[发明专利]微晶PIN结的SiOxN型层

说明书

技术领域

光伏太阳能转换提供了以环境友好的方式来产生电力的前景。因此，近几年来开发更具成本效益的方式制造光伏能量转换单元引起关注。在用于制造低成本太阳能电池的不同方法中，薄膜硅太阳能电池兼具若干有利的方面：首先，薄膜硅太阳能电池可以通过已知的薄膜沉积技术(如等离子体增强化学气相沉积(PECVD))来制备，因此通过利用显示器制造技术的经验提供了用于降低生产成本的协同效应的前景。第二，薄膜硅太阳能电池可以实现高的能量转换效率，朝着10％和更大努力。第三，用于生产薄膜硅基太阳能电池的主要原材料丰富且无毒。

定义

在本发明的意义上，处理包括作用于基底的任何化学的、物理的或机械的效应。

在本发明的意义上，基底是在处理装置中待处理的元件、部件或工件。基底包括但不限于具有矩形、正方形或圆形形状的平面、板状部件。在一个优选实施方案中，本发明涉及尺寸大于1m²的基本上平面的基底，如薄玻璃板。

真空处理或真空处理系统或装置至少包括针对待在低于周围大气压力的压力下待处理的基底的外壳。

CVD化学气相沉积法是使得能够在加热的基底上进行层的沉积的众所周知的技术。将通常为液态或气态前体材料供给到工艺系统，其中，所述前体的热反应导致所述层的沉积。LPCVD是对于低压CVD的通用术语。

DEZ-二乙基锌是在真空处理设备中用于制造TCO层的前体材料。

TCO代表透明导电氧化物，因此，TCO层是透明的导电层。

在本公开内容中对于在真空处理设备中通过CVD、LPCVD、等离子体增强CVD(PECVD)或PVD(物理气相沉积)而沉积的膜，术语层、涂层、沉积物和膜可以互换使用。

太阳能电池或光伏电池(PV电池)是能够通过光电效应将光(基本上是太阳光)直接转化为电能的电气元件。

在一般意义上薄膜太阳能电池包括在支撑基底上通过半导体化合物的薄膜沉积产生的夹在两个电极或两个电极层之间的至少一个p-i-n结。p-i-n结或薄膜光电转换单元包括夹在p型掺杂和n型掺杂半导体化合物层之间的本征半导体化合物层。术语薄膜表示通过如PEVCD、CVD、PVD等工艺而沉积的薄层或膜的提到的层。薄层基本上表示厚度为10μm或更小、特别是小于2μm的层。

背景技术/相关技术

在用于制备薄膜硅太阳能电池的各种方法中，特别是非晶-微晶硅多结太阳能电池的概念，提供了由于更好地利用太阳辐射而实现与例如非晶硅单结太阳能电池相比超过10％的能量转换效率。在这样的多结太阳能电池中可以通过依次沉积相应的层来堆叠两个或更多个子电池。如果不同带隙的材料被用作吸收层，则具有最大带隙的材料在装置的面向光的入射方向的一侧上。这种太阳能电池结构提供了若干可能优点：首先，由于使用带隙不同的两个或更多个光伏结，所以具有宽光谱分布的光例如太阳辐射光由于热化损失的减少而可以更有效地使用。第二，由于高品质微晶硅不会光致降解的事实，如已知的非晶硅由于所谓的光辐射引致性能衰退效应(Staebler-Wronski-effect)，非晶-微晶硅多结太阳能电池示出了与非晶硅单结太阳能电池相比其初始转换效率的较小降低。

图1示出了如在本领域中已知的串联结硅薄膜太阳能电池。这样的薄膜太阳能电池50通常包括第一电极或前电极42、一个或更多个半导体薄膜p-i-n结(52至54、51、44至46、43)、以及依次堆叠在基底41上的第二电极或后电极47。在图片上入射光的方向通过箭头来表示。每个p-i-n结51、43或薄膜光电转换单元包括：夹在p型层52、44以及n型层54、46之间的i型层53、45(p型＝正掺杂，n型＝负掺杂，i型＝基本上本征的)。在上下文中“基本上本征的”被理解为未掺杂或显示出基本上没有得到掺杂。光电转换主要发生在这种i型层中；因此，i型层也被称为吸收层。

根据i型层53、45的结晶分数(结晶度)太阳能电池或光电转换装置被表征为非晶(a-Si，53)或微晶(μc-Si，45)太阳能电池，独立于相邻的p型层和n型层的结晶性的种类。作为本领域中常见的微晶层被理解为在非晶基质中包括显著部分的微晶硅的层一所谓的微晶体。p-i-n的堆叠被称为串联或三结光伏电池。如图1所示的非晶与微晶p-i-n结的组合也被称为微非晶串联电池(micromorph tandem cell)。

本领域中已知的缺点