用于光伏电池或模块的背接触式基板制造技术

用于光伏电池的背接触式基板（1）包括载体基板（2）和电极（6），电极（6）包括基于下述的合金薄膜：铜（Cu）和银（Ag）之中的至少一个；以及锌（Zn）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于光伏电池或模块的背接触式基板 本专利技术涉及光伏电池的领域，更具体地涉及用于制造薄膜光伏电池的非透明背接 触式基板的领域。 具体而言，以已知的方式，称为第二代光伏器件的一些薄膜光伏电池使用涂覆有 光吸收薄膜(即，光敏材料)的基于钼的背接触式基板，所述光吸收薄膜由铜（Cu)、铟（In)和 硒（Se)和/或硫（S)的黄铜矿制成。它可以例如是具有黄铜矿结构的CuInSe2类型的材料。 该类型的材料在缩写CIS下是已知的。它还可以是CIGS，也就是说另外并入镓（Ga)的材 料，或CIGSSe，也就是说并入硫和硒二者的材料。第二类材料由具有锌黄锡矿（Kesterite) 结构的Cu2 (Zn,Sn) (S，Se)4 (即CZTS)类型的制成，其使用锌和/或锡代替铟和/或镓。第 三类由碲化镉（CdTe)和硫化镉（CdS)制成。 对于应用的CIS、CIGS、CIGSSe和CZTSSe类型，背接触式电极通常基于钼（Mo)，因 为该材料展现出很多优点。它是良好的电导体(大约为IOyQ.cm的相对低的电阻率)。它 可以经受必要的高热处理，因为它具有高的熔点（26KTC)。它在某种程度上经得住硒和硫。 吸收剂的薄膜的沉积通常需要在高温下与包括硒或硫的气氛接触，这倾向于损坏大多数金 属。钼与硒或硫反应，具体地，形成MoSe2、MoS2SMo(S,Se) 2，但是仍然是导电的，并且形成 与CIS、CIGS、CIGSSe、CZTS或CdTe薄膜的适当欧姆接触。最后，它是CIS、CIGS、CIGSSe、 CZTS或CdTe类型的薄膜在其上附着良好的材料；钼甚至倾向于促进其晶体生长。 然而，钼对于工业生产而言展现出主要缺点：它是昂贵的材料。与铝或铜相比，原 材料的成本是高的。钼薄膜通常是通过磁场辅助的阴极溅射（即磁控溅射）沉积的。事实 上，钼靶的制造也是昂贵的。这是更加重要的，因为为了获得期望水平的电导率(在包含S 或Se的气氛中处理之后的每方块电阻至多2Q/ □，并且优选地至多IQ/ □，甚至优选地 至多0. 5Q/ □)，通常大约从400nm至1微米的Mo的相对厚的薄膜是必要的。 法国Saint-Gobain Glass(圣戈班玻璃）的专利申请W0-A-02/065554教导了提 供相对薄的钼膜(小于500nm)并且在基板和基于钼的薄膜之间提供不透碱金属的一个或多 个薄膜，以便于在后续热处理期间保持基于钼的薄膜的质量。 尽管如此，该类型的背接触式基板仍然相对昂贵。 本专利技术的目的是提供一种导电性和耐腐蚀的背接触式基板，其制造成本相对低。 为此，本专利技术的一方面具体地涉及用于光伏电池的背接触式基板，所述背接触式 基板包括载体基板和电极，所述电极包括基于下述的合金薄膜： 铜（Cu)和银（Ag)当中的至少一个；以及 锌（Zn)〇 这样的背接触式基板展现出下述优点：使得有可能以降低成本的材料获得与具 有仅由钼制成的电极的背接触式基板的每方块电阻等同的每方块电阻。铜和银具有显 著高于钼的电导率。因此，仅需要薄得多的膜来获得与钼相比相同的薄层电阻（sheet resistance)。然而，即使在室温下，铜和银也具有对硫和硒的非常高的亲和性。即使在较 高的温度下，基于铜（Cu)和/或银（Ag)以及基于锌（Zn)的电极也具有对硒化的相对良好 的耐抗性。相当令人惊讶的是，例如CuZn薄膜耐硒化，而例如铜薄膜没有通过测试。 尽管使用银似乎与成本降低的目标相矛盾，但是材料和涂层的成本将比针对钼的 更低，这是由于低得多的薄膜厚度，这虑及高吞吐量的过程，并且还由于制造成本的较低成 本。 