光伏器件导电层制造技术

一种多层结构可以包括位于透明导电氧化物层上的掺杂的缓冲层。

【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器件及其制造方法。
技术介绍
光伏器件可以包括形成在基底上方的半导体材料，半导体材料例如具有用作窗口层的第一层和用作吸收层的第二层。当前的光伏器件的效率低。附图说明图I是多层基底的示意图。图2是具有多个层的光伏器件的示意图。图3是溅射沉积室的示意图。具体实施例方式光伏器件可以包括在基底(或超基底)上构建的多个层。例如，光伏器件可以包括在基底上以堆叠件形成的阻挡层、透明导电氧化物(TCO)层、缓冲层和半导体层。每个层进而可以包括多于一个的层或膜。例如，半导体层可以包括第一膜，包括形成在缓冲层上的半导体窗口层，例如，硫化镉层；第二膜，包括形成在半导体窗口层上的半导体吸收层，例如，碲化镉层。另外，每个层可以覆盖该器件的全部或一部分和/或位于该层下方的基底或层的全部或一部分。例如，“层”可以包括与表面的一部分或全部接触的任何材料的任何量。光伏器件可以包括半导体双层，该半导体双层可以包括硫化镉层上的碲化镉层。对于包括碲化镉的光伏器件，可以通过增大碲化镉块的载流子浓度来提高器件效率。现有的增大碲化镉块的载流子浓度的方法涉及将诸如铜的外部掺杂剂加入到背接触层中。例如，光伏器件可以包括掺杂的背接触件，例如，铜掺杂的钥。可选择地，可以在使完成的堆叠件退火之前对TCO堆叠件的缓冲层进行掺杂。例如，光伏器件可以包括铜掺杂的氧化锡层。由铜掺杂的氧化锡缓冲层制造的光伏器件可以表现出改进的器件性能，例如包括改善的开路电压。例如，包括铜掺杂的氧化锡缓冲层的光伏器件可以表现出大于大约750V的开路电压，例如包括范围为大约770V至大约850V的开路电压。可以利用例如包括溅射和常压化学气相沉积(APCVD)在内的各种适合的技术来沉积铜掺杂的缓冲层和透明导电氧化物层。可替换的掺杂剂，例如，砷或锑，可以产生相似的结果。例如，光伏器件可以包括与TCO层或堆叠件相邻的砷掺杂的或锑掺杂的缓冲层。在一个方面，多层结构可以包括与基底相邻的阻挡层、与阻挡层相邻的透明导电氧化物层和与透明导电氧化物层相邻的包括掺杂剂的缓冲层。掺杂剂可以包括铜、砷或锑。掺杂的缓冲层可以包括氧化锡、氧化锌、锡酸锌、氧化锌锰或氧化锡硅。掺杂的缓冲层可以包括多个层。所述多个层中的一个层可以包括掺杂的层，所述多个层中的另一层可以是未掺杂的层，并且所述掺杂的层可以与所述未掺杂的层相邻。掺杂的缓冲层可以具有大于大约IXlO1Vcm2的掺杂剂浓度。掺杂的缓冲层可以包括氧化锡，并且具有大约10_5至大约KT1的掺杂剂与氧化锡之比。多层结构可以包括与掺杂的缓冲层相邻的半导体窗口层，其中，半导体窗口层包括从由硫化镉、硫化锌、硫化镉锌和氧化锌锰组成的组中选择的材料。多层结构可以包括与掺杂的缓冲层相邻的半导体吸收层，其中，半导体吸收层包括从由碲化镉、碲化锌和碲化镉锌组成的组中选择的材料。多层结构可以具有大于大约IXlO1Vcm3的载流子浓度。在另一方面，一种制造多层结构的方法可以包括形成与透明导电氧化物层相邻的掺杂的缓冲层。透明导电氧化物层可以与基底相邻。该方法可以包括形成与缓冲层相邻的半导体窗口层。该方法可以包括形成与半导体窗口层相邻的半导体吸收层。该方法可以包括将多层结构加热到足以使掺杂剂从缓冲层扩散到半导体吸收层中的温度。加热多层结构的步骤可以包括将多层结构加热到大于300°C、大于450°C、大于600°C或大于750°C的温度。掺杂剂可以包括从由铜、砷和锑组成的组中选择的材料。所述方法可以包括在形成掺杂的缓冲层之前，形成与基底相邻的透明导电氧化物层。形成掺杂的缓冲层的步骤可以包括从分开的溅射靶共溅射缓冲层材料和掺杂剂。