一种单结太阳能电池结构，所述结构包括具有表面区域的基板构件；所述基板构件表面区域上覆盖的第一电极结构；第一电极结构上形成的Ｐ型吸收层。在具体的实施例中，所述Ｐ型吸收层具有Ｐ型杂质特征和第一光吸收系数，所述第一光吸收系数在４００ｎｍ到８００ｎｍ的波长范围内大于１０４ｃｍ－１。Ｐ型层及Ｐ型层与Ｎ＋层的附近区域内形成的界面区之上，设置了一个Ｎ＋层。所述结构还包括Ｎ＋层上覆盖的高阻缓冲层；以及缓冲层上覆盖的第二电极结构。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单结太阳能电池装置所采用的薄膜式金属氧化物半导体材料 相关申请的相互参考本申请在美国申请了优先权，临时专利申请号为No.60/976,391，归档 日期为2007年9月28日；非临时专利申请号为No. 12/237,369，归档日期 2008年9月24日。本申请通常是指这两份申请，并为所有目的共同引用。联邦i^资助研究或开发下专利技术权的声明 不适用 参考"序列表"，表格，或光盘提交的计算^4呈序列表附件不适用
技术介绍
本专利技术涉及太阳能电池材料，具体涉及一种采用薄膜工艺制作太阳能 发电材料的方法和结构，其中薄膜由第四族材料(如硅和锗)以及氧化铜 等金属氧化物制成。已通过单结配置实施了该方法和结构，这仅是一个例 子，但本专利技术可能还有其他配置。从开始以来，人类就一直面临着找到利用能源方法的挑战。能源可分为石化能源、水能、原子能、风能、生物能、太阳能，以及包括木材，煤等占多数的原始型能源。上个世纪，现代文明已依赖于作为重要能源的石化能源。石化能源包括天然气和石油。天然气包括丁烷和丙烷等较轻形式的气体，通常用于家庭取暖和烹饪的燃料。石油包括汽油、柴油、喷气燃料等，通常用于运输。较重形式的石化能源在一些地方也可用作家庭取暖。不幸的是，基于地球上可用总量，石化能源有限且本质上不能再生，另夕卜， 由于汽车和^吏用石化产品的增加，石化能源正成为相当稀缺的资源，随着时间的流逝其最终将^。最近，已迫切需要清洁能源。水力发电就是清洁能源的一个例子，通 过修建大型水坝，阻挡水的流动，通过水力驱动发电积j发电，如内华达州 的胡佛水坝，其所发的电供加利福尼亚州洛杉矶市的大部分地区使用。其 它形式的清洁能源包括太阳能。该专利技术背景以及下面更具体的叙述揭示了 太阳能详细情况。太阳能通常将来自太阳的电磁辐射转换为能源的其它有用形式，包括 热能和电力。通常通过太阳能电池来应用太阳能。虽然太阳能清洁且在一4定程度获得了成功，其在全世界广泛应用之前仍存在许多缺陷。例如，一 种太阳能电池采用结晶材料，该结晶材料由半导体锭构成，这些结晶材料 包括将电磁辐射转换为电流的光电^l体装置。结晶材料生产成本高，很 难大量生产。另外，采用结晶材料制成的装置能源转换效率低。其它类型 的太阳能电池釆用薄膜技术，形成薄膜的感光材料，将电磁辐射转换为电 流。在利用薄膜技术制作太阳能电池时也存在类似的缺陷，也就是说，效 率通常也低。另外，膜的可靠性差，在常规应用环境中使用期限短。本专 利说明书以及下面更具体的叙述揭示了这些常规技术的缺陷。综上所述可以看出，迫切需要生产太阳能电池材料的改进技术及合成 装置的技术。专利技术概述本专利技术提供了一种单结太阳能电池结构和方法的技术，更具体地说， 根据本专利技术所述的实施提供了一种单结太阳能电池结构，该结构采用薄膜 式金属氧化物半导体材料。本专利技术的广泛应用范围将获得认可。在一个具体实施范例中，提供了一种单结太阳能电池结构。所述结构包括具有表面区域的M构件；所i^l构件表面区域上覆盖的第一导体 层；以及导体层上覆盖的一P型吸收层。在一个具体的实施例中，所述P 型吸收层具有P型杂质特征和第一光吸收系数，所述第一光吸收系数在 400nm到800nm的波长范围内大于104cm-l。在一个具体实施例中，所述 P型吸收层含有金属氧化物半导体材料。所述结构还包括第一吸收层上覆 盖的一 N+层，所述N+层具有N型杂质特征。所述结构还包括所述第一吸 收层和所述N+层形成的一个界面区。所述N+层上覆盖的具有适当阻力的 緩冲层。所述结构还包括所述緩沖层上覆盖的的第二导体层。在另一个实施范例中，拔，供了单结太阳能电池的制造方法。所述方法包 括提供具有表面区域的一个^构件。覆盖n构件的表面区域，形成第 一导电层，以;5Lt盖所述导电层，形成P型吸收层。