要注意，本专利技术还可以适用于CdTe和CdS类型的薄膜太阳能电池，其也属于硫族 化物薄膜太阳能电池的类别，如果这些CdTe/CdS薄膜太阳能电池为基板类型(相对于覆板 (superstrate)类型)，也就是说，如果制造过程开始于在基板上形成背电极，从而制成在其 上形成吸收体的背接触式基板。当形成吸收体时，背接触式基板被暴露于腐蚀性气体或液 体，所述气体或液体涉及作为元素或以化合物的蹄或硫。 根据特定实施例，背接触式基板包括分别考虑的或根据技术上可能的所有组合的 下述特性中的一个或多个： -所述合金薄膜被形成在载体基板上； -所述合金薄膜具有至少10%和至多95%的铜和银的总原子含量； -所述合金薄膜具有至少5%和至多90%的锌的原子含量； -所述合金薄膜基于铜（Cu)和锌（Zn); -所述合金薄膜具有至少95%的铜（Cu)和/或银（Ag)以及锌（Zn)的所组合的原子含 量； -所述合金薄膜具有至少5%和至多20%、或至少35%和至多55%、或至少70%和至多 90%，优选地在35%和55%之间的Zn原子含量； -在热退火之后，所述合金薄膜主要处于a、0或e结晶相，优选地主要处于0相； -所述合金薄膜具有至少80%和至多95%的铜（Cu)和/或银（Ag)以及锌（Zn)的所组 合的原子含量，所述合金薄膜还包含下述元素当中的至少一个：钛（Ti)、锡（Sn)、娃（Si)、 锗（Ge)、锆（Zr)、铪（Hf)、碳（C)和铅（Pb)，该另外的基本元素以至少1%和至多20%的原子 含量存在于合金薄膜中； -所述合金薄膜还基于钛（Ti); -所述合金薄膜还包含下述附加元素当中的一个或多个：铝（A1)、金(Au)、铂（Pt)、钼 (Mo)、锰（Mn)、钒（V)、硅（Si)、砷（As)，其具有至多5%的总原子含量； -所述合金薄膜还包含氧（〇)和/或氮（N)，其具有至多5%的最大总原子含量； -所述合金薄膜具有的电阻率至多15yQ.cm，优选至多10yQ.cm。 -所述合金薄膜具有的厚度在20nm和300nm之间，优选地在40nm和150nm之间； _所述合金薄膜具有的薄层电阻低于2Q/□，优选地低于IQ/口； -所述电极还包括在载体基板和合金薄膜之间的粘附薄膜； -所述粘附薄膜基于钛（Ti)、钯（Pd)、镍（Ni)和铬（Cr)中的至少一个； -所述电极此外包括用于保护合金薄膜不受硒化的对硒化的屏障薄膜； -对硒化的屏障薄膜在合金薄膜上形成； -电极包括对硒化的屏障薄膜，其用于保护合金薄膜并且基于M〇x0yNz、Wx0yNz、Tax0yNz、Nbx0yNz、RexOyNz中的至少一个； -对硒化的屏障薄膜具有在〇和-IOGPa之间、优选地在-1和-5GPa之间的压应力； -对硒化的屏障薄膜是纳米晶体或非晶的，其中晶粒大小为至多IOnm; -对硒化的屏障薄膜具有至少1%和至多50%的摩尔组成0/ (0+N); -对硒化的屏障薄膜具有至少15%和至多80%的摩尔组成M' / (M' +0+N); -对硒化的屏障薄膜具有的厚度至少5nm和至多100nm，优选地至少IOnm和至多 60nm； -所述电极此外包括形成在合金薄膜上或者在合金薄膜和对硒化的屏障薄膜(如果存 在的话）之间的夹层薄膜，夹层薄膜基于钛（Ti)、钨（W)、钼（Mo)、铼（Re)、铌（Nb)或钽（Ta) 中的至少一个； -所述电极此外包括至少基于金属M的欧姆接触薄膜； -欧姆接触薄膜在合金薄膜上和在对硒化的屏障薄膜(如果存在的话）上形成； -欧姆接触薄膜将与光敏薄膜接触； -所述金属M能够形成p型半导体硫化物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光伏电池的背接触式基板（1），所述背接触式基板（1）包括载体基板（2）和电极（6），所述电极（6）包括基于下述的合金薄膜：• 铜（Cu）和银（Ag）之中的至少一个；以及• 锌（Zn）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M乌里恩，J帕尔姆，G吕滕贝格，R莱希纳，Y邦圣科姆，LJ辛格，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：法国;FR