用于氯化鎘處理的簡化工藝。

附圖說明

圖1是具有多個層的光伏裝置的示意圖。

圖2是根據(jù)在此描述的實(shí)施例的氣相沉積爐的示意圖。

圖3是根據(jù)在此描述的另一實(shí)施例的氣相沉積爐的示意圖。

圖4是具有多個層的光伏裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

制造光伏裝置的方法可以包括：將氯化鎘蒸氣引入到爐中以在碲化鎘層上沉積氯化鎘，同時使?fàn)t維持在適用于對所沉積的氯化鎘同時進(jìn)行熱處理的合適的溫度。在一個公開的實(shí)施例中，在移動的板上使氯化鎘的應(yīng)用和熱處理結(jié)合到單個步驟中。

如圖1中所示，光伏裝置100可以包括與基底110和半導(dǎo)體材料層180相鄰的透明導(dǎo)電氧化物堆170。

基底層110可以是裝置100的最外層，在使用中，基底層110可以暴露于各種溫度并且形成諸如雨、雪、雨夾雪和冰雹的沉淀物。基底層110也可以是入射光到達(dá)裝置100遇到的第一層。因此，期望選擇一種用于基底層110的既耐用又具有高透明度的材料。出于這些原因，基底層110可以包括例如硼硅酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃或浮法玻璃。

透明導(dǎo)電氧化物堆170可以形成為與基底110相鄰并且可以包括多個層。例如，透明導(dǎo)電氧化物堆170可以包括：阻擋層120，與基底層110相鄰；透明導(dǎo)電氧化物層130，與阻擋層120相鄰；以及緩沖層140，與透明導(dǎo)電氧化物層130相鄰。透明導(dǎo)電氧化物堆170可以通過一系列制造步驟形成，其中，在裝置100上的每個連續(xù)的層形成為與前一層相鄰。

半導(dǎo)體材料層180可以包括雙層，所述雙層可以包括：n型半導(dǎo)體窗口層，例如，鎘硫化物層150，或更具體地講，硫化鎘鋅層；以及p型半導(dǎo)體吸收層，例如，碲化鎘層160。鎘硫化物層150和碲化鎘層160可以設(shè)置為彼此接觸以產(chǎn)生電場。光子可以是在接觸到鎘硫化物層時將電子發(fā)送到n側(cè)并且將空穴發(fā)送到p側(cè)的自由的電子-空穴對。電子可以通過外部電流路徑流回到p側(cè)。產(chǎn)生的電子流提供了電流，電流與從電場產(chǎn)生的電壓結(jié)合而產(chǎn)生功率。其結(jié)果就是光子能量轉(zhuǎn)換成電能。

硫化鎘鋅可以用作鎘硫化物層150中的材料。由于在吸收層的氯化鎘退火期間，硫化鎘鋅能忍受高退火溫度而被證明比硫化鎘更穩(wěn)健。硫化鎘鋅可以利用任意合適的技術(shù)(包括在2010年7月10日提交的第12/833,960號美國專利申請中所描述的技術(shù)中的任意技術(shù)，通過引用將其全部包含于此)來沉積。碲化鎘層160可以利用包括蒸氣傳輸沉積的任意合適的手段沉積在鎘硫化物層150上。

在沉積之后，碲化鎘層160可以經(jīng)過單步驟蒸氣氯化鎘處理，從而提高晶粒尺寸并且改善裝置100的效率。參照圖2，通過示例的方式，裝置100在例如輥210的傳輸機(jī)構(gòu)上以連續(xù)的過程被傳輸通過爐200。在各種實(shí)施例中，傳輸機(jī)構(gòu)可以是輥、帶或其它傳送手段。爐200可以包括多個加熱器230，以使裝置100的溫度維持在用于蒸氣氯化鎘處理的期望溫度。

在圖2中示出的實(shí)施例的爐200包括原位氣化單元220，以在爐200的內(nèi)側(cè)蒸發(fā)氯化鎘。氯化鎘可以以例如粉末的形式通過氯化鎘輸入管250被提供到氣化單元220。載氣可以可選地通過可選的載氣輸入管240被供應(yīng)到氣化單元220，以分配蒸發(fā)的氯化鎘。使用的載氣可以是氫、氦、氮、氖、氬、氪以及包含這些氣體的混合物。可選擇地，載氣可以被省略，并且氯化鎘蒸氣以在環(huán)境條件下擴(kuò)散。