制造太阳能电池的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于制造太阳能电池的方法，通常包括将太阳能电池子结构传输至腔室。使用连接至腔室的波生成装置产生电磁辐射，从而使波生成装置被设置为邻近太阳能电池子结构。将电磁辐射于应用于太阳能电池子结构的至少一部分上以帮助至少一种金属元素扩散穿过太阳能电池子结构的至少一部分，从而在太阳能电池子结构的至少两种不同类型的半导体材料之间形成半导体界面。本发明专利技术还提供了一种制造太阳能电池的装置。

【技术实现步骤摘要】
制造太阳能电池的装置和方法
本专利技术涉及太阳能电池，更具体地，涉及用于制造太阳能电池的装置和方法。
技术介绍
光伏电池或太阳能电池是直接从太阳光产生电流的光伏部件。由于对清洁能源需求的增加，因此，近年来太阳能电池的制造快速发展并持续发展。太阳能电池包括衬底、位于衬底上的背面接触层、位于背面接触层上的吸收层、位于吸收层上的缓冲层以及位于缓冲层上方的正面接触层。例如，可以在沉积工艺期间使用溅射和/或共蒸将层施加在衬底上。通过将半导体材料用作形成吸收层的至少一部分的材料，将半导体材料应用到至少一些已知的太阳能电池的加工或制造中。例如，在沉积工艺之后，诸如铜铟镓硫硒化物(CIGSS)(也称为薄膜太阳能电池材料)的黄铜矿基半导体材料用于完成吸收层的形成。用于形成CIGSS或薄膜太阳能电池材料的一些技术包括金属前体的硒化工艺以及在硒化之后实施的硫化工艺(整个工艺称为硒化后硫化(SAS))。在太阳能电池子结构的至少两种不同类型的半导体材料之间形成诸如p/n结的半导体界面。例如，可以在太阳能电池的两层之间形成p/n结，使得p/n结掩埋在黄铜矿基半导体材料内。两种方法用于增强和/或促进在黄铜矿基半导体材料内形成p/n结。一种方法为在沉积工艺期间(诸如，在共蒸工艺的最后的阶段期间)增加一个阶段，以形成表面层。表面层进行铜阳离子扩散工艺以形成下层富铜层，并在表面处形成贫铜层。扩散工艺使表面层具有增加的阳离子空位，而阳离子空位可以有益于之后的形成掩埋的p/n结的阳离子扩散工艺。另一种方法包括在化学浴沉积(CBD)工艺过程中，吸收层的铜金属组分的分解以及阳离子(诸如，镉和/或锌)的扩散。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于制造太阳能电池的方法，该方法包括：将太阳能电池子结构传输至腔室；使用连接至腔室的波生成装置来产生电磁辐射，从而使波生成装置被设置为邻近太阳能电池子结构；以及将电磁辐射应用于太阳能电池子结构的至少一部分上以帮助至少一种金属元素扩散穿过太阳能电池子结构的至少一部分，从而在太阳能电池子结构的至少两种不同类型的半导体材料之间形成半导体界面。优选地，产生电磁辐射包括：产生包括频率介于约30MHz至约30GHz范围内的波长的电磁辐射。优选地，应用电磁辐射包括：将电磁辐射应用于太阳能电池子结构的至少一部分上，从而使至少一种金属元素扩散穿过太阳能电池子结构的至少一部分，扩散距离介于约5nm至约50nm之间。优选地，应用电磁辐射包括：将电磁辐射应用于太阳能电池子结构的至少一部分上以帮助扩散镉、锌或镓中的一种。优选地，传输太阳能电池子结构包括：传输包括前体层的太阳能电池子结构。优选地，应用电磁辐射包括：将电磁辐射应用于太阳能电池子结构的至少一部分上，从而使电磁辐射传播穿过前体层的至少一部分。优选地，传输太阳能电池子结构包括：传输包括前体层和位于前体层的至少一部分上的缓冲层的太阳能电池子结构。优选地，应用电磁辐射包括：将电磁辐射应用于太阳能电池子结构的至少一部分上，从而使电磁辐射传播穿过前体层的至少一部分和缓冲层的至少一部分。