具有透明传导层的光伏装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及具有透明传导层的光伏装置。本发明专利技术提供一种制造结构的方法，其可包含：邻近于衬底而形成包含镉和锡的层；在包含还原剂的第一退火环境中使所述层退火；接着在包含氮的第二退火环境中使所述层退火。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏装置及制造方法。
技术介绍
光伏装置可包含材料层，包含(例如)邻近于透明传导氧化物层的半导体层。半导体层可包含半导体窗口层和半导体吸收体层。过去的光伏装置在将光能转化为电能方面一直效率较低。附图说明图1是具有多个层的结构的示意图。图2是具有多个层的光伏装置的示意图。具体实施例方式光伏装置可包含形成在衬底(或覆盖层)上的多个层。举例来说，光伏装置可包含势垒层、透明传导氧化物(TCO)层、缓冲层和形成在衬底上的堆叠中的半导体层。每一层又可包含一个以上层或膜。举例来说，半导体层可包含包括形成在缓冲层上的半导体窗口层的第一膜，和包含形成在半导体窗口层上的半导体吸收体层的第二膜。另外，每一层可覆盖装置的全部或一部分，和/或所述层或下伏于所述层下方的衬底的全部或一部分。举例来说，“层”可表示接触表面的全部或一部分的任何量的任何材料。退火步骤可包含在制造光伏装置的工艺中。在一个方面中，一种制造多层结构的方法可包含在约0°C与约250°C之间的温度下邻近于衬底而形成透明传导氧化物层。所述透明传导氧化物层可包含镉和锡。所述方法可包含在第一退火环境中将透明传导氧化物层退火。第一退火环境可包含约400°C与约 800°C之间的温度下的还原剂。所述方法可包含在第二退火环境中将透明传导氧化物层退火。第二退火环境可包含约400°C与约800°C之间的温度下的氮。所述方法可包含在将结构退火之前邻近于透明传导氧化物层而形成缓冲层。缓冲层可包含氧化锡。所述方法可包含邻近于缓冲层形成半导体窗口层，且邻近于半导体吸收体层形成半导体吸收体层。半导体吸收体层可包含非晶硅。还原剂可包含合成气体。还原剂可包含氢。还原剂可包含盖板上的硫化镉。还原剂可包含氮。还原剂可包含天然气。还原剂可包含氮和氢。第二退火环境可包含氧。第二退火环境可包含空气。形成透明传导氧化物层可包含将衬底加热到约0°c与约100°C之间的温度。形成透明传导氧化物层可包含将衬底加热到约0°c与约50°C之间的温度。形成透明传导氧化物层可包含将衬底加热到约10°c与约40°C之间的温度。第一退火环境可在约 500°C与约700°C之间。第一退火环境可在约550°C与约650°C之间。第二退火环境可在约 500°C与约700°C之间。第二退火环境可在约550°C与约650°C之间。形成透明传导氧化物层可包含邻近于衬底而对镉和锡进行溅镀。在一个方面中，一种增加红外光穿过导电材料的透射的方法可包含在约0°C与约 250°C之间的温度下邻近于衬底而形成包含镉和锡的层，以及在包含还原剂的第一退火环境中且接着在包含空气的第二退火环境中将所述层退火以降低所述层中的自由载流子浓度并将具有约IOOOnm与约1500nm之间的波长的光穿过所述层的透射百分比设置为高于约 50%。还原剂可包含合成气体。还原剂可包含氢。还原剂可包含天然气。还原剂可包含氮。还原剂可包含氮和氢。形成所述层可包含将衬底加热到约o°c与约100°C之间的温度。 第一退火环境可在约500°C与约700°C之间。第二退火环境可在约500°C与约700°C之间。 形成所述层可包含邻近于衬底而对镉和锡进行溅镀。将具有约IOOOnm与约1500nm之间的波长的光穿过所述的透射百分比设置为高于约75%。在一个方面中，一种结构可包含衬底和邻近于衬底的经退火透明传导氧化物层。 透明传导氧化物层可包含镉和锡。经退火透明传导氧化物层可透射超过约50%的具有约 IOOOnm与约1500nm之间的波长的光。经退火透明传导氧化物层可具有约1欧姆/平方与约30欧姆/平方之间的薄层电阻。所述结构可包含邻近于经退火透明传导氧化物层的半导体窗口层，和邻近于半导体窗口层的半导体吸收体层。半导体吸收体层可包含非晶硅。