包括异质结的光伏装置制造方法及图纸

一种光伏电池可以包括半导体层之间的异质结。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光伏装置。
技术介绍
在光伏装置的制造过程中，可以将半导体材料的层涂覆到基底，其中，基底具有用作窗口层的一层和用作吸收层的第二层。窗口层可以使太阳辐射穿过以到达吸收层，在吸收层，光功率被转换为电功率。 一些光伏装置可以使用透明薄膜，其中，透明薄膜也是电荷的导体。导电薄膜可以包括透明导电层，透明导电层包含诸如掺氟的氧化锡、掺铝的氧化锌或氧化铟锡之类的透明导电氧化物(TCO)。 TCO可以使光穿过半导体窗口层以到达活性光吸收材料，并且还可用作欧姆接触来传送光生载流子离开光吸收材料。可以在半导体层的背表面上形成背电极。背电极可以包含导电材料，例如金属银、镍、铜、铝、钛、钯、铬、钼或它们的任何实际组合。
技术实现思路
通常，光伏装置可以包括透明导电层，位于基底上；第一半导体层，包含III-V化合物半导体，所述第一半导体层位于所述透明导电层上；第二半导体层，包含II-VI化合物半导体，所述第二半导体层位于第一半导体层和背金属接触之间。所述n-vi化合物和所述III-V化合物可以形成异质结。 光伏装置还可以包括界面层，所述界面层改善所述III-V化合物半导体和所述II-VI化合物半导体之间的结的整流特性。所述II-VI化合物可以是碲化镉。所述II-VI化合物可以是碲化镉的合金或掺杂组合物。所述ni-v化合物可以是镓氮化物。所述III-V化合物可以是镓氮化物的合金或掺杂组合物。所述镓氮化物可以是氮化镓铝。所述界面层可以包含氧化物或其掺杂的组合物。所述氧化物可以是掺杂的氧化锡。掺杂的氧化锡可以是掺锌的氧化锡。掺杂的氧化锡可以是掺镉的氧化锡。所述氧化物可以是掺杂的氧化锌。比如，所述氧化物可以是镉锌氧化物。 —种制造光伏装置的方法可以包括在基底上沉积第一半导体层，所述第一半导体层包含III-V化合物半导体；在所述第一半导体层和背金属接触之间沉积第二半导体层，所述第二半导体层包含II-VI化合物半导体。所述方法还可以包括在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间沉积界面层，以改善所述ni-v化合物半导体和所述II-VI化合物半导体之间的整流结。 —种用于产生电能的系统可以包括多层光伏电池；第一电连接件，连接到透明导电层；第二电连接件，连接到与第二半导体层相邻的背面金属电极。所述多层光伏电池包括透明导电层，位于基底上；第一半导体层，包含III-V化合物半导体，所述第一半导体层4位于所述透明导电层上；第二半导体层，包含II-VI化合物半导体，所述第二半导体层位于第一半导体层和背金属接触之间。一种系统还可以包括界面层，所述界面层改善所述ni-v化合物半导体和所述II-VI化合物半导体之间的整流结。 在下面的附图和描述中阐述了一个或多个实施例的细节。根据描述和附图及权利 要求书，其他特征、目的和优点将是显而易见的。附图说明 图1是具有多个层的光伏装置的示意图。 图2是用于生成电能的系统的示意图。具体实施例方式光伏装置可以在p型或高电阻率的CdTe和掺杂或未掺杂的n型CdS之间包括整 流结。n型CdS可以用高电阻率缓冲层覆盖，高电阻率缓冲层可以包含掺杂或未掺杂的透明 氧化物，例如Sn02、 Si02、 Sn02: Cd、 Sn02: Zn或CdZn02。 在某些情况下，界面层可以与含CdTe的半导体层接触。CdTe的价带极大值(VBM) 为大约5. 74eV，低于真空能级，然而当前已知的是，没有金属具有如此高的逸出功。过去，研 究人员已经在半导体层和背金属接触层之间采用界面层，从而意图通过隧穿到金属电极中 来实现空穴传输。 具有半导体层(例如，含CdTe的半导体层)的整流结和低电阻结都可以包括被设 计成提高装置的电性能的薄膜界面层。例如，界面层可以包括光伏装置的CdTe和金属电极 之间的氧化物。