通过合适的热处理制造光伏器件的方法技术

一种制造光伏器件的方法包括：在光伏器件的衬底之上形成吸收层的步骤，在吸收层上方形成缓冲层的步骤，以及以第一加热速率将光伏器件预加热至选择的温度的步骤。第一加热速率大于5℃/分钟。该方法还包括在预加热光伏器件的步骤之后，在选择的温度下在缓冲层上方形成正面接触层的步骤。本发明专利技术还提供了通过合适的热处理制造光伏器件的方法。

【技术实现步骤摘要】
通过合适的热处理制造光伏器件的方法
本专利技术总体涉及光伏器件领域，更具体地，涉及通过合适的热处理制造光伏器件的方法。
技术介绍
本专利技术通常涉及光伏器件，更具体地，涉及一种制造光伏器件的方法，以及产生的具有高功率和高量子效率的光伏器件。光伏器件(也被称为太阳能电池)吸收太阳光并将光能转化成电能。光伏器件及其制造方法不断发展以在具有更薄设计的情况下提供更高的转化效率。薄膜太阳能电池基于在衬底上沉积的一层或多层光伏材料的薄膜。光伏材料的膜厚在从几纳米到数十微米的范围内。这种光伏材料的实例包括碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒化物(CIGS)和非晶硅(α-硅)。这些材料用作光吸收件。光伏器件还可以包括诸如缓冲层、背面接触层、和正面接触层的其他薄膜。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种制造光伏器件的方法，包括：在所述光伏器件的衬底之上形成吸收层；在所述吸收层上方形成缓冲层；以第一加热速率将所述光伏器件预加热至选择的温度，所述第一加热速率大于5℃/分钟；以及在预加热所述光伏器件的步骤之后，在所述选择的温度下在所述缓冲层上方形成正面接触层。在上述方法中，还包括：在形成所述吸收层的步骤之前，在所述衬底之上形成背面接触层。在上述方法中，其中，所述第一加热速率在从5℃/分钟至25℃/分钟的范围内。在上述方法中，其中，所述第一加热速率在从6℃/分钟至22℃/分钟的范围内。在上述方法中，其中，所述第一加热速率在从8℃/分钟至11℃/分钟的范围内。在上述方法中，其中，所述选择的温度在从150℃至200℃的范围内。在上述方法中，其中，通过化学汽相沉积实施形成所述正面接触层的步骤。在上述方法中，其中，所述正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用含锌前体和含硼前体通过化学汽相沉积形成所述正面接触层。在上述方法中，其中，所述正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用含锌前体和含硼前体通过化学汽相沉积形成所述正面接触层；所述含锌前体包括二乙基锌，并且所述含硼前体包括乙硼烷。在上述方法中，还包括：对实施所述预加热步骤的加工室施加真空；以及在预加热所述光伏器件的步骤之前，将惰性气体提供至所述加工室内。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种制造光伏器件的方法，包括：在所述光伏器件的衬底之上形成吸收层；在所述吸收层上方形成缓冲层；在热预算小于150000度*秒的情况下，将所述光伏器件预加热至选择的温度，其中，在所述预加热期间将所述热预算限定为温度相对于时间的积分；以及在预加热所述光伏器件的步骤之后，在所述选择的温度下在所述缓冲层上方形成正面接触层。在上述方法中，其中，所述热预算在从30000度*秒至150000度*秒的范围内。在上述方法中，其中，所述热预算在从35000度*秒至125000度*秒的范围内。在上述方法中，其中，所述热预算在从70000度*秒至90000度*秒的范围内。在上述方法中，其中，所述正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用含锌前体和含硼前体通过化学汽相沉积形成所述正面接触层。在上述方法中，其中，所述正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用含锌前体和含硼前体通过化学汽相沉积形成所述正面接触层；在从160℃至180℃范围内的选择的温度的条件下，使用二乙基锌和乙硼烷通过化学汽相沉积形成所述正面接触层。根据本专利技术的又一个方面，提供了一种制造光伏器件的方法，包括：在衬底之上形成背面接触层；在所述背面接触层之上形成吸收层；在所述吸收层上方形成缓冲层；在热预算为30000度*秒至150000度*秒的范围内的情况下，将所述光伏器件预加热至选择的温度，在所述预加热期间将所述热预算限定为温度相对于时间的积分；以及在所述预加热的步骤之后，在所述选择的温度下在所述缓冲层上方形成正面接触层。在上述方法中，其中，所述正面接触层包括透明导电氧化物。在上述方法中，其中，所述正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用二乙基锌和乙硼烷通过化学汽相沉积形成所述正面接触层，以及所述选择的温度在从160℃至180℃的范围内。在上述方法中，还包括：对实施所述预加热的加工室施加真空；以及在所述预加热之前，将惰性气体提供至所述加工室内。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可以更好地理解本专利技术的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的论述，各个部件的尺寸可以任意增大或缩小。在本文的说明书和附图中，相同的参考标号代表相同的部件。图1A至图1D是根据一些实施例的在制造期间的示例性光伏器件的一部分的截面图。图2A是根据一些实施例的示出了制造示例性光伏器件的方法的流程图。图3A至图3B示出了在一些实施例中形成正面接触层的步骤之前和期间的加热曲线。图4A至图4B根据一些实施例的示出了在形成正面接触层的步骤之前和期间的加热曲线。图5根据一些实施例的在形成正面接触层的步骤之前的分别使用两种不同的加热速率时产生的光伏器件的功率的结果对比。具体实施方式以下公开内容提供了用于实现本专利技术的不同特征的许多不同的实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参照标号和/或字符。该重复是为了简化和清楚的目的，而且其本身不指示所论述的各个实施例和/或结构之间的关系。预期结合附图一起阅读示例性实施例的这种描述，将所述附图认为是整个书面说明书的一部分。在说明书中，相对术语诸如“下”、“上”、“水平”、“垂直”、“在…之上”、“在…下方”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”及其派生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应该解释为是指如随后所述的或者如论述中的附图所示的方位。这些相对术语是为了便于描述，并不要求在具体方位上构造或操作装置。除非另有明确描述，关于接合、连接等的术语(诸如“连接”和“互连”)是指其中一个结构直接或通过插入结构间接地固定或接合至另一结构的关系以及两者都是可移动的或刚性的接合或关系。光敏器件(诸如太阳能电池、光电二极管和图像传感器)的量子效率(QE)，或入射光子与转化的电子(IPCE)的比率是入射到器件的光反应表面的光子(产生电荷载流子)的百分比。QE代表器件对光的电敏感性。内部量子效率(IQE)是太阳能电池收集的电荷载流子数目与从外侧照射到光伏器件上并且被光伏器件吸收的光子数目的比率。在薄膜光伏器件中，在衬底上方沉积背面接触层。在背面接触层上方沉积吸收层。在吸收层之上沉积缓冲层，缓冲层包括合适的缓冲材料。缓冲层和吸收层均包括半导体材料，且缓冲层和吸收层均提供p-n或n-p结。当吸收层吸收太阳光时，在p-n或n-p结处可以产生电流。本专利技术提供了一种制造光伏器件的方法，和产生的光伏器件，诸如具有高量子效率和高功率的薄膜太阳能电池。在图1A至图1D中，相似的参考标号表示相似的部件，并且为了简化，不再重复上文中参考前面的图对结构进行的描述。参考在图1A至图1D中描述的示例性结构来描述在图2中描述的方法。图2根据一些实施例示出了制造示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造光伏器件的方法，包括：在所述光伏器件的衬底之上形成吸收层；在所述吸收层上方形成缓冲层；以第一加热速率将所述光伏器件预加热至选择的温度，所述第一加热速率大于5℃/分钟；以及在预加热所述光伏器件的步骤之后，在所述选择的温度下在所述缓冲层上方形成正面接触层。

