[發明專利]用于薄膜太陽能電池的層結構和制造方法

有效

• 申請號: 201580062144.2
• 申請日: 2015-11-18
• 公開（公告）號: CN107112377B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 羅蘭·伍爾茲;邁克爾·頗瓦拉;菲利普·杰克遜;迪米特里奧斯·哈里斯科斯
• 申請（專利權）人: 巴登符騰堡太陽能和氫研究中心
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/0392;H01L31/062;H01L31/18
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;王艷春

1.一種用于薄膜太陽能電池的層結構，包括

光伏吸收劑層(5)，所述光伏吸收劑層(5)至少在與所述光伏吸收劑層(5)的表面(6)鄰近的區域中摻雜有至少一種堿金屬，以及

氧化鈍化層(8)，所述氧化鈍化層(8)位于所述光伏吸收劑層(5)的所述表面(6)上，所述氧化鈍化層設計成保護所述光伏吸收劑層(5)免受腐蝕，

其中，所述氧化鈍化層(8)內置于所述光伏吸收劑層(5)的所述表面(6)的邊界區域中，從而包含來自于所述光伏吸收劑層(5)的所述表面(6)的材料，

其中，所述光伏吸收劑層(5)包含：Cu(In_1-xGa_x)(Se_1-yS_y)₂，其中0≤x，y≤1，并且所述氧化鈍化層(8)包含：(In,Ga)₂O₃和/或M_x(In,Ga)_yO_z，其中M＝K、Rb、Cs并且其中0x、y、z；或者

所述光伏吸收劑層(5)包含：Cu₂ZnSn(Se_1-xS_x)₄，其中0≤x≤1，并且所述氧化鈍化層(8)包含：ZnO和/或SnO_x，其中x＝1至2。

2.如權利要求1所述的層結構，其中，與所述光伏吸收劑層(5)的所述表面(6)鄰近的所述區域被摻雜以使得其呈現p-n反轉部(9)。

3.如權利要求1或2所述的層結構，其中，所述至少一種堿金屬是銣和/或銫。

4.如權利要求1或2所述的層結構，其中，所述氧化鈍化層(8)還包含Al₂O₃。

5.如權利要求1或2所述的層結構，其中，所述氧化鈍化層(8)的厚度(D)在從1nm至50nm的范圍內。

6.如權利要求1或2所述的層結構，其中，緩沖層(10)沉積在所述氧化鈍化層(8)上。

7.一種用于制造如權利要求1至6中任一項所述的用于薄膜太陽能電池的層結構的方法，包括以下步驟：

a.在基底上生成光伏吸收劑層(5)，所述光伏吸收劑層(5)至少在與所述光伏吸收劑層的表面(6)鄰近的區域中摻雜有至少一種堿金屬，以及

b.生成氧化鈍化層(8)，所述氧化鈍化層(8)內置于所述光伏吸收劑層的所述表面的邊界區域中，從而包含來自于所述光伏吸收劑層(5)的所述表面(6)的材料，所述氧化鈍化層設計成保護所述光伏吸收劑層免受腐蝕，

其中，步驟b包括將所述表面(6)上的所述氧化鈍化層(8)內置于所述光伏吸收劑層(5)中，從而所述光伏吸收劑層(5)在所述表面(6)上被轉化，并且所述氧化鈍化層(8)包含來自于所述光伏吸收劑層(5)的所述表面(6)的材料，

其中，所述光伏吸收劑層(5)包含：Cu(In_1-xGa_x)(Se_1-yS_y)₂，其中0≤x，y≤1，并且所述氧化鈍化層(8)包含：(In,Ga)₂O₃和/或M_x(In,Ga)_yO_z，其中M＝K、Rb、Cs并且其中0x、y、z；或者

所述光伏吸收劑層(5)包含：Cu₂ZnSn(Se_1-xS_x)₄，其中0≤x≤1，并且所述氧化鈍化層(8)包含：ZnO和/或SnO_x，其中x＝1至2。

8.如權利要求 7所述的方法，其特征在于，步驟a包括以下子步驟：

ax.生成所述光伏吸收劑層(5)，以及

az.至少在與所述光伏吸收劑層的所述表面(6)鄰近的所述區域中使所述光伏吸收劑層摻雜有所述至少一種堿金屬。