用于光伏器件的层结构和包括其的光伏器件制造技术

一种用于光伏器件的层结构，包括：包括氧化锡铟的透明导电氧化物层(20)；邻近透明导电氧化物层的氧化锡铟的二氧化锡层(30)；和邻近二氧化锡层的氧化镁锌层(40)，其中氧化镁锌层为氧化锌和氧化镁的合金。光伏器件，包括：包括氧化锡铟的透明导电氧化物层；在透明导电氧化物层的氧化锡铟上布置的二氧化锡层；邻近二氧化锡层的氧化镁锌层，其中氧化镁锌层为氧化锌和氧化镁的合金；和在氧化镁锌层上布置的吸收层，其中吸收层包括镉、碲、硒或其任何组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光伏器件的层结构和包括其的光伏器件背景本说明书主要涉及用于光伏器件的层结构，更具体地讲，涉及用材料和层参数的特定组合提高光伏器件的效率。光伏器件通过用显示光伏效应的半导体材料使光转换成电来产生电力。某些类型的半导体材料可能难以制造。例如，在半导体材料上提供的一些材料层可能具有期望的性质和不期望的性质双方。遗憾的是，有效生产半导体材料所必需的制造过程会增强其它材料层的不期望性质。因此，以提高效率为目的加到光伏器件的材料层最终会降低效率。因此，需要用于光伏器件的替代层结构。概述在本文中提供了用于光伏器件的层结构。鉴于以下详述，结合附图，将更充分地理解本文所述实施方案提供的特征。附图简述在附图中阐述的实施方案在本质上为说明性和示例性，并且不旨在限制由权利要求限定的主题。在结合以下附图阅读时，可理解以下说明性实施方案的详述，其中相似的结构用相似的参考数字表示，其中：图1示意描绘根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的层结构；图2示意描绘根据本文所示和所述的一个或多个实施方案结合有图1的层结构的光伏器件；图3示意描绘根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的衬底；图4示意描绘根据本文所示和所述的一个或多个实施方案结合有图1的层结构的光伏器件；并且图5示意描绘根据本文所示和所述的一个或多个实施方案用于形成光伏器件的吸收层的半导体层；并且图6用图形描绘根据本文所示和所述的一个或多个实施方案进入光伏器件吸收层的铟扩散。详述图1总体描绘用于光伏器件的层结构的实施方案。层结构可包括透明导电氧化物(TCO)层、在TCO层上布置的二氧化锡层和在二氧化锡层布置上的氧化镁锌层，它们协作改进光伏器件的性能。在本文中将更详细地描述层结构和结合该结构的光伏器件的各种实施方案。现在参考图1，图1示意描绘层结构10的实施方案。层结构10可构造成减轻有害化学物质扩散通过层结构10。层结构10可包括TCO层20，TCO层20构造成提供电接触，以传输由在TCO层20上布置的其它层产生的电荷载流子。应注意，短语“在…上布置”指相互直接接触或通过在其间具有中间层而间接布置的层，除非另外明确指明。本文所用词语“邻近”指两个层毗邻地布置，并且在至少一部分层之间没有任何中间材料。TCO层20可具有第一表面22和基本面向第一表面22的相反方向的第二表面24。TCO层20可具有在第一表面22和第二表面24之间界定的厚度26。TCO层20的厚度26可小于约700nm，例如在一个实施方案中小于或等于约600nm，在另一个实施方案中在约500nm和约30nm之间，或在另一个实施方案中在约400nm和约50nm之间。通常，TCO层20可由基本透明且具有宽带隙的一个或多个n型半导体材料层形成。具体地讲，与光的光子能量相比，宽带隙可具有更大的能量值，这可减轻不希望的光吸收。在一些实施方案中，TCO层20可包括氧化锡铟。氧化锡铟可包含比锡更多的铟。在一些实施方案中，作为原子比表示的铟与锡之比可大于约3:2，例如，在一个实施方案中大于约65:35，在另一个实施方案中大于约7:3，或在另一个实施方案中在约4:1和约99:1之间。如下面进一步详述，当TCO层20包括氧化锡铟时，本公开的一些实施方案有特定的效用。然而，本公开不只限于氧化锡铟的实施方案。例如，TCO层20可替代或附加地包括一个或多个适合材料层，包括但不限于二氧化锡、经掺杂的二氧化锡(例如，F-SnO2)或锡酸镉。本文所用术语“层”可以指在表面上提供的一定厚度的材料。另外，各层可覆盖表面的全部或任何部分。层结构10可包括层30和层40，层30和层40协作使TCO层20与在层40上布置的层绝缘。层30可具有基本面向TCO层20的第一表面32和基本面向第一表面32的相反方向的第二表面34。层30可邻近TCO层20，即，TCO层20的第二表面24可接触层30的第一表面32。根据本文提供的实施方案，层30可包含二氧化锡(SnO2)，例如本征二氧化锡。实际上，在一些实施方案中，层30可由本征二氧化锡组成。因此，二氧化锡层30可邻近TCO层20的氧化锡铟。二氧化锡层30可具有在第一表面32和第二表面34之间界定的厚度36。二氧化锡层30的厚度36可小于约150nm，例如在一个实施方案中小于约100nm，在另一个实施方案中小于或等于约80nm，在另一个实施方案中在约20nm和约60nm之间，或在另一个实施方案中在约30nm和约50nm之间。仍参考图1，层40可具有基本面向二氧化锡层30的第一表面42和基本面向第一表面42的相反方向的第二表面44。层40可邻近二氧化锡层30，即，层30的第二表面34可接触层40的第一表面42。根据本文提供的实施方案，层40可包含氧化镁锌(例如，Zn1-xMgxO)。在一些实施方案中，层40可由氧化镁锌组成。氧化镁锌可作为氧化镁和氧化锌的合金提供。合金的组成可以变化，使得氧化镁锌层30的带隙基本上等于TCO层20的带隙。通常，氧化镁锌层30包含比氧化镁更多的氧化锌。在一些实施方案中，作为原子比表示的氧化锌与氧化镁之比可大于约3:2，例如在一个实施方案中大于约2:1，在另一个实施方案中大于约7:3，或者在另一个实施方案中在约7:3和约1,000:1之间。氧化镁锌的组成可根据式Zn1-xMgxO表达。在一些实施方案中，x可小于或等于约0.4，例如，在一个实施方案中大于0.0001且小于约0.35，在另一个实施方案中在约0.005和约0.33之间，或在另一个实施方案中在约0.005和约0.25之间。氧化镁锌层40可具有在第一表面42和第二表面44之间界定的厚度46。氧化镁锌层40的厚度46可小于约100nm，例如，在一个实施方案中在约5nm和约25nm之间，或者在另一个实施方案中大于或等于约15nm且小于或等于约20nm。在一些实施方案中，二氧化锡层30的厚度36可大于或等于氧化镁锌层40的厚度46。例如，二氧化锡层30的厚度36与氧化镁锌层40的厚度46之比可大于或等于约1，例如在一个实施方案中在约1和约15之间，或在另一个实施方案中在约1.5和约12之间。作为替代或附加，二氧化锡层30的厚度36和氧化镁锌层40的厚度46之和可小于或等于约200nm，例如在一个实施方案中小于或等于约100nm，或在另一个实施方案中在约45nm和约85nm之间。现在参考图2，图2示意描绘光伏器件100的实施方案。光伏器件100可构造成接收光并将光转换成电信号，例如，可从光吸收光子，并且通过光伏效应转换成电信号。因此，光伏器件100可界定能量侧102，能量侧102构造成曝露于诸如太阳之类的光源。光伏器件100还可界定偏离能量侧102的相反侧104。应注意，术语“光”可以指电磁谱的各种波长，例如但不限于在紫外(UV)、红外(IR)和电磁谱的可见部分的波长。光伏器件100可包括在能量侧102和相反侧104之间布置的多个层。光伏器件100可包括衬底110，衬底110构造成促进光传输入光伏器件100。衬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光伏器件的层结构，所述层结构包括：/n包括氧化锡铟的透明导电氧化物层；/n邻近透明导电氧化物层的氧化锡铟的二氧化锡层；和/n邻近二氧化锡层的氧化镁锌层，其中氧化镁锌层为氧化锌和氧化镁的合金。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171116 US 62/5869551.一种用于光伏器件的层结构，所述层结构包括：
包括氧化锡铟的透明导电氧化物层；
邻近透明导电氧化物层的氧化锡铟的二氧化锡层；和
邻近二氧化锡层的氧化镁锌层，其中氧化镁锌层为氧化锌和氧化镁的合金。