【技术特征摘要】
2014.03.27 US 14/227,0631.一种制造光伏器件的方法，包括：在所述光伏器件的衬底之上形成吸收层；在所述吸收层上方形成缓冲层；在热预算小于150000度*秒的情况下，以大于5℃/分钟的第一加热速率将所述光伏器件预加热至选择的温度，所述选择的温度在从150℃至200℃的范围内，其中，在所述预加热期间将所述热预算限定为温度相对于时间的积分；以及在预加热所述光伏器件的步骤之后，在所述选择的温度下在所述缓冲层上方形成正面接触层。2.根据权利要求1所述的制造光伏器件的方法，还包括：在形成所述吸收层的步骤之前，在所述衬底之上形成背面接触层。3.根据权利要求1所述的制造光伏器件的方法，其中，所述第一加热速率在从5℃/分钟至25℃/分钟的范围内。4.根据权利要求1所述的制造光伏器件的方法，其中，所述第一加热速率在从6℃/分钟至22℃/分钟的范围内。5.根据权利要求1所述的制造光伏器件的方法，其中，所述第一加热速率在从8℃/分钟至11℃/分钟的范围内。6.根据权利要求1所述的制造光伏器件的方法，其中，通过化学汽相沉积实施形成所述正面接触层的步骤。7.根据权利要求1所述的制造光伏器件的方法，其中，所述正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用含锌前体和含硼前体通过化学汽相沉积形成所述正面接触层。8.根据权利要求7所述的制造光伏器件的方法，其中，所述含锌前体包括二乙基锌，并且所述含硼前体包括乙硼烷。9.根据权利要求1所述的制造光伏器件的方法，还包括：对实施所述预加热步骤的加工室施加真空；以及在预加热所述光伏器件的步骤之前，将惰性气体提供至所述加工室内。10.一种制造光伏器件的方法，包括：在所述光伏器件的衬底之上形成吸收层；在所述吸收层上方形成缓冲层；在热预算小于150000度*秒的情况下，将所述光伏器件预加热至选择的温度，所述选择的温度在从150℃至200℃的范...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨昀，
申请(专利权)人：台积太阳能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71