用于光伏电池的导电基板制造技术

技术编号:14306902 阅读:148 留言:0更新日期:2016-12-27 02:48
本实用新型专利技术的目的是一种Sin(<100nm)/Mo/MoON(20‑40nm)/Mo(30‑35nm)型导电基板。具体而言,涉及一种用于光伏电池的导电基板,包括承载基板和被形成于承载基板上的电极覆层,电极覆层包括:被形成于承载基板上的钼基主层;被形成于钼基且钼氮氧化物基主层上的硒化阻隔层;和在硒化阻隔层上的钼基上层,承载基板为通过浮法获得的硅‑苏打‑石灰型玻璃板,导电基板包括被形成在承载基板上且位于钼基主层之下的碱阻融层,碱阻隔层基于氮化硅,其中钼基上层具有至少30nm且至多35nm的厚度,硒化阻隔层具有至少20nm且至多40nm的厚度,以及碱阻隔层具有至多100nm的厚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏电池领域,更具体地涉及用于制造薄层光伏电池的钼基导电基板领域。
技术介绍
事实上,以已知的方式,一些薄层光伏电池,即第二代光伏电池,使用涂覆一层吸收剂(即光敏材料)的钼基导电基板,吸收剂通常为有铜Cu、铟In、和硒Se和/或硫S的黄铜矿。例如其可为CuInSe2型材料。已知该类型材料简称为CIS。其还可为CIGS,即另外结合镓的材料,又或使用锌和/或锡而非铟和/或镓的Cu2(Zn, Sn)(S, Se)4型材料(即CZTS)。对于该类型应用,电极更通常地基于钼(Mo),因为这种材料具有一些优点。即良好的导电性(大约10μΩ.cm的相对较小电阻率)。由于具有高熔点(2610℃),其可承受必须的高温热处理。在一定程度内,其抗硒和硫。吸收剂层的沉积最常见的是强制与使大部分材料劣化的含硒或硫的气氛相接触。钼与硒或硫反应尤其生成MoSe2、MoS2或Mo(S, Se)2,但保留了其最主要的性能、尤其是电气性能,并保持与例如CIS、CIGS、或CZTS层充分的电气接触。最后,这是一种CIS、CIGS、或CZTS类型的层在其上良好地粘合的材料,钼同样倾向于促进晶体生长。然而,当考虑工业生产时,钼呈现较大缺点:即材料昂贵。事实上,通常通过阴极溅射(用磁场辅助)沉积钼层。然而钼靶价格昂贵。为了得到需要的电传导性水平(在含有S或Se的气氛中处理后,每平方米电阻小于或等于2Ω/ ,且优选地小于或等于1或甚至为0.5Ω/)而不可忽略的是,Mo层应相对较厚,通常大约为400nm到1微米。SAINT-GOBAIN GLASS FRANCE的专利申请WO-A-02/065554教导了提供一种相对较薄的钼层(小于500nm)和在基板和钼基层之间设置一个或多个抗碱层,以在后续热处理时保持钼基薄层的品质。然而该类型导电基板的价格一直较昂贵。还从EP2 777 075已知一种Mo/MoON/MO型导电基板。本专利技术更具体地涉及这种类型的导电基板。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种性能更好的钼基新型导电基板。为此,本专利技术的目的尤其在于一种用于光伏电池的导电基板,包括承载基板和被形成于承载基板上的电极覆层,电极覆层包括:- 被形成于承载基板上的钼基主层;- 被形成于钼基且钼氮氧化物基主层上的硒化阻隔层;和- 在硒化阻隔层上的钼基上层,承载基板由含有碱的材料制成,导电基板包括被形成于承载基板上且位于钼基主层之下的碱阻隔层,碱阻隔层基于氮化硅,其中钼基上层具有至少为30nm且至多为35nm的厚度,硒化阻隔层具有至少为20nm且至多为40nm的厚度,而碱阻隔层具有至多为100nm的厚度。导电基板可靠且制造相对快速。碱阻隔层厚度的该选择特别重要,因为即使具有这样的厚度,阻隔层依然具有让碱透过的风险,借助于使导电基板更快速地制造,而氮化层的沉积相对较慢,平衡了此风险。之前,从未考虑过在钼基叠层也较薄时使用具有如此小厚度且和Mo/MoON/Mo型叠层一样脆弱的碱阻隔层。事实上,本领域技术人员认为此厚度的选择非常有风险。根据一个具体实施例,钼基主层具有至少100nm且至多140nm的厚度。根据另一具体实施例,基板不包括其它层、即由上述层构成。本专利技术的目的还在于一种制造光伏电池或模块的方法,该方法包括使用根据前面任意一个实施例所述的导电基板,以实现在所述钼基上层上通过硒化和/或硫化形成光敏层,在形成所述光敏层之前或期间、优选地在期间实施所述钼基上层的转化步骤。根据一个具体实施例,光敏层(22)的形成步骤包括在大于或等于300℃的温度下硒化和/或硫化的步骤。本专利技术的目的还在于一种从上述方法制得的光伏模块。附图说明通过阅读仅以举例方式给出的如下描述,并参考附图,本专利技术将被更好地理解,其中:- 图1为导电基板的横截面示意图;- 图2为包括根据图1的导电基板的光伏电池的横截面示意图。具体实施方式为了清楚表示,图1到2未按比例描绘,因为尤其在承载基板和所沉积层之间的厚度差较大,例如大约500的系数。在图1中示出用于光伏电池的导电基板1,包括:- 玻璃的承载基板2;- 被形成在基板2上的碱阻隔层4;和- 被形成在碱阻隔层4上的钼基电极覆层6。在全文中,将“被形成(或沉积)在层B上的层A”理解为所形成的层A或者被直接形成在层B上且因此与层B相接触、或者被形成在层B上且在层A和层B之间插有一个或多个层。注意到,在全文中将“电极覆层”理解为导电覆层,其包括至少一个导电层,即通过电子的流动来保证导电性。另外,在全文中“包括层”当然应该理解为“包括至少一个层”。所示电极覆层6由以下构成:- 碱阻隔层4;- 被直接形成于碱阻隔层4上的钼基主层8;- 被直接形成于钼基并具有小厚度的主层8上的硒化阻隔层10;和- 被直接形成于硒化阻隔层10上的钼基上层12。这样的导电基板1被用于制造具有钠添加剂的光敏材料(已知钠可提高CIS或CIGS型光敏材料的性能)。碱阻隔层4阻止钠离子从玻璃的基板2转移,以更好地控制光敏材料中的钠添加剂。作为变型,电极覆层6包括一个或多个夹层。而且,通常,导电基板1包括承载基板2和电极覆层6,电极覆层6包括:- 被形成在承载基板2上的钼基主层8;- 被形成在钼基且钼氮氧化物基主层8上的硒化阻隔层10;和- 被形成在硒化阻隔层10上的钼基上层12。钼适于在硫化和/或硒化后形成与光敏半导体材料、尤其与基于铜和硒和/或硫的黄铜矿型光敏半导体材料进行欧姆接触的层,例如Cu(In, Ga)(S, Se)2、尤其为CIS或CIGS型的光敏材料、又或是Cu2(Zn, Sn)(S, Se)4型材料。将欧姆接触层理解为接触特征电流/电压为非整流且线性的这样的材料层。优选地,上层12为电极覆层6的最后的上层,即电极覆层6在层12之上没有其它层。还优选地,电极覆层6包括单个钼基主层8、单个硒化阻隔层10、和单个的层12。注意到,在全文中将“单个层”理解为具有相同材料的层。但是如WO-A-2009/080931中所描述的,可通过叠置具有相同材料的多个层来得到此单个层,层间存在可能有特征的界面。典型地,在磁控沉积室中,通过多个靶体将相同材料的多个层连续形成在承载基板上,以最终形成相同材料、即钼的单个层。注意到,将术语“钼基”理解为由大量钼组成的材料,即或者仅由钼构成、或者为主要包含钼的合金、或者为主要包含钼但具有氧和/或氮含量的化合物,例如导致大于或等于20μOhm.cm的电阻率的含量。层12被用于通过硒化和/或硫化完全转化成Mo(S, Se)2,此材料相反地不被认为是“钼基”材料,而是基于二硫化钼、二硒化钼或二硫化钼与二硒化钼混合物的材料。按常规方式,标记(S, Se)表明其为SxSe1-x的组合,且0 ≤ x ≤ 1。重要的是注意到,图1所示且上面描述的基板为光伏模块制造中的中间产物。接下来用光敏材料的制造方法转化此中间产物。将上面描述的导电基板1理解为转化前的中间产物,其可被存储并发送到其它生产点以制造模块。上层12具有至少30nm且至多35nm的厚度。已经证明二硫化钼和/或二硒化钼的化合物Mo(S, Se)2是作为欧姆接触层有效的材料。硒化阻隔层10防护钼基主层8免受可能的硒化和/或硫化。注意到,硒化防护层也防硫本文档来自技高网
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用于光伏电池的导电基板