根据本专利技术的另一方面，提供了一种装置，包括：腔室，被配置为从其他至少一个腔室接收太阳能电池子结构；以及波生成装置，连接至腔室，使得当腔室接收太阳能电池子结构时，波生成装置被设置为邻近太阳能电池子结构，波生成装置被配置为产生电磁辐射，并且将电磁辐射应用于太阳能电池子结构的至少一部分上，以帮助至少一种金属元素扩散穿过太阳能电池子结构的至少一部分。优选地，波生成装置被配置为产生包括频率介于约30MHz至约30GHz范围内的波长的电磁辐射。优选地，至少一种金属元素扩散穿过太阳能电池子结构的至少一部分，扩散距离介于约5nm至约50nm之间。优选地，至少一种金属元素包括镉、锌或镓中的一种。优选地，太阳能电池子结构包括前体层，波生成装置被配置为将电磁辐射应用于太阳能电池子结构的至少一部分上，从而使电磁辐射传播穿过前体层的至少一部分。优选地，太阳能电池子结构包括前体层和位于前体层的至少一部分上的缓冲层，波生成装置被配置为将电磁辐射应用于太阳能电池子结构的至少一部分上，从而使电磁辐射传播穿过前体层的至少一部分和缓冲层的至少一部分。优选地，太阳能电池子结构包括前体层、位于前体层的至少一部分上的缓冲层和位于缓冲层的至少一部分上的正面接触层，波生成装置被配置为将电磁辐射选择性地应用于太阳能电池子结构的至少一部分上，从而使电磁辐射传播穿过前体层的至少一部分、缓冲层的至少一部分和正面接触层的至少一部分。优选地，波生成装置被配置为将电磁辐射选择性地应用于太阳能电池子结构的至少一部分上，从而使至少一种金属元素扩散至前体层的表面。根据本专利技术的又一方面，提供了一种用于制造太阳能电池的方法，方法包括：将太阳能电池子结构传输至腔室，太阳能电池子结构包括前体层、位于前体层的至少一部分上的缓冲层和位于缓冲层的至少一部分上的正面接触层；使用连接至腔室的波生成装置来产生电磁辐射，从而使波生成装置被设置为邻近太阳能电池子结构；以及将电磁辐射选择性地应用于太阳能电池子结构的至少一部分上，使电磁辐射传播穿过前体层的至少一部分、缓冲层的至少一部分和正面接触层的至少一部分，以使至少一种金属元素扩散穿过太阳能电池子结构的至少一部分。优选地，产生电磁辐射包括：产生包括频率介于约30MHz至约30GHz范围内的波长的电磁辐射。优选地，选择性地应用电磁辐射包括：将电磁辐射选择性地应用于太阳能电池子结构的至少一部分上，以使镓扩散。优选地，选择性地应用电磁辐射包括：将电磁辐射选择性地应用于太阳能电池子结构的至少一部分上，以使镓扩散至前体层的表面。附图说明图1是示例性太阳能电池的截面图。图2是用于制造图1中示出的太阳能电池的示例性装置的框图。图3是使用图2中示出的装置来制造太阳能电池的示例性方法的流程图。图4是使用图2中示出的装置来制造太阳能电池的可选方法的流程图。图5是使用图2中示出的装置来制造太阳能电池的另一可选方法的流程图。图6是使用图2中示出的装置来制造太阳能电池的另一可选方法的流程图。具体实施方式在说明书中，相对位置关系术语诸如“下”、“上”、“水平”、“垂直”、“在…上方”、“在…下方”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”及其衍生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应被解释为是指如当时所描述的或者如论述的附图中所示的方位。这些相对位置关系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。本说明书的示例性实施例意指结合附图进行阅读，其被认为是所撰写的整个说明书的一部分。附图并未按比例绘制。在各种附图中，除非另有说明，否则在文中相似的参考标号表示相似的物质。