2.权利要求1的层结构，其中合金包含比氧化镁更多的氧化锌。


3.权利要求2的层结构，其中合金中氧化锌与氧化镁之比大于2:1。


4.权利要求1的层结构，其中二氧化锡为本征二氧化锡。


5.权利要求1的层结构，其中二氧化锡层的厚度小于约150nm。


6.权利要求1的层结构，其中氧化镁锌层的厚度小于约100nm。


7.权利要求6的层结构，其中二氧化锡层的厚度大于或等于氧化镁锌层的厚度。


8.权利要求7的层结构，其中二氧化锡层的厚度与氧化镁锌层的厚度之比在约1和约15之间。


9.权利要求7的层结构，其中二氧化锡层的厚度和氧化镁锌层的厚度之和小于或等于约200nm。


10.权利要求1的层结构，其中二氧化锡层邻近透明导电氧化物层的氧化锡铟。


11.权利要求1的层结构，其中透明导电氧化物层中铟与锡之比大于约3:2。


12.一种光伏器件，所述光伏器件包括：
包括氧化锡铟的透明导电氧化物层；
在透明导电氧化物层的氧化锡铟上布置的二氧化锡层；
邻近二氧化锡层的氧化镁锌层，其中氧化镁锌层为氧化锌和氧化镁的合金；和
在氧化镁锌层上布置的吸收层，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈乐，J郭，D维斯，
申请(专利权)人：第一阳光公司，
类型：发明
国别省市：美国;US