为进一步处理保护硫化镉的器件及方法技术

本发明专利技术为进一步处理保护硫化镉的器件及方法。提供了用于保护衬底12上硫化镉层18的方法。在一个具体实施例中，该方法能包括：在10mTorr到约150mTorr的溅射压力，从硫化镉靶将硫化镉层18溅射到衬底上，并在硫化镉层上直接溅射盖层19。盖层19能在10mTorr到约150mTorr的溅射压力从硫化镉靶直接溅射到硫化镉层18上，而不破坏溅射压力。还提供了用于制造基于碲化镉的薄膜光伏器件10的方法。

【技术实现步骤摘要】

本文公开的主题一般涉及为进一步处理而保护硫化镉层以及被保护的硫化镉层。 更具体地，本文公开的主题涉及保护用于在碲化镉薄膜光伏器件的制造中使用的硫化镉层的方法。
技术介绍
基于与硫化镉(CdS)配对作为光反应组件的碲化镉(CdTe)的薄膜光伏(PV)模块 (也称为“太阳电池板(solar panel)")在工业上正获得广泛接受和关注。CdTe是具有特别适于太阳能到电转换的特性的半导体材料。例如，与历史上用于太阳能电池应用中的较低带隙半导体材料(例如，对于硅约1. IeV)相比，CdTe具有约1. 45eV的能量带隙，使其能够从太阳谱转换更多能量。而且，与较低带隙材料相比，CdTe在较低或漫射光条件下转换辐射能量，且由此与其它传统材料相比，在一天期间或阴天条件下具有较长的有效转换时间。 当CdTe PV模块暴露于光能(例如，阳光)时，η型层和ρ型层的结一般负责电位和电流的产生。特别是，碲化镉(CdTe)层和硫化镉(CcK)形成ρ-η异质结，其中，CdTe层充当ρ型层(即，正的、电子接受层(electron acc印tinglayer))，而CdS层充当η型层(即，负的、 电子！^予层(electron donatinglayer))。在基于碲化镉的PV器件处理期间，窗口层(例如，硫化镉层)典型地先于碲化镉层沉积。然而，在随后的层(例如，碲化镉层)沉积之前，硫化镉层易受到暴露到大气污染的影响。然而，硫化镉层暴露于空气能由于向硫化镉层引入污染物，而不利地影响硫化镉层和随后的层(例如，碲化镉层)之间的界面。另外，在经由热沉积处理(例如，近空间(close space)升华)在硫化镉层上沉积随后的碲化镉层期间，由于硫化镉的较低升华温度，因此硫化镉能从衬底表面升华。因而，硫化镉层必须沉积得比期望的厚度更厚，以补偿在随后处理期间的该层的损失。另外，硫化镉层的升华能向随后的层(例如，碲化镉层)添加硫和镉的成分添加物(compositional addition)。在随后的层沉积期间的热处理也能改变硫化镉的沉积时的(as-d印osited)形态(例如，不定形或细微颗粒尺寸)。因而，存在对在基于碲化镉的PV器件制造期间保护硫化镉层、而不会不利地影响结果的PV器件的方法的需求。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地陈述，或从描述中可显而易见，或可通过实践专利技术来了解。一般地提供了用于保护衬底上的硫化镉层的方法。在一个具体实施例中，该方法能包括在某个溅射压力(例如，约IOmTon 到约150mTorr)从硫化镉靶将硫化镉层溅射到衬底上，以及在硫化镉层上直接溅射盖层(cap layer)。盖层能被直接溅射到硫化镉层上， 而不破坏溅射压力的真空。还一般地提供了用于制造基于碲化镉的薄膜光伏器件的方法。例如，该方法的一个具体实施例能包括在衬底上沉积硫化镉层，并且在硫化镉层上直接沉积盖层。盖层能包括碲化镉。能加热衬底，以使得从硫化镉层升华至少部分的盖层。然后，碲化镉层能在硫化镉层上沉积。还一般地提供了一种用于形成基于碲化镉的薄膜光伏器件的中间衬底。该中间衬底能包括衬底、衬底上的透明传导氧化层，透明传导氧化层上的硫化镉层，以及直接在硫化镉层上的、具有约IOnm到约150nm厚度的盖层。参考以下描述和所附权利要求将更好理解本专利技术的这些和其它特征、方面和优点。在说明书中结合并构成其一部分的附图示出了专利技术的实施例，并且与描述一起用于解释本专利技术的原理。