[發明專利]用于薄層太陽能電池的附加的底層

有效

• 申請號: 201310537497.6
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN104425653B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 巴斯蒂安·希普欣;彭壽
• 申請（專利權）人: 中國建材國際工程集團有限公司;CTF太陽能有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0352;H01L31/073
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 楊靖,車文

技術領域

本發明的主題是一種用于制造CdTe薄層太陽能電池或者它的半成品的、改進的方法，以及根據所述方法的薄層太陽能電池，所述方法設置：施布附加的底層(Grundierungsschicht)，該底層在前接觸層后施加到該前接觸層上，以便改進隨后的CdS層的生長。

背景技術

在根據現有技術制造的薄層太陽能電池時，在襯底，通常是玻璃上施加透明的前接觸層(例如TCO－transparent conducting oxide(透明導電氧化物))。在該前接觸層上沉積由純的或者經改性的CdS(硫化鎘)組成的層，隨后把CdTe層(碲化鎘)沉積到該前接觸層上。最后進行背接觸層的施加。

CdS層的施加根據現有技術以CSS(Close spaced sublimation，近距離升華)法進行，其中，具有預先準備的前接觸層的玻璃襯底在具有CdS的坩堝上運動經過。該坩堝被加熱并且待蒸鍍的材料(CdS)從坩堝中蒸發(升華)并且沉積在襯底的前接觸層上，該前接觸層與坩堝相比保持在更低的溫度上。

詳細研究表明，在坩堝中作為顆粒存在的CdS在升華時分解成其組成部分(2CdS->2Cd+S₂)。這些組成部分分開地到達前接觸層的表面并且在那里重新結合成CdS。

CdTe層的隨后的施加同樣優選用CSS法進行。

最后施加優選作為層序列的背接觸層。

在所述方法的情況下并且也在下文中，清潔步驟、回火步驟和密封步驟根據現有技術是公知的并且不詳細闡述。防反射層和保護層(例如背側薄板或玻璃)的施加也是前提。

在大規模的使用中進行CdS層和CdTe層的施加，其方法是加熱具有預先準備的前接觸層(該前接觸層朝向坩堝的方向)的襯底，并且將襯底以恒定的速度在坩堝上面穿過，從而構造出均勻厚度的CdS層和CdTe層。該過程根據現有技術在依次連接的、被加熱的真空室內實施，襯底在由輥子或者傳輸帶組成的傳輸系統上運動穿過這些真空室，輥子或者傳送帶在襯底的側棱邊上支撐該襯底。

在該過程中力爭把CdS層盡可能薄地設計，以防止太陽能電池的光學特性由于該層而變差。然而同時必須保證CdS層不具有任何缺陷(孔洞－針孔)，通過這些缺陷可能引起前接觸層與CdTe層之間的短路。根據現有技術為滿足這兩種需求優選CdS層厚為80nm到200nm。

在制造CdS層時的缺點是，該層的生長進行得非常慢，這是因為CdS或者其由蒸氣組成的組成部分僅能困難地保持附著在前接觸層的表面上。其結果是，必須從坩堝中蒸發要比構造該層所需要的更多的CdS材料。除提高成本外這還導致CdS在不期望的地方上的增強的沉積。

發明內容

所述問題的結果導致提出如下任務：減小CdS層的層厚而不降低質量，并且尤其在CSS法中更好地充分利用CdS。還應該實現覆層過程的加速。

根據本發明，該任務通過如下用于制造薄層太陽能電池的半成品的方法解決，該方法具有下述步驟：

a.提供具有前接觸層或者前接觸層序列的透明的襯底，

b.將增附層施加到前接觸層或者前接觸層序列上，其中，增附層具有碲、碲化鎘、硒、硒化鎘或者它們的混合物，并且

c.將由純的或者經改性的CdS組成的層施加到增附層上。

有利的方法方式在下文中說明。

根據本發明設計的薄層太陽能電池至少具有下述層：

a.透明的襯底，

b.前接觸層或者前接觸層序列，

c.由純的或者經改性的CdS組成的層，

d.CdTe層，

e.背接觸層或者背接觸層序列，

其特征在于，在前接觸層或者前接觸層序列與由純的或者經改性的CdS組成的層之間布置有起增附作用的層，其中，起增附作用的層具有碲、碲化鎘、硒、硒化鎘或者它們的混合物。

該太陽能電池的有利的實施方式在下文中說明。

根據本發明的方法設置，將起增附作用的層施加到薄層太陽能電池的前接觸層上，該起增附作用的層既提高CdS的沉積率，也改進沉積的CdS層的均勻性。

起增附作用的層的目的是，延長Cd原子和/或S原子(其從S₂分子在產生)在前接觸層的表面上的停留時間并且因此提高反應成CdS的概率。