[发明专利]光伏器件导电层

说明书

技术领域

本发明涉及光伏器件及其制造方法。

背景技术

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1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，铜掺杂的钼。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1×10¹⁵/cm²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10^-1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1×10¹⁴/cm³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℃、大于450℃、大于600℃或大于750℃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1×10¹⁵/cm²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。