薄膜光伏器件及其制造方法技术

本发明专利技术的光伏器件包括衬底；设置在衬底上的背面接触层；设置在背面接触层上方的用于吸收光子的吸收层；设置在吸收层上方的缓冲层；设置在缓冲层上方的正面接触层；以及具有多个纳米粒子的等离子体纳米结构层，其中，等离子体纳米结构层位于背面接触层的顶面与吸收层之间。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的光伏器件包括衬底；设置在衬底上的背面接触层；设置在背面接触层上方的用于吸收光子的吸收层；设置在吸收层上方的缓冲层；设置在缓冲层上方的正面接触层；以及具有多个纳米粒子的等离子体纳米结构层，其中，等离子体纳米结构层位于背面接触层的顶面与吸收层之间。【专利说明】
技术介绍
本专利技术总体上涉及半导体领域，更具体地，涉及。
技术介绍
光伏器件(也称为太阳能电池)吸收阳光并将光能转化为电能。光伏器件及其制造方法不断发展以提供更高的转化效率以及更薄的设计。 薄膜太阳能电池基于沉积在衬底上的一层或多层光伏材料薄膜。光伏材料的膜厚度介于几纳米至数十毫米的范围内。这类光伏材料的实例包括碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒化合物(CIGS)和非晶硅(α -Si)。这些材料用作光吸收剂。光伏器件还可以包括诸如缓冲层、背面接触层或正面接触层的其他薄膜。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种光伏器件，包括:衬底；背面接触层，设置在衬底上方；吸收层，设置在背面接触层上方，用于吸收光子；缓冲层，设置在吸收层上方；正面接触层，设置在缓冲层上方；以及等离子体纳米结构层，具有多个纳米粒子，其中，等离子体纳米结构层位于背面接触层的顶面和吸收层之间。 其中，吸收层包括选自由铜(Cu)、镓(Ga)、铟(In)、铝(Al)、硒(Se)、硒化物(S)或它们的组合组成的组中的至少一种材料。 其中，多个纳米粒子包括不同尺寸的粒子。 其中，多个纳米粒子包括不同形状的粒子。 其中，多个纳米粒子包括不同金属种类的粒子。 其中，等离子体纳米结构层包括的粒子的形式选自由纳米管、纳米片、纳米棒、纳米粒子、纳米薄片或它们的组合组成的组。 其中，等离子体纳米结构层包括石墨烯纳米片、碳纳米管(CNT)或银纳米粒子。 其中，纳米粒子为选自由金(Au)、银(Ag)、钼(Pt)、铝(Al)、或铜(Cu)或它们的组合组成的组中的金属粒子。 其中，纳米粒子的尺寸介于约5nm至约250nm的范围内。 其中，多个纳米粒子包括不同尺寸的粒子、不同形状的粒子以及不同金属种类的粒子。 此外，还提供了一种制造光伏器件的方法，包括:在衬底上形成背面接触层；在背面接触层上方形成用于吸收光子的吸收层；在吸收层上方形成缓冲层；在背面接触层上方通过湿工艺形成具有多个纳米粒子的等离子体纳米结构层；以及在缓冲层上方形成正面接触层。 其中，在背面接触层和吸收层之间形成等离子体纳米结构层。 其中，在吸收层上方形成等离子体纳米结构层。 其中，在缓冲层上方形成等离子体纳米结构层。 其中，在正面接触层内形成等离子体纳米结构层。 其中，在正面接触层上方形成等离子体纳米结构层。 其中，湿工艺包括化学浴沉积、旋涂工艺、浸溃涂布工艺、刮刀涂布工艺、辊式涂布工艺、屏式涂布工艺或印刷工艺。 其中，湿工艺包括:使用包含Au纳米粒子的溶液在缓冲层上旋涂纳米结构层，其中，Au纳米粒子的粒子尺寸介于30nm至50nm的范围内，Au纳米粒子的浓度为约112CnT3。 该方法还包括:对旋涂的纳米结构层进行退火。 其中，湿工艺包括:沉积分散在溶液中的纳米粒子,其中，溶液包含Au纳米粒子，在电场中实施沉积的步骤。 【专利附图】【附图说明】 当结合附图进行阅读时，根据下面的详细描述可以更好地理解本专利技术的实施例。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。事实上，为了清楚讨论起见，各个部件的尺寸可以被任意地增大或减小。 图1是根据本专利技术的实施例的制造示例性光伏器件的方法流程图。 图2是根据本专利技术的一个实施例的光伏器件在制造过程中的一部分的截面图。 