[发明专利]用于薄膜叠层式电池的器件以及快速热处理方法

权利要求书

1.一种用于形成薄膜光伏器件的方法，所述方法包括：

提供包括表面区域的透明基板；

形成覆盖所述透明基板的所述表面区域的第一透明电极层，所述第一透明电极层具有电极表面区域；

形成覆盖所述电极表面区域的包括铜材料和铟材料的多层结构；

对所述多层结构施加多种含硫物质；

在所述含硫物质的所述施加过程中，使用在约1摄氏度/秒～约50摄氏度/秒范围内的斜率对所述多层结构进行快速热处理，以形成包括铜物质、铟物质以及硫物质的吸收材料；以及

保持所述第一透明电极层的片电阻率小于或等于约10欧姆/厘米²、光透射率在80％以上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述含硫物质的所述施加过程中，使用在约2摄氏度/秒～约4摄氏度/秒范围内的斜率进行快速热处理，以形成包括铜物质、铟物质以及硫物质的吸收材料。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述吸收材料包括得自所述多层结构经过至少所述快速热处理的二硫化铜铟材料，所述二硫化铜铟包括在约1.35∶1～约1.60∶1范围内的铜铟原子比。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述快速热处理具有在范围为约400摄氏度～约600摄氏度的最终温度下约1分钟～10分钟的停留时间，并且在对所述吸收材料施加氮气或氩气时，进一步包括从所述最终温度至第二温度的倾斜。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述吸收材料的特征在于带隙能量为约1.6eV～约1.9eV。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述铜材料先于所述铟材料设置。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述薄膜光伏器件耦合至第二薄膜光伏器件，所述薄膜光伏器件是上部电池，所述第二薄膜光伏器件是下部电池。

8.一种用于形成薄膜光伏器件的方法，所述方法包括：

提供包括表面区域的透明基板；

形成覆盖所述透明基板的所述表面区域的第一透明电极层，所述第一透明电极层具有电极表面区域；

形成覆盖所述第一透明电极层的窗口层；

形成覆盖所述窗口层的包括铜材料和铟材料的多层结构；

对所述多层结构施加多个含硫物质；

在所述含硫物质的所述施加过程中，使用在约1摄氏度/秒～约50摄氏度/秒范围内的斜率对所述多层结构进行快速热处理，以形成包括铜物质、铟物质以及硫物质的吸收材料；以及

保持所述第一透明电极层的片电阻率小于或等于约10欧姆/厘米²、光透射率在80％以上。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述吸收材料包括得自所述多层结构经过至少所述快速热处理的二硫化铜铟材料，所述二硫化铜铟包括在约1.35∶1～约1.60∶1范围内的铜铟原子比。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述快速热处理具有在范围为约400摄氏度～约600摄氏度的最终温度下约1分钟～10分钟的停留时间，并且在对所述吸收材料施加氮气或氩气时，进一步包括从所述最终温度至第二温度的斜坡。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述吸收材料的特征在于带隙能量为约1.6eV～约1.9eV。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述窗口层选自于由硫化钙、硫化锌、硒化锌(ZnSe)、氧化锌(ZnO)、或氧化锌镁(ZnMgO)组成的组中。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述铜材料先于所述铟材料设置。

14.根据权利要求8所述的方法，进一步包括将所述薄膜光伏器件耦合至第二薄膜光伏器件，所述薄膜光伏器件是上部电池，所述第二薄膜光伏器件是下部电池。

15.一种用于处理光伏薄膜的方法，所述方法包括：

提供包括表面区域的透明基板；

形成覆盖所述表面区域的第一透明电极层，所述第一透明电极层具有电极表面区域；

形成覆盖所述第一透明电极层的窗口层；

形成覆盖所述窗口层的包括铜物质和铟物质的多层结构；

使用约2摄氏度/秒～4摄氏度/秒的斜率对所述多层结构经进行热处理加工，所述斜率从室温倾斜到约为240摄氏度～300摄氏度的第一阶段、随后到约为475摄氏度～500摄氏度的第二阶段以及约525摄氏度～550摄氏度的第三阶段，其中所述热处理过程是在用于将所述多层结构转变成包括铜、铟以及硫物质的光伏吸收材料的含硫环境中执行的；以及

通过控制所述第一阶段、所述第二阶段以及所述第三阶段中的每一个的停留时间，来保持所述第一透明电极层的片电阻率小于约10欧姆/厘米²、光透射率在80％以上。