可以通过湿化学、溅射蚀刻和溅射沉积，电子束蒸发，然后进行热退火、化学 浴沉积、原子层沉积方法和本领域技术人员已知的其他方法来沉积界面层。 CdS层可以是CdTe层的宽带隙n型异质结配对。然而，厚的CdS层吸收除了可由 CdTe吸收的大约30mA/cm2之外的等于大约6mA/cm2的光子。因此，研究人员已经发现，会 有利的是使用薄的CdS层，以使能量高于CdS带隙的光穿过。关于CdS层厚度的下限可取 决于以下要求异质结配对包含足够的电荷，以平衡CdTe中的负空间电荷。因此，CdTe的n 型结通常可以包含第二高电阻率n型缓冲层，第二高电阻n型缓冲层位于CdS层的与CdTe 层相对的一侧上。例如，用于CdTe表面的n型掺杂剂可以包括B、 Al、 Ga、 In、 Tl、 F、 Cl、 Br 或I。高电阻率缓冲层可以增加正空间电荷，并可减小通过CdS膜的分流(sh皿t)的影响。 例如，在美国专利5， 279,678中描述了这样的缓冲层，通过引用将该专利的全部内容包含 于此。 以前已经生产的包含CdTe的整流异质结具有包含周期表的第VIA列(例如，硫 系)的至少一种元素的化合物。同样，已经生产的光伏装置具有包含周期表的第IIIA列和 第VA列中每一列的一种元素的各种异质结(称作III-V化合物)。然而，研究人员还未在 II-VI材料和III-V材料之间形成结。 与以前的装置和方法相比，本专利技术的装置和方法包含半导体的创新性组合，并采用了克服现有装置结构的局限性并实现改进的光伏装置性能的装置体系。 参照图l，光伏装置IO可以包括位于基底100上的透明导电层110、第一半导体层120和第二半导体层140，第一半导体层包括III-V化合物半导体102，第一半导体层位于透明导电层上，第二半导体层包括II-VI化合物半导体104，第二半导体层位于第一半导体层 和背金属接触150。 参照图2，用于产生电能的系统200可以包括多层光伏电池20、第一电连接件280b 和第二电连接件280a，多层光伏电池20包括位于基底230上的透明导电层210、第一半导 体层220和第二半导体层240，第一半导体层包括III-V化合物半导体202，第一半导体层 位于透明导电层上，第二半导体层包括II-VI化合物半导体204，第二半导体层位于第一半 导体层和背金属接触250之间，第一电连接件280b连接到透明导电层，第二电连接件280a 连接到与第二半导体层相邻的背金属电极。系统还可以包括界面层260，界面层260改善 III-V化合物半导体和II-VI化合物半导体之间的整流结。 第一半导体层可以包括III-V化合物或它们的合金。III-V化合物可以是化学式 为XY的材料，其中，X选自包括硼、铝、镓、铟和铊的组，Y选自包括氮、磷、砷、锑和铋的组。 例如，III-V化合物可以是镓氮化物。镓氮化物可以是氮化镓铝。 第一半导体层可以包括宽带隙半导体。第二半导体层可以包括II-VI化合物或它 们的合金。II-VI可以是化学式为X'Y'的材料，其中，X'选自包括锌、镉和汞的组，Y'选自 包括氧、硫、硒、碲和釙的组。例如，II-VI化合物可以是碲化镉。 异质结可以形成在II-VI化合物和III-V化合物之间。界面层可以改善整流结， 例如II-VI化合物和III-V化合物之间的整流异质结。界面层可以包括氧化物或其掺杂的 组合物。例如，氧化物可以是氧化锌。氧化物可以是氧化汞。氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏装置，所述光伏装置包括：透明导电层，位于基底上；第一半导体层，包含Ⅲ－Ⅴ化合物半导体，所述第一半导体层位于所述透明导电层上；第二半导体层，包含Ⅱ－Ⅵ化合物半导体，所述第二半导体层位于第一半导体层和背金属接触之间。

【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：大卫伊格尔沙姆，
申请(专利权)人：第一太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]