图3是根据本专利技术的另一实施例的光伏器件在制造过程中的一部分的截面图。 图4是根据本专利技术的又一实施例的光伏器件在制造过程中的一部分的截面图。 图5是根据本专利技术的又一实施例的光伏器件在制造过程中的一部分的截面图。 图6是根据本专利技术的又一实施例的光伏器件在制造过程中的一部分的截面图。 【具体实施方式】 在下文的描述中，阐述具体细节以全面地理解本专利技术的实施例。然而，本领域普通技术人员应该认识到，本专利技术的实施例可以在不具有这些具体细节的情况下实施。在一些情况下，并未详细描述已知的结构和工艺以避免对本专利技术实施例的不必要的模糊。 整个本说明书中引用“一个实施例”或“实施例”意味着本专利技术的至少一个实施例包括结合所述实施例而描述的特定部件、结构或特征。因此，在本说明书的不同位置出现的术语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定指同一个实施例。而且，在一个或多个实施例中可以以任何合适的方式对特定部件、结构或特征进行组合。应该理解，以下附图没有按比例绘制；相反，这些附图只用于示出的目的。 本专利技术提供了一种光伏器件及其制造方法。在这种光伏器件中，使用等离子体纳米结构层与背面接触层、吸收层、缓冲层和位于缓冲层上方的正面接触层组合以提高吸收层的光吸收效率。因此，制成的光伏器件具有改进的光伏效率。本专利技术还提供了使用诸如旋涂和浸溃涂布的湿工艺方法制造光伏器件的方法，其中，光伏器件具有等离子体纳米结构层。当制备等离子体纳米粒子时，通过使用湿工艺方法避免了由传统溅射或热蒸发方法与后退火处理一起导致的对光伏器件的工艺损害。 图1是根据本专利技术的各个方面的用于制造光伏器件的方法2的流程图，其中，光伏器件具有衬底、背面接触层、吸收层、缓冲层、等离子体纳米结构层和正面接触层。参考图1，方法2包括框4，其中，在衬底上形成背面接触层。方法2包括框6，其中，在背面接触层上形成用于吸收光子的吸收层。方法2包括框8，其中，在吸收层上形成缓冲层。方法2包括框10，其中，形成等离子体纳米结构层。等离子体纳米结构层具有多个纳米粒子。方法2包括框12，其中，在缓冲层上方形成正面接触层。 在不同实施例中，分别以不同的顺序实施步骤4至步骤12。在一个实施例中，以4-6-8-10-12的顺序实施步骤，从而使等离子体纳米结构层位于缓冲层和正面接触层之间(结合图2在下文中描述)。在另一实施例中，以4-10-6-8-12的顺序实施步骤，使得等离子体纳米结构层位于背面接触层和吸收层之间(结合图3在下文中描述)。在另一实施例中，以4-6-10-8-12的顺序实施步骤，使得等离子体纳米结构层位于吸收层和缓冲层之间(结合图4在下文中描述)。在另一实施例中，以4-6-8-12-10-12的顺序实施步骤，使得等离子体纳米结构层位于正面接触层的两个子层之间(结合图5在下文中描述)。在另一实施例中，以4-6-8-12-10的顺序实施步骤，使得等离子体纳米结构层位于正面接触层上方(结合图6在下文中描述)。 应该理解，可以在图1所示的框4至框12之前、期间和/或之后实施额外的工艺以完成太阳能电池的制造，但为了简要的缘故，这些额外的工艺未在本文中详细论述。 图2至图6是通过图1的方法2的各种实施例制造的光伏器件的一部分的截面图。应该理解，已经简化了图2至图6以便更好地理解本专利技术的专利技术概念。应该理解，本文描述的材料、几何图形、尺寸、结构和工艺参数仅用于示例性的目的，并且不用于也不应该解释为限制本专利技术。一旦从本专利技术中得到启示，多种替代和修改对于本领域普通技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏器件，包括：衬底；背面接触层，设置在所述衬底上方；吸收层，设置在所述背面接触层上方，用于吸收光子；缓冲层，设置在所述吸收层上方；正面接触层，设置在所述缓冲层上方；以及等离子体纳米结构层，具有多个纳米粒子，其中，所述等离子体纳米结构层位于所述背面接触层的顶面和所述吸收层之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴志力，严文材，
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