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，其包括载体基板（2）和电极（6），所述电极（6）包括：-导电涂层，所述导电涂层包括基于金属或金属合金的金属薄膜（8）；-对硒化的屏障薄膜（10），所述对硒化的屏障薄膜用于保护导电涂层并且基于下述之中的至少一个：MoxOyNz、WxOyNz、TaxOyNz、NbxOyNz、RexOyNz。

【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： 导电涂层，包括基于金属或金属合金的金属薄膜； 对硒化的屏障薄膜，用于保护导电涂层并且基于下述中的至少一个：M〇x0yNz、Wx0yNz、TaxOyNz、NbxOyNz、RexOyNzD 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其电 极涂层由仅一个钼薄膜组成的背接触式基板的每方块电阻等同的每方块电阻。 凭借背接触式基板，用于制造光伏模块的过程另外特别可靠，因为对硒化的屏障 保证了主要金属薄膜的存在和统一的厚度，所述金属薄膜的导电性质已经被保持。保持主 要金属薄膜的品质及其厚度的统一性使得有可能将材料量减少到最小。 当保护基于合金、特别是基于铜和银中至少一个并且还基于锌的合金的金属薄膜 时，发现对硒化的屏障特别有效。认为对硒化的屏障的用于防止铜和/或银的扩散的性质 很可能是其优异性能的原因。但是本专利技术不限于该具体类型的金属薄膜。 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： -导电涂层被形成在载体基板上； -对硒化的屏障被形成在导电涂层上； -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，其中晶粒尺寸为至多IOnm; -对硒化的屏障薄膜具有至少1%且至多50%、优选地至少2%且至多20%的摩尔组成 〇/(〇+N)； -对硒化的屏障薄膜具有至少15%且至多80%的摩尔组成MV(M' +0+N); -对硒化的屏障薄膜具有至少5nm且至多100nm、优选地至少IOnm且至多60nm的厚 度； _电极包括对硒化的第二屏障薄膜，用于保护导电涂层并且基于M〇xOyNz、TixOyNz、WxOyNz、TaxOyNz、NbxOyNz、RexOyNz中的至少一个。 -导电涂层被形成在载体基板上； -对硒化的屏障被形成在导电涂层上； -对硒化的第二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； -对硒化的第二屏障薄膜是纳米晶体或非晶的，其中晶粒尺寸为至多IOnm; -对硒化的第二屏障薄膜具有至少1%且至多50%、优选地至少2%且至多20%的摩尔组 成 0/ (0+N); -对硒化的第二屏障薄膜（10)具有至少15%且至多80%的摩尔M' ' / (M' ' +0+N); -对硒化的第二屏障薄膜具有至少2nm且至多60nm、优选地至少IOnm且至多40nm的 厚度； _所述电极此外包括在导电涂层和对硒化的屏障薄膜之间的夹层薄膜，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； -所述夹层薄膜具有IOnm至IOOnm或20nm至50nm的厚度； -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 触薄膜将与吸收体薄膜接触； -所述金属M能够形成p型半导体硫化物和/或硒化物的化合物，其能够形成与光敏 半导体材料的欧姆接触； -所述欧姆接触薄膜基于钼（Mo)和/或钨（W); -背接触式基板此外在载体基板和电极之间包括对碱的屏障薄膜； -屏障薄膜形成在载体基板上； -对碱的屏障薄膜是基于下述中的至少一个：氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、氧 化铝和氮氧化铝； -金属薄膜是基于至少两种元素的合金薄膜，从铜（Cu)、银（Ag)和金（Au)当中选择的 第一元素或若干第一元素Ma，以及从锌（Zn)、钛（Ti)、锡（Sn)、硅（Si)、锗（Ge)、锆（Zr)、铪 (Hf)、碳（C)和铅（Pb)当中选择的第二元素或若干第二元素Mb; _主要金属薄膜基于： 铜（Cu)和银（Ag)中的至少一个；以及 锌（Zn)〇 _金属薄膜基于： 铜（Cu)和银（Ag)中的至少一个；以及 锌（Zn)和钛（Ti)。 本专利技术的另一主题是一种光伏电池，其包括如上所述的背接触式基板和至少光敏 材料薄膜。 根据具体实施例，所述光敏材料基于硫族化物的化合物半导体，例如Cu(In，Ga) (S，Se)2类型的材料，尤其是CIS、CIGS、CIGSSe，或者还有Cu2 (Zn,Sn) (S，Se)4类型的材料。 本专利技术的另一主题是一种光伏模块，其包括在相同载体基板上形成的并且串联电 连接的若干光伏电池，每个光伏电池如上所述。 本专利技术的另一主题是一种用于制造光伏电池的背接触式基板的过程，包括制成电 极的步骤，所述步骤包括制成下述各项的步骤本文档来自技高网...

【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：‑ 导电涂层，其包括基于金属或金属合金的金属薄膜（8）；‑ 对硒化的屏障薄膜（10），其用于保护所述导电涂层并且基于下述之中的至少一个：MoxOyNz、WxOyNz、TaxOyNz、NbxOyNz、RexOyNz。

【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：J帕尔姆，G吕滕贝格，M乌里恩，R莱希纳，Y邦圣科姆，
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