在一个具体实施例中， 所述P型吸收层具有P型杂质特征和第一光吸收系数，所述第一光吸收系 数在400nm到800nm的波长范围内大于104cm-l。在一个具体的实施例 中，覆盖所述P型层，形成N+层的方法，所述P型吸收层与所述N+层形 成一界面区。所述方法包括覆盖所述N+层，形成高阻緩冲层以;SA盖所述緩沖层，形成第二导体层。根据所述实施范例，包括一种或多种以上的特征。根据本专利技术，所述 实施范例提供了一种采用金属氧化物半导体材料的单结太阳能电池结构。 利用简单工艺和无需对传统设备进行进一步M就可实现本专利技术。根据所 述实施范例，所述金属氧化物半导体材料为纳米结构或块体结构。在一个 具体实施范例中，该太阳能电池结构在将阳光转换为电能过程中具有较高转换效率。根据实施范例，其转换效率为15%到20%或高于合成单结太 阳能电池。此外，单结太阳能电池结构可进行大恥漠生产，这样就减少了 光电池设备的生产成本。根据所述实施例，可实现一种或多种以上有益效 果。本说明书对这些有益效果进行了更加全面的描述，具体见下文。附图说明根据本专利技术的一个实施范例，图1为描述单结太阳能电池结构的简图。根据本专利技术的一个实施范例，图2为描述单结太阳能电池结构的结区 简图。图3-8为在一个具体实施范例中，采用薄膜金属氧化物半导体材料制作 单结太阳能电池的示意图。专利技术详述根据本专利技术所述的实施范例，提供一种专用于光电池结构的技术，具体 涉及一种单结光电池结构和具有高转换效率的合成光电池结构。根据本发 明所述的实施范例，具有更广泛的适用范围将获得认可。图l为根据本专利技术的一个实施范例所述的单结太阳能电池结构(100) 简图。如图所示，所述单结太阳能电池结构包括具有表面区域(104)的基 板构件(102)。根据应用情况，所述^1构件可由绝缘体材料，导体材料 或半导体材料制成。在一具体实施范例中，导体材料可为金属镍、钼、铝 或不锈钢等的金属合金。在一个实施范例中，半导体材料包括硅、锗、III-V 族与II-VI族材料等的硅锗化合物半导体材料以及其他材料。在一个具体 实施范例中，绝缘体材料可为玻璃、石英、熔融石英等透明材料。此外， 根据应用情况，绝缘体材料也可为高分子材料，陶瓷材料或单层或复合层 材料。依据该实施范例，所述高分子材料可包括丙烯酸材料、聚碳酸酯材料及其他。当然，可能也有其他的变化、修U选择形式。如图l所示，所述单结太阳能电池结构包括覆盖第一电极结构的表面区域、形成了所^J41构件的第一导电层104。在一个具体实施范例中， 所述第一电极结构可由合适的材料或组合材料制成。依据实施范例，所述 第一电极结构可由透明导电电极或反光或挡光材料制成。光学透明材料可 包括铟锡氧化物(ITO)、铝掺杂的氧化锌、氟掺杂的氧化锡及其他。在一个具体实施范例中，所述第一电极可由金属材料制成.所述金属 材料可包括金、银、镍、白金、铝、钨、钼，这些金属的一种组合，或一 种合金等。在一个实施范例中，可采用濺射、电镀、电化学沉积及其他 技术来沉积金属材料。此外，所述第一电极结构可由碳或石墨等^&材料构成。^a^艮据应用情况，所述第一电极结构也可由导电高分子材料构成。 当然，可能也有其他的变化、修改及选择形式。再次参考图i,所述单结太阳能电池包括第一电极层上覆盖的一吸收 层。在一个具体实施范例中，所述吸收层具有p型特征。也就是说，所述 吸收层吸收电磁辐射，在所述吸收层内形成带正本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种单结太阳能电池结构，所述结构包括： 具有一表面区域的基板构件； 所述基板构件表面区域上覆盖的第一导电层； 覆盖在所述导电层上的一个Ｐ型吸收层，所述Ｐ型吸收层具有Ｐ型杂质特征和在４００ｎｍ到８００ｎｍ的波长范围内大于１０ ４ｃｍ－１的第一光吸收系数； 覆盖在所述Ｐ型吸收层上的一个Ｎ＋层； 所述Ｐ型吸收层的第一表面区与所述Ｎ＋层的第二表面区的附近区域内，所形成的一个界面区。 覆盖在所述Ｎ＋层上的一个高阻缓冲层；以及 覆盖在所述缓冲层上的 第二导电层。
【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：霍华德WH李，
申请(专利权)人：STION太阳能电池有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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