【技术保护点】
一种用于光伏电池的导电基板(1),包括承载基板(2)和被形成于承载基板(2)上的电极覆层(6),所述电极覆层(6)包括:‑ 被形成于承载基板(2)上的钼基主层(8);‑ 被形成于钼基且钼氮氧化物基主层(8)上的硒化阻隔层(10);和‑ 在硒化阻隔层(10)上的钼基上层(12),所述承载基板为通过浮法获得的硅‑苏打‑石灰型玻璃板,所述导电基板包括被形成在承载基板上且位于钼基主层之下的碱阻隔层(4),所述碱阻隔层基于氮化硅,其中所述钼基上层具有至少30nm且至多35nm的厚度,所述硒化阻隔层具有至少20nm且至多40nm的厚度,以及所述碱阻隔层具有至多100nm的厚度。

【技术特征摘要】
2014.12.31 FR 14635071.一种用于光伏电池的导电基板(1),包括承载基板(2)和被形成于承载基板(2)上的电极覆层(6),所述电极覆层(6)包括:- 被形成于承载基板(2)上的钼基主层(8);- 被形成于钼基且钼氮氧化物基主层(8)上的硒化阻隔层(10);和- 在硒化阻隔层(10)上的钼基上层(12),所述承载基板为通过浮法获得的硅-苏打-石灰型玻...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·奥夫雷
申请(专利权)人:法国圣戈班玻璃厂
类型:新型
国别省市:法国;FR

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