根据以上描述，在太阳能电池的制造中，两种方法用于增强和/或促进在太阳能电池的两层之间形成半导体界面(诸如，p/n结)，使得界面掩埋在诸如铜铟镓硫硒化物(CIGSS)的黄铜矿基半导体材料内。一种方法为在沉积工艺期间增加一个阶段，从而促进表面层的形成，其中，表面层具有增加的阳离子空位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造太阳能电池的方法，所述方法包括：将太阳能电池子结构传输至腔室；使用连接至所述腔室的波生成装置来产生电磁辐射，从而使所述波生成装置被设置为邻近所述太阳能电池子结构；以及将所述电磁辐射应用于所述太阳能电池子结构的至少一部分上以帮助至少一种金属元素扩散穿过所述太阳能电池子结构的至少一部分，从而在所述太阳能电池子结构的至少两种不同类型的半导体材料之间形成半导体界面。

【技术特征摘要】
2013.09.13 US 14/025,8521.一种用于制造太阳能电池的方法，所述方法包括：将太阳能电池子结构传输至腔室；使用连接至所述腔室的波生成装置来产生电磁辐射，从而使所述波生成装置被设置为邻近所述太阳能电池子结构；以及将所述电磁辐射应用于所述太阳能电池子结构的至少一部分上以帮助至少一种金属元素扩散穿过所述太阳能电池子结构的至少一部分，从而在所述太阳能电池子结构的至少两种不同类型的半导体材料之间形成半导体界面。2.根据权利要求1所述的方法，其中，产生所述电磁辐射包括：产生包括频率介于30MHz至30GHz范围内的波长的电磁辐射。3.根据权利要求1所述的方法，其中，应用所述电磁辐射包括：将所述电磁辐射应用于所述太阳能电池子结构的至少一部分上，从而使所述至少一种金属元素扩散穿过所述太阳能电池子结构的至少一部分，扩散距离介于5nm至50nm之间。4.根据权利要求1所述的方法，其中，应用所述电磁辐射包括：将所述电磁辐射应用于所述太阳能电池子结构的至少一部分上以帮助扩散镉、锌或镓中的一种。5.根据权利要求1所述的方法，其中，传输太阳能电池子结构包括：传输包括前体层的所述太阳能电池子结构。6.根据权利要求5所述的方法，其中，应用所述电磁辐射包括：将所述电磁辐射应用于太阳能电池子结构的至少一部分上，从而使所述电磁辐射传播穿过所述前体层的至少一部分。7.根据权利要求1所述的方法，其中，传输太阳能电池子结构包括：传输包括前体层和位于所述前体层的至少一部分上的缓冲层的所述太阳能电池子结构。8.根据权利要求7所述的方法，其中，应用所述电磁辐射包括：将所述电磁辐射应用于所述太阳能电池子结构的至少一部分上，从而使所述电磁辐射传播穿过所述前体层的至少一部分和所述缓冲层的至少一部分。9.一种用于制造太阳能电池的装置，包括：腔室，被配置为从其他至少一个腔室接收太阳能电池子结构；以及波生成装置，连接至所述腔室，使得当所述腔室接收所述太阳能电池子结构时，所述波生成装置被设置为邻近所述太阳能电池子结构，所述波生成装置被配置为产生电磁辐射，并且将所述电磁辐射应用于所述太阳能电池子结构的至少一部分上，以帮助至少一种金属元素扩散穿过所述太阳能电池子结构的至少一部分，从而在所述太阳能电池子结构的至少两种不同类型的半导体材料之间形成半导体界面。10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述波生成装置被配置为产生包括频率介于30MHz至30GHz范围内的波长的电磁辐射。11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：严文材，吴志力，徐伟伦，吴忠宪，
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