形成与碲化镉太阳能电池的后接触的方法技术

一种形成与含Cd和Te的化合物膜表面的欧姆接触的方法，所述膜可以例如在光伏电池中发现。所述方法包括：在所述含Cd和Te的化合物膜的表面上形成富Te层；在所述富Te层上沉积界面层；以及在所述界面层上敷设接触层。所述界面层由Zn和Cu的金属形式构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造薄膜IIB-VIA化合物太阳能电池的方法，所述太阳能电池更具体为CdTe太阳能电池。
技术介绍
太阳能电池和模块是将太阳能转换成电能的光伏(PV)装置。最常见的太阳能电池材料是硅(Si)。但是，可以使用薄膜生长技术来制造较低成本的PV电池，所述薄膜生长技术能够使用低成本的方法将太阳能电池品质的多晶化合物吸收材料沉积到大面积的基底上。 包含周期表IIB族(Zn、Cd、Hg)和VI A族(O、S、Se、Te、Po)材料中的一些的IIB-VIA族化合物半导体是用于薄膜太阳能电池结构的优异吸收材料。特别是CdTe已经证实是能够用于以低于I美元/瓦的制造成本制造高效率的太阳能电池板。图I示出了 CdTe基薄膜太阳能电池的常用结构。图I示出了“覆盖层”结构10，其中光线通过透明片材11进入装置的活性层。透明片材11充当支承体，活性层沉积在其上。在制造“覆盖层”结构10时，在透明片材11上首先沉积透明传导层(TCL) 12。然后在TCL 12上沉积结配对层13。接下来在结配对层13上形成CdTe吸收膜14，其为p-型半导体膜。随后，在CdTe吸收膜14上沉积欧姆接触层15，从而完成太阳能电池。如由图I中的箭头18所示，光线通过透明片材11进入该装置。在图I的“覆盖层”结构10中，透明片材11可以为玻璃或者为在太阳光的可见光谱内具有高的光传输(例如高于80%)的材料(例如，高温聚合物如聚酰亚胺)。TCL 12通常为包括下述中的任一种的透明传导氧化物(TCO)层锡-氧化物、镉-锡-氧化物、铟-锡-氧化物、和锌-氧化物，它们被掺杂以增加其传导性。在TCL 12中也可以利用这些TCO材料以及它们的合金或混合物的多个层。结配对层13通常为CdS层，但是作为替代可为化合物层，例如CdZnS、ZnS、ZnSe、ZnSSe、CdZnSe等的层。欧姆接触15由高传导金属制成，例如Mo、Ni、Cr、Ti、Al、或掺杂的透明传导氧化物例如上述的TC0。整流结(其为该装置的核心)位于CdTe吸收膜14与结配对层13之间的界面19附近。与P-型CdTe的欧姆接触难于制造，因为由于该材料具有高的电子亲和力。已经报导了关于制造与CdTe膜的欧姆接触的多种不同方法。例如，B. Basol的美国专利US4, 456，630描述了在CdTe膜上形成欧姆接触的方法，该方法包括使用酸性溶液蚀刻膜表面，随后使用强碱性溶液进行蚀刻和最后沉积传导金属。在授权给B. Basol的美国专利US4, 666，569中，描述了多层欧姆接触，其中在沉积金属接触层之前在蚀刻过的CdTe表面上形成O. 5-5nm厚的铜中间层。美国专利US4，735，662还描述了使用l_5nm厚的铜的接触，隔离层诸如碳，以及导电层诸如铝。美国专利5，909，632描述了通过下述来改进与CdTe的接触的方法沉积第一未掺杂ZnTe层，随后沉积掺杂的ZnTe层，例如金属Cu作为掺杂剂且浓度为约6原子百分比，并且最后沉积金属层。美国专利US 5，472，910通过下述方式形成欧姆接触在CdTe表面上沉积含IB族金属盐的粘稠液体层，加热该层，移去干燥的层并且在表面上沉积接触部。美国专利US5，557，146描述了一种CdTe装置结构，其具有包含石墨糊料的欧姆接触，所述石墨糊料含有碲化汞和碲化铜。本专利技术提供了与CdTe膜的改良欧姆接触且有利于制造超薄装置。本专利技术优选实施方案的概述本专利技术的实施方案针对于制造用于太阳能电池且特别是CdTe太阳能电池的改良欧姆接触的方法。