[发明专利]用于形成光伏器件的背反射层的工艺

说明书

相关申请案

本申请案根据35 U. S. C. 119 (e)要求2010年1月25日申请的已被授予序号61/298,090的临时申请案的权益，该临时申请案的揭示内容以引用方式全部并入在此。

技术领域

本发明大体而言涉及薄膜光伏（PV）器件，且更具体地说涉及一种用于形成薄膜PV器件的具有高织构和高反射率的背反射层的改善型工艺。更特定来说，本发明提供一种用于形成一改善型背反射层的工艺，并考虑到对该背反射层织构与反射率的更好控制。

背景技术

近些年来，薄膜PV器件已经得到了深入的研究和发展，其可以通过在低成本基板（诸如，玻璃、不锈钢等）上形成薄膜PV半导体材料（诸如，薄膜硅基非晶硅（a-Si））来生产。

图１图示现有技术中已知的制作在金属基板12上的a-Si基薄膜PV器件10。该金属基板12被覆盖了一常规的背反射层14。该背反射层14包括覆盖着一透明且导电的氧化物（TCO）阻挡层18的一金属层16。接着，一a-Si基半导体材料20和一前接触TCO层22安置在背反射层14的顶部。

背反射层14通常应用在半导体材料20的下面以改善器件10的性能。在此种布置中，背反射层14将已透过但还没有被吸收的部分日光反射回半导体材料20以进一步吸收。背反射层14也可以利用具有高织构的一金属层以进行更好地光散射和捕集。

为了降低制造PV器件的成本和减轻该PV器件的光诱导退化，该PV器件的半导体材料吸收器层不可以太厚。另一方面，薄的吸收器层不能成本有效地将太阳光转换为电能。因此，改善PV器件性能的一种方式为增加来自背反射层的漫反射（增加散射）。归因于增强的内部反射，漫反射率导致更多的光吸收。然而，沉积一高织构背反射层和控制该织构不是一件容易的事。

因此，迫切需要一种对生产并控制在PV器件中沉积高织构背反射层的方法。

发明内容

本发明提供了一种用于形成光伏器件的有织构的背反射层的工艺。

在一实施例中，该工艺包括提供一移动基板的步骤。该工艺包括将该基板定位在一沉积腔室内的步骤。该工艺还包括溅射定位于该沉积腔室内的一金属或一金属合金靶以生产溅射材料的步骤。另外，该工艺包括将混合有氩气的一反应气体引入到该沉积腔室中的步骤。该反应气体和溅射的金属或金属合金材料形成一合金层。该合金层形成在该基板上，并在该基板上形成一有织构的表面。

在另一实施例中，用于形成光伏器件的有织构的背反射层的该工艺包括在大约400℃下提供一不锈钢基板的步骤。该工艺还包括提供一沉积腔室的步骤。该基板在该腔室内以介于每分钟5到100英寸的速率移动。另外，该工艺包括提供包含铝的一金属靶和溅射该金属靶以生产溅射材料的步骤。一反应气体被连续地引入到该沉积腔室中以与该溅射材料反应。通过该反应气体和溅射材料的反应，一合金层形成在该基板上。该合金层具有至少60nm的RMS表面粗糙度和至少38%的漫反射。

附图说明

图1为现有技术中已知的PV器件；

图2为本发明的PV器件；

图3为本发明一实施例的剖视图；

图4为漫反射系数与部分电磁波谱的曲线图；

图5a为由本发明一实施例制成的一金属合金层的AFM图像；

图5b为由本发明一实施例制成的一金属合金层的AFM图像；

图5c为由本发明一实施例制成的一金属合金层的AFM图像；

图5d为由本发明一实施例制成的一金属合金层的AFM图像；

图6为表2中实例5至实例7的漫反射系数与部分电磁波谱的曲线图；

图7为表2中实例5至实例7的总反射系数与部分电磁波谱的曲线图；

图8a为由本发明一实施例制成的一金属合金层的AFM图像；

图8b为由本发明一实施例制成的一金属合金层的AFM图像；

图8c为由本发明一实施例制成的一金属合金层的AFM图像；及

图9为描绘表格3中实例8至实例10的漫反射系数与O₂/氩气混合物流速的曲线图。

图中：10、PV器件；12、金属基板；14、背反射层；16、金属层；18、氧化物（TCO）阻挡层；20、半导体材料；22、前接触TCO层；24、PV器件；26、基板；28、背反射层；30、半导体材料；32、前接触TCO层；34、合金层；36、光反射层；38、沉积腔室；40、金属或金属合金溅射靶；42、清洗腔室；44、桥接腔室；46、溅射靶；48、沉积腔室38的部分；50、阻挡层；52、溅射靶。

具体实施方式