使半导体窗口层退火的方法技术

本发明专利技术提供制造半导体组件的方法。该制造方法包括：热处理第一半导体组件，其包括设置在第一支承上的第一半导体层；和热处理第二半导体组件，其包括设置在第二支承上的第二半导体层。第一和第二半导体组件同时被热处理，并且布置第一和第二半导体组件使得第一半导体层在热处理期间面向第二半导体层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及用于使半导体层退火的方法，并且更特定地涉及用于为了光伏 (PV)器件的制造而使半导体层退火的方法。
技术介绍
PV (或太阳）电池用于将太阳能转换成电能。薄膜PV器件可包括设置在透明支承 上的许多半导体层，其中一个半导体层充当窗口层，并且第二半导体层充当吸收层。太阳辐 射经过窗口层到吸收层，其中光能转换成可用的电能。常常采用附加层来提高PV器件的转 换效率。 有多种PV电池的候选材料系统，其中的每个具有某些优势和劣势。碲化镉/硫化 镉（CdTe/CdS)基于异质结的光伏电池是薄膜太阳电池的一个这样的示例。 薄膜太阳电池制造典型地需要明显数量的处理步骤以在衬底上形成多个层。因为 大量处理步骤、层和界面，薄膜太阳电池制造起来可能昂贵且耗时。研究人员正不断努力提 高效率并且降低薄膜PV电池的生产成本。 典型的多晶薄膜PV电池具有非常薄（典型地小于0. 12微米）的层，称作窗口 层。该窗口层的作用是结合吸收层形成异质结。窗口层可取地足够薄并且具有足够宽的带 隙（2. 4eV或以上）以将大部分可用光传送通过吸收层。对于铜铟镓硒（CIGS)和CdTe型太 阳电池，对于窗口层的最常见材料是硫化镉（CdS)，其是直接带隙半导体。各种方法可用于 沉积CdS薄膜，例如化学浴沉积、溶胶-凝胶、电化学沉积、热蒸发、溅射和喷涂。 CIGS和CdTe光伏器件可以由于在窗口层处失去光子和/或p-n结处的差的电荷 收集而经受降低的性能。从而，通过提高窗口层的质量来增加窗口层的光传送和/或提高 结性能，这将是可取的。 【专利
技术实现思路
】 本专利技术的一个方面在于制造半导体组件的方法。该制造方法包括：热处理第一半 导体组件，其包括设置在第一支承上的第一半导体层；和热处理第二半导体组件，其包括设 置在第二支承上的第二半导体层。该第一和第二半导体组件同时被热处理，并且布置第一 和第二半导体组件使得第一半导体层在热处理期间面向第二半导体层。 【附图说明】 当下列详细说明参考附图（其中类似的符号在整个附图中代表类似的部件）阅读 时，本专利技术的这些和其他特征、方面和优势将变得更好理解，其中： 图1采用横截面视图示意地描绘根据本专利技术的方面的热处理的相邻面对面布置中的 第一和第二半导体组件； 图2采用横截面视图示意地描绘根据本专利技术的方面的热处理的相邻面对面布置中的 第一第二半导体组件(其使用间隔件分离一定间隙）； 图3采用横截面视图示意地描绘具有设置在半导体层与支承之间的氧化镉锡层的半 导体组件； 图4采用横截面视图示意地描绘具有设置在图3的氧化镉锡层与半导体层之间的传导 层的半导体组件； 图5采用横截面视图示意地描绘具有设置在图4的传导层与半导体层之间的阻性、透 明缓冲层的半导体组件； 图6采用横截面视图示意地描绘具有设置在图4-6的氧化镉锡层与半导体层之间的缓 冲层的半导体组件； 图7采用横截面视图示意地描绘根据本专利技术的方面在热处理的相邻面对面布置中具 有图6中示出的配置的第一和第二半导体组件； 图8采用横截面视图示意地描绘具有图6中示出的窗口层配置的示例光伏器件； 图9是作为三个退火样本和未退火的一个样本的入射角的函数的掠入射X射线衍射强 度的曲线图； 图10是作为面对面退火和未退火充氧CdS样本的波长的函数的外量子效率的曲线 图； 图11是使用经历面对面退火或未被退火的CdS的电池效率的盒形图； 图12是使用经历面对面退火或未被退火的CdS的开路电压V%的盒形图； 图13是使用经历面对面退火或未被退火的CdS的短路电流Js。的盒形图； 图14是使用经历面对面退火或未被退火的CdS的填充因子FF的盒形图。 【具体实施方式】 术语第一、第二及类似物在本文不指示任何顺序、数量或重要性，而是用于使 要素互相区别开。术语一在本文不表示数量限制，而是只是存在引用项目中的至少一个。 连同数量使用的修饰语大约包括陈述的值的并且具有由上下文指定的含义(例如，包括 与特定数量的测量关联的误差度)。另外，术语组合包括掺杂物、混合物、合金、反应产物 及类似物。 此外，后缀（S)意在包括其所修饰的单数个和复数个项两者，由此包括该项的中 的一个或多个。整个说明书中对一个实施例或另一个实施例、实施例等的引用意 指连同该实施例描述的特别要素(例如，特征、结构和/或特性)包括在本文描述的至少一个 实施例中，并且可或不可存在于其他实施例中。相似地，对特定配置的引用意指结合该 配置描述的特定要素(例如，特征、结构和/或特性）包括在本文描述的至少一个配置中，并 且可或不可存在于其他配置中。另外，要理解描述的专利技术性特征可采用任何适合的方式在 各种实施例和配置中组合。 另外，如在本文在整个说明书和权利要求中使用的近似语言可应用于修饰任何定 量表示，其可以获准地改变而不引起它与之有关的基本功能中的变化。因此，由例如大约 等术语修饰的值不限于规定的精确值。在一些实例中，该近似语言可对应于用于测量该值 的仪器的精确度。 此外，如本文使用的术语透明区、透明层和透明电极指具有在从大约300nm 至大约850nm的范围中的波长的入射电磁辐射至少80%的平均透射的区、层或物品。