附图说明针对本领域普通技术人员，包括其最佳模式的本专利技术的充分的和使能性的公开在参考附图的说明书中陈述，在附图中图1示出了根据本专利技术一个实施例的、示例性碲化镉薄膜光伏器件的截面图的一般示意图；图2示出了制造包括碲化镉薄膜光伏器件的光伏模块的示例性方法的流程图；图3示出了直接在硫化镉层上的示例性盖层；图4示出了具有硫化镉层和碲化镉层之间保留的盖层的示例性碲化镉薄膜光伏器件；以及图5示出了保护硫化镉层的示例性方法的流程图。本说明书和附图中重复使用的引用字符旨在表示相同或类似的特征或要素。 具体实施例方式现在详细参考本专利技术实施例、附图中示出的一个或多个示例。通过解释本专利技术而不是限制本专利技术的方式提供每个示例。实际上，对本领域人员而言显然的是，能够对本专利技术进行多种修改和变形而不脱离专利技术的范围和精神。例如，作为一个实施例的部分示出或描述的特征能与另一实施例一起使用，以产生又一个实施例。因而，本专利技术旨在覆盖如所附权利要求和它们的等同的范围之内的此类修改和变形。在本公开中，当层被描述为在另一层或衬底“上”或“上方”时，可理解层或者能彼此直接接触，或者具有层之间的另一层或特征。因而，由于上面或下面的相对位置依赖于器件对于观察者的朝向，因此这些术语简单描述层彼此之间的相对位置而不必意味着“在......之上”。另外，尽管专利技术不限于任何具体的膜厚度，但是描述光伏器件任何膜层的术语“薄”一般是指具有小于约10微米(“百万分之一米”或“ym”)的厚度的膜层。要理解的是本文提到的范围和限制包括位于规定限制中的所有范围(S卩，子范围)。例如，从约100到约200的范围还包括从110到150,170到190,153到162、以及 145. 3到149. 6的范围。而且，直到约7的限制还包括直到约5、直到3、和直到约4. 5的限制，以及限制中的范围(例如从约1到约5、和从约3. 2到约6. 5)。一般说来，方法一般公开为将包括碲化镉的盖层直接施加在衬底上的、溅射的硫化镉层上方。在将硫化镉层暴露到任何环境气氛或可能污染硫化镉层的其它材料前，包括4碲化镉的盖层能直接沉积在硫化镉层上。因而，在随后的层沉积之前，盖层能保护硫化镉层，使之免于暴露到环境污染物。同样地，在沉积随后的层(例如，碲化镉层)前，能存储已经沉积有硫化镉层的衬底，而没有污染衬底上的膜层的重大风险。另外，在随后的层(具体的，碲化镉层)的沉积处理期间，盖层能保护在下面的硫化镉层的沉积时的形态和化学计量。盖层不仅能保护在下面的硫化镉层使之免于暴露到空气和其它空气传播的污染物，而且盖层在随后的沉积处理期间能保护在下面的硫化镉层使之免于加热、蒸发、晶化、 硫化镉层中气体成分(例如，氧气)损失以及硫化镉层中缺陷形成的影响。图3例如示出了直接在衬底12上的硫化镉层18上的盖层19。在图3中示出的示例性实施例中，衬底12和硫化镉层18之间示出了透明传导氧化层14和电阻透明缓冲层 16。盖层能沉积到的厚度配置成抑制在随后的层的热沉积处理期间硫化镉层的升华掉的量。因此，盖层能帮助保持硫化镉层的沉积时的厚度，特别是当随后的层的热沉积处理在超过硫化镉层的升华温度的沉积温度执行时。具体而言，盖层能够是随后的层的热沉积处理(例如，碲化镉层的近空间升华)期间硫化镉层的升华掉的牺牲层。因而，根据要制造的期望的产品，能变化盖层的厚度。在一个实施例中，能沉积相对薄的盖层，以允许它在随后的热沉积处理期间被完全牺牲，并且仍允许部分在下面的硫化镉层的升华。备选的是，盖层能沉积到的厚度将在随后的热沉积处理期间被完全牺牲，但仍使在下面的硫化镉层具有它最初的、沉积时的厚度。在再一实施例中，盖层能沉积到的厚度将在硫化镉层和随后沉积的层之间留下直接位于硫化镉层上的部分盖层。例如，在随后的层的沉积后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种为进一步处理而保护硫化镉层１８的方法，所述方法包括：在溅射压力从硫化镉靶将硫化镉层１８溅射到衬底１２上；以及在所述硫化镉层１８上直接溅射盖层１９，而不破坏所述溅射压力的真空。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·德雷顿，R·E·德马雷，
申请(专利权)人：初星太阳能公司，
类型：发明
国别省市：US