所述方法涉及在CdTe膜的表面上形成富Te层，所述CdTe膜是太阳能电池或光电池的吸收体。接下来，在所述富Te层上沉积Zn和Cu的金属形式，并且随后在所述Zn/Cu金属形式上设置接触层。本专利技术的实施方案还针对于制造用于光伏装置例如太阳能电池的改良欧姆接触以及针对于所得的产品。所述太阳能电池具有透明片材，设置在所述透明片材上的透明传导层，设置在所述透明传导氧化物上的结配对物；设置在所述结配对物上的CdTe膜；设置在所述CdTe膜上的包含CiuTe和Zn的二元和/或三元合金的混合中间层；以及在所述混合中间层的上表面上形成的欧姆接触。所述混合中间层包含与Cu —起的原子百分比为至 少90%的Zn。更一般地，本专利技术的实施方案针对于形成与薄膜P-型半导体化合物表面的欧姆接触的方法,所述化合物由以下形成至少Cd和Te以及任选地Mn、Mg和Zn中的至少一种。所述方法包括在所述P-型半导体化合物的表面上形成Te富集层；在所述Te富集层上沉积界面层；以及在所述界面层上敷设(lay down)接触层，其中，所述界面层包含金属形式的Cu 和 Zn。附图简述图I是具有“覆盖层结构”的现有技术CdTe太阳能电池的截面图。图2示出了用于本专利技术的优选实施方案的工艺流程。图3A示出了在基底上沉积的CdTe膜。图3B不出了包括位于CdTe膜表面上的富Te层的结构。图3C示出了在富Te层上沉积的界面层。图3D是根据本专利技术的实施方案形成的CdTe太阳能电池结构的截面图。专利技术详述图2示出了根据本专利技术实施方案用来形成与CdTe膜的欧姆接触的工艺步骤。应当注意到，本文所述的方法尤其适于制造在太阳能电池制造中常用的与P-型CdTe材料的欧姆接触。如从图2中可以看出，工艺的第一步骤是在CdTe膜的表面上形成薄的富Te层。能够通过多种方式获得该富Te层，例如通过使用物理气相沉积技术(例如蒸发或升华和溅射)在CdTe膜的表面上沉积Te、通过化学气相沉积(CVD)技术、或通过用酸性蚀刻溶液化学蚀刻CdTe膜的表面。众所周知，酸性溶液可以包含至少一种酸例如磷酸、合成酸(formingacid)、硫酸、溴溶液、铬酸、硝酸等，所述酸性溶液优先蚀刻CdTe表面处的Cd，从而留下富Te层，即其内Te/Cd摩尔比大于I. O的层。该工艺的第二步骤涉及在所述富Te层上沉积界面层，其中该界面层包含呈其金属形式的Cu和Zn。该工艺的第三步骤涉及在所述界面层上沉积欧姆接触材料。图3A、图3B、图3C和图3D示出了上述工艺在应用到太阳能电池制造时的步骤的实例。图3A描绘了包括如下层的叠层透明片材30、透明传导层例如透明传导氧化物层31、结配对层32例如CdS层、以及CdTe膜33，该CdTe膜将是太阳能电池的吸收体。透明片材30、透明传导氧化物层31和结配对层32 —起形成基部40。一旦在CdTe膜33的顶表面34上形成欧姆接触层，就将获得太阳能电池。图3B示出了包括在CdTe膜33的暴露表面上方形成的薄的富Te层35的结构。如前所述，可以优选地通过在酸性溶液中蚀刻CdTe膜33的暴露表面而形成该薄的富Te层35。该富Te层35的厚度可以在5_200nm的范围内，优选在IO-IOOnm的范围内，并且最优选在20-50nm的范围内。图3C示出了在富Te层35上形成的界面层36。界面层36包括呈其金属形式的Cu和Zn两者。界面层36可以包括Cu/Zn置层或Zn/Cu置层，或者优选地，界面层36可以包括Cu-Zn的金属合金。如果界面层36为Cu/Zn或Zn/Cu置层的形式，则Zn层的厚度可以在2-50nm的范围内，优选地在5-25nm的范围内。另一方面，Cu层的厚度可以在I-IOnm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：B·M·巴索尔，
申请(专利权)人：安可太阳能股份有限公司，
类型：
国别省市：