如本 文使用的，术语设置在…上指层直接互相接触设置或通过在其之间具有插入层而间接设 置。 参考图1-8描述制造许多半导体组件100、200的方法。该制造方法包括：热处理 第一半导体组件1〇〇,其包括设置在第一支承120上的第一半导体层110 ;和热处理第二半 导体组件200,其包括设置在第二支承220上的第二半导体层210。如指示的，例如在图1和 2中，第一和第二半导体组件100、200同时被热处理，并且布置第一和第二半导体组件100、 200使得第一半导体层110在热处理期间面向第二半导体层210。如本文使用的，术语面 向应理解为包括邻近彼此(彼此直接接触地）设置或备选地彼此分离(例如利用设置在两 个层之间的间隔件而分离）的层。 对于特定配置，第一和第二半导体层110、210包括从由硫化镉（CdS)、硫化 铟（III) (In2S3)、硫化锌（ZnS)、碲化锌（ZnTe)、硒化锌（ZnSe)、硒化镉（CdSe)、硒化镉 锰（Cd xMni_xSe )、充氧硫化镉（CdS: 0 )、氧化亚铜（Cu20 )、非晶或微晶硅和Zn (0, H)、CdO、 Cd(0, Η)以及其组合选择的材料。这些材料还应理解为包括其合金。对于特定配置，第一和 第二半导体层110、210可包括金属硒化物或金属硫化物。对于更特定的配置，第一和第二 半导体层110、210可包括硫化镉（CdS)或充氧硫化镉（CdS:0)。对于特定工艺，第一和第二 半导体层110、210可包括充氧硫化镉（CdS:0)，其中氧含量在大约两个原子百分比（2%)至 大约二十五个原子百分比（25%)的范围内。值得注意的是上文提到的半导体材料可单独或 结合使用。此外，这些材料可在超过一个层中存在，每个层具有不同类型的材料或具有独立 层中材料的组合。 对于特定布置，热处理的半导体层110、210层充当对于光伏器件的结形成层。对 于特定配置，半导体层110、210可包括CdS并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造多个半导体组件的方法，所述制造方法包括：热处理第一半导体组件，其包括设置在第一支承上的第一半导体层；和热处理第二半导体组件，其包括设置在第二支承上的第二半导体层，其中所述第一和第二半导体组件同时被热处理，并且其中布置所述第一和第二半导体组件使得所述第一半导体层在所述热处理期间面向所述第二半导体层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.19 US 13/329,4181. 一种制造多个半导体组件的方法，所述制造方法包括： 热处理第一半导体组件，其包括设置在第一支承上的第一半导体层；和 热处理第二半导体组件，其包括设置在第二支承上的第二半导体层， 其中所述第一和第二半导体组件同时被热处理，并且其中布置所述第一和第二半导体 组件使得所述第一半导体层在所述热处理期间面向所述第二半导体层。2. 如权利要求1所述的制造方法，其中布置所述第一和第二半导体组件使得所述第一 和所述第二半导体层在所述热处理期间相邻。3. 如权利要求1所述的制造方法，其中布置所述第一和第二半导体组件使得所述第一 和所述第二半导体层在所述热处理期间彼此间隔开，其中所述第一和所述第二半导体层包 括材料，并且其中所述热处理在所述材料、所述材料的组分或其组合的气相的过压的条件 下进行。4. 如权利要求3所述的制造方法，其中所述第一和第二半导体组件在所述热处理期间 彼此间隔开大约2mm的最大距离。5. 如权利要求4所述的制造方法，其中所述第一和第二半导体组件在所述热处理期间 彼此间隔开大约0. 7mm的最大距离。6. 如权利要求3所述的制造方法，其进一步包括在所述第一与所述第二半导体层之间 设置至少一个间隔件，使得所述第一和所述第二半导体层在所述热处理期间彼此间隔开。7. 如权利要求6所述的制造方法，其中所述至少一个间隔件包括设置在所述第一半导 体层的至少一部分上、所述第二半导体层的至少一部分上或所述第一和所述第二半导体层 两者的至少一部分上的颗粒材料。8. 如权利要求7所述的制造方法，其中所述第一和所述第二半导体层包括金属元素组 分，并且其中所述颗粒材料包括所述金属元素组分。9. 如权利要求8所述的制造方法，其中所述颗粒材料进一步包括还原剂。10. 如权利要求8所述的制造方法，其中所述金属元素组分包括镉。11. 如权利要求8所述的制造方法，其中所述第一和所述第二半导体层进一步包括硫， 并且其中所述颗粒材料包括硫。12. 如权利要求8所述的制造方法，其中所述第一和所述第二半导体层包括硫化镉 (CdS )或充氧硫化镉（CdS: 0)，并且其中所述颗粒材料包括CdS或充氧硫化镉（CdS: 0)。13. 如权利要求1所述的制造方法，其进一步包括： 将所述第一半导体层设置在所述第一支承上；以及 将所述第二半导体层设置在所述第二支承上， 其中所述第一和第二半导体层在进行所述热处理之前设置。14. 如权利要求13所述的制造方法，其中所述第一和所述第二半导体层使用低衬底温 度沉积技术来设置。15. 如权利要求13所述的制造方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：J曹，JC罗霍，GT达拉科斯，A亚基莫夫，D钟，BA科雷瓦尔，SD费尔德曼皮博迪，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US