缓冲层材料可以包括锡，掺杂剂可以包括从由铜、砷和锑组成的组中选择的材料。形成掺杂的缓冲层的步骤可 以包括形成与透明导电氧化物层相邻的缓冲层，并且利用掺杂剂对缓冲层进行掺杂。掺杂的缓冲层具有多于大约IXlO1Vcm2的铜。形成掺杂的缓冲层的步骤可以包括反应溅射工艺。形成掺杂的缓冲层的步骤可以包括常压化学气相沉积。所述方法可以包括加热透明导电氧化物层和缓冲层以使多层结构退火的附加步骤。在另一方面，一种光伏器件可以包括阻挡层，与基底相邻；透明导电氧化物层，与阻挡层相邻；缓冲层，可以包括掺杂剂且与透明导电氧化物层相邻；半导体窗口层，与缓冲层相邻；半导体吸收层，与半导体窗口层相邻，其中，半导体吸收层包括从缓冲层扩散的掺杂剂的一部分；背接触件，与半导体吸收层相邻。掺杂剂可以包括铜、砷或锑。从缓冲层扩散到半导体吸收层的扩散剂可以以与缓冲层的浓度近似的基本一致的浓度存在。在另一方面，一种溅射靶可以包括溅射材料，溅射材料包含锡以及铜、砷或锑。溅射靶可以包括不锈钢管。溅射材料可以连接到不锈钢管而形成溅射靶。溅射材料可以包括氧化锡。溅射材料的铜与锡的比例可以为大约10_6至大约5X10_2。溅射靶可以包括陶瓷氧化锡和铜。溅射靶可以包括将溅射材料和衬底管结合的结合层。在另一方面，一种制造溅射靶的方法可以包括形成包含锡以及铜、砷或锑的溅射材料；将溅射材料附于衬底管以形成溅射靶。将溅射材料附于衬底管以形成溅射靶的步骤可以包括热喷涂成型工艺。将溅射材料附于衬底管以形成溅射靶的步骤可以包括等离子体喷涂成型工艺。将溅射材料附于衬底管以形成溅射靶的步骤可以包括粉末冶金工艺。粉末冶金工艺可以包括热压制工艺。粉末冶金工艺可以包括等静压制工艺。将溅射材料附于衬底管以形成溅射靶的步骤可以包括流动成型工艺。将溅射材料附于衬底管以形成溅射靶的步骤可以包括利用结合层将溅射材料结合到衬底管。在另一方面，一种光伏模块可以包括与基底相邻的多个光伏电池和与所述多个光伏电池相邻和背盖。所述多个光伏电池中的每个光伏电池可以包括阻挡层，与基底相邻；透明导电氧化物层，与阻挡层相邻；缓冲层，包括掺杂剂且与透明导电氧化物层相邻；半导体窗口层，与缓冲层相邻；半导体吸收层，与半导体窗口层相邻，其中，半导体吸收层包括从缓冲层扩散的掺杂剂的一部分；背接触件，与半导体吸收层相邻。所述光伏模块可以包括被构造为将光伏电池电连接到正极引线的多条正极电线和被构造为将光伏电池电连接到负极引线的多条负极电线。所述光伏模块可以包括被构造为将光伏电池电连接到正极引线的正极汇流条和被构造为将光伏电池电连接到负极引线的负极汇流条。正极引线和负极引线可以被构造为将光伏模块电连接到至少一个附加的光伏模块，以形成光伏阵列。在另一方面，一种用于发电的方法，所述方法可以包括利用光束照射光伏电池以产生光电流，并且收集产生的光电流。光伏电池可以包括阻挡层，与基底相邻；透明导电氧化物层，与阻挡层相邻；缓冲层，包括掺杂剂且与透明导电氧化物层相邻；半导体窗口层，与缓冲层相邻；半导体吸收层，与半导体窗口层相邻，其中，半导体吸收层包括从缓冲层扩散的掺杂剂的一部分；背接触件，与半导体吸收层相邻。产生的光电流可包括直流并可被转换为交流。参照图1，以示例的方式，阻挡层120可以与基底100相邻地形成。阻挡层120和随后的层可以通过任何适合的方法形成。阻挡层120和随后的层可以例如通过溅射、物理气相沉积、化学气相沉积或任何其它适合的沉积工艺来沉积。基底100可以包括任何适合的材料，适合的材料例如包括玻璃。玻璃可以包括钠钙玻璃或者铁含量减少的任何玻璃。玻 璃可以经历处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：本雅明·布勒，阿克列士·古普塔，
申请(专利权)人：第一太阳能有限公司，
类型：
国别省市：