[发明专利]用于锡酸镉透明导电氧化物的氮化硅扩散阻挡层

说明书

优先权要求

本申请基于35U.S.C.§119(e)要求于2009年5月18日提交的序列号为61/179,298的临时美国专利申请的优先权，通过引用将该申请包含于此。

技术领域

本发明涉及光伏器件及制造方法。

背景技术

光伏器件可包括沉积在基底上的半导体材料，例如，具有用作窗口层的第一层和用作吸收层的第二层。半导体窗口层可允许太阳辐射穿过而到达诸如碲化镉层的吸收层，吸收层将太阳能转换成电。光伏器件还可包含一个或多个透明导电氧化物层，所述透明导电氧化物层常常也是电荷的导体。

附图说明

图1是具有多个层的光伏器件的示意图。

图2是具有多个层的光伏器件的示意图。

图3是具有多个层的光伏器件的示意图。

图4是具有多个层的光伏器件的示意图。

具体实施方式

光伏器件可包括在基底(或覆盖层)上创建的多个层。例如，光伏器件可包括以堆叠件形成在基底上的阻挡层、透明导电氧化物(TCO)层、缓冲层和半导体层。继而，每个层可包括多于一个的层或膜。例如，半导体层可包括第一膜和第二膜，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，每个层可覆盖器件的全部或一部分和/或所述层下方的层或基底的全部或一部分。例如，“层”可包括与表面的全部或一部分接触的任何量的任何材料。

各种合适的基底材料可用在光伏器件中，包括但不限于硼硅酸盐、蓝宝石、烧结氧化铝和钠钙玻璃。来自这些基底的化学物会扩散到器件层中，从而降低性能。在具有钠钙玻璃基底的器件中，经常出现这种情况。钠钙玻璃含有大量的钠，钠是可移动的并可从玻璃向器件层迁移，从而导致劣化和层离。为了防止钠和其他类似的不期望的化学物的扩散，可以包含阻挡层作为透明导电氧化物堆叠件的一部分。阻挡层应当是高度透明的、热稳定的、无针孔的，并与其他堆叠材料具有良好的附着性。

在TCO堆叠件中可包括各种阻挡材料，包括氧化硅和/或氮化硅。TCO堆叠件可包括氮化硅、氧化硅、铝掺杂的氧化硅、硼掺杂的氮化硅、磷掺杂的氮化硅、氧氮化硅或者它们的任意组合或合金。掺杂剂可以少于25％，少于20％，少于15％，少于10％，少于5％或少于2％。TCO堆叠件可包括多种阻挡材料。例如，TCO堆叠件可包括基本由沉积在氮化硅(或铝掺杂的氮化硅)上的氧化硅组成的阻挡双层。可使用光学建模来优化阻挡双层，以实现颜色抑制和减少的反射损失，虽然在实践中会需要更厚的双层来更有效地阻挡钠。

可使用各种沉积技术来制造TCO堆叠件，所述各种沉积技术包括例如低压化学气相沉积、大气压化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、热化学气相沉积、DC或AC溅射、旋转沉积和喷雾热解。每个沉积层可以具有任何合适的厚度，例如，在大约至大约的范围内的厚度。

在一方面，光伏器件可包括邻近于基底的透明导电氧化物层。透明导电氧化物层可包括锡酸镉。光伏器件可包括位于基底与透明导电氧化物层之间的阻挡层。阻挡层可包括含硅材料。光伏器件可包括邻近于透明导电氧化物层的半导体双层。半导体双层可包括邻近于半导体窗口层的半导体吸收层。光伏器件可包括邻近于半导体双层的背接触件。

含硅材料可包括氮化硅。含硅材料可包括氮化硅、铝掺杂的氮化硅、氧化硅、铝掺杂的氧化硅、硼掺杂的氮化硅、磷掺杂的氮化硅、氧氮化硅或者氧化锡。阻挡材料可包括多个层。每个层可包括氮化硅、铝掺杂的氮化硅、氧化硅、铝掺杂的氧化硅、硼掺杂的氮化硅、磷掺杂的氮化硅、氧氮化硅或者氧化锡。多个层中的一个层可具有与多个层中的另一层的化学组成不同的化学组成。基底可包括玻璃。所述玻璃可包括钠钙玻璃。半导体吸收层可包括碲化镉层。半导体窗口层可包括硫化镉层。所述器件可包括位于透明导电氧化物层与半导体双层之间的缓冲层。缓冲层可包括氧化锌锡、氧化锡、氧化锌或氧化锌镁。阻挡层可具有大约至大约的厚度。阻挡层可包括多个阻挡层。所述器件可包括邻近于背接触件的背支撑件。

在一方面，多层基底可包括邻近于第一基底的透明导电氧化物层。透明导电氧化物层可包括锡酸镉。该多层结构可包括位于第一基底与透明导电氧化物层之间的阻挡层。阻挡层可包括含硅材料。