所述结构可包含邻近于半导体吸收体层的后接触层。经退火透明传导氧化物层可透射超过约60%的具有约IOOOnm与约1500nm之间的波长的光。经退火透明传导氧化物层可透射超过约75%的具有约IOOOnm 与约1500nm之间的波长的光。经退火透明传导氧化物层可透射超过约80 %的具有约 IOOOnm与约1500nm之间的波长的光。经退火透明传导氧化物层可具有约5欧姆/平方与约25欧姆/平方之间的薄层电阻。经退火透明传导氧化物层可具有约10欧姆/平方与约 20欧姆/平方之间的薄层电阻。参看图1，借助实例，透明传导氧化物堆叠10可包含在邻近于衬底处，邻近于势垒层100而形成的透明传导氧化物(TCO)层110。衬底可包含玻璃或任何其它适宜的材料。 衬底可包含玻璃。势垒层100可并入在衬底与TCO层110之间以减少钠或其它污染物从衬底扩散到半导体层，这可导致降级和分层。势垒层100可为透明的、热稳定的，具有减少的数目的销孔且具有高钠阻隔能力和良好的粘合特性。势垒层100可包含任何适宜的势垒材料，包含(例如)氧化硅、掺杂铝的氧化硅、掺杂硼的氧化硅、掺杂磷的氧化硅、氮化硅、掺杂铝的氮化硅、掺杂硼的氮化硅、掺杂磷的氮化硅、硅氧化物-氮化物、氮化钛、氮化铌、氮化钽、氧化铝、氧化锆、氧化锡，或其任何组合。势垒层100连同TCO层110和缓冲层120 —起可包含于TCO堆叠10中。TCO层110可包含任何适宜的材料或材料组合，例如镉和锡。TCO层110可包含锡酸镉，其可在此能力方面表现良好，因为其展现出较高光透射和较低薄层电阻。TCO层110 可在具有大于约80%的透射百分比的可见区(即，400-850nm)中为透明的。TCO层110可具有任何适宜的厚度。举例来说，TCO层110具有约IOOnm到约IOOOnm的厚度。透明传导氧化物堆叠10还可包含沉积在透明传导氧化物层110上的缓冲层120。缓冲层120可为平滑的且可形成在TCO层110与半导体窗口层之间以降低半导体窗口层的形成期间发生不规则性的可能性。缓冲层120可包含任何适宜的材料，例如氧化锡。TCO堆叠10中包含的层可使用多种沉积技术来制造，包含(例如)低压化学汽相沉积、大气压化学汽相沉积、等离子增强化学汽相沉积、热化学汽相沉积、DC或AC溅镀、旋涂沉积或喷射热解。每一沉积层可具有任何适宜的厚度，例如约10到约5000A范围内的厚度。TCO层110(例如，镉和锡)可在任何适宜的温度下形成。举例来说，TCO层110可在约0°C与约250°C之间的温度下形成。TCO层110可在约0°C与约100°C之间的温度下形成。 TCO层110可在约0°C与约50°C之间的温度下形成。TCO层110可在约10°C与约40°C之间的温度下形成。TCO层110可在约室温下形成。势垒层100、TC0层110和/或缓冲层120可通过溅镀包含适宜的溅镀材料的相应的溅镀靶而形成。举例来说，如果TCO层110包含锡酸镉，那么溅镀靶可包含适宜量的镉和锡。溅镀靶可在含氧环境中溅镀。用于上文描述的装置层的任一者的溅镀靶可通过任何适宜的技术或技术组合来制造。溅镀靶可以任何适宜的形状制造为单片。溅镀靶可为管状物。溅镀靶可通过将材料浇铸为任何适宜的形状(例如管)而制造。溅镀靶可由一个以上片材制成。所述片材可以任何适宜的形状(例如，套管)制造，且可以任何适宜的方式或配置接合或连接。溅镀靶可例如由镉粉末和锡粉末通过粉末冶金而制造。溅镀本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于制造多层结构的方法，所述方法包括：在约０℃与约２５０℃之间的温度下，邻近于衬底而形成包括镉和锡的透明传导氧化物层；在约４００℃与约８００℃之间的温度下，在包括还原剂的第一退火环境中使所述透明传导氧化物层退火；以及在约４００℃与约８００℃之间的温度下，在包括氮的第二退火环境中使所述透明传导氧化物层退火。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇，赵志波，本雅明·布勒，
申请(专利权)人：第一太阳能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US