[发明专利]提供用于光伏模块的单步骤氯化镉蒸气处理的方法和设备

说明书

技术领域

公开的实施例涉及光伏模块的制造，更具体地讲，涉及执行包含碲化镉的光伏模块的氯化镉处理的方法。

背景技术

光伏装置可以包括沉积在基底上方的半导体材料，例如，具有用作窗口层的第一层和用作吸收层的第二层。半导体窗口层可以使太阳辐射穿透到诸如碲化镉层的吸收层，吸收层将太阳能转换为电。光伏装置还可以包括还经常作为电荷的导体的一个或更多个透明导电氧化物层。

光伏电池的处理可以包括利用氯化镉对碲化镉涂覆板进行热处理，这可以提高碲化镉中的结晶质量和传输性能。在传统的氯化镉处理的多步骤方法中，在第一步骤中通过诸如溶液喷涂、使板浸渍到溶液中、气相应用或雾化雾应用的技术将氯化镉施加到碲化镉涂覆板。然后在第二步骤中通过热处理来活化氯化镉。

然而，各种已知的多步骤方法包括若干缺陷，包括缺乏对湿度的控制以及由于多步骤引起的较长处理时间，其中，对湿度的控制可有利于碲化镉-氯酸盐的形成。因此，期望一种用于氯化镉处理的简化工艺。

附图说明

图1是具有多个层的光伏装置的示意图。

图2是根据在此描述的实施例的气相沉积炉的示意图。

图3是根据在此描述的另一实施例的气相沉积炉的示意图。

图4是具有多个层的光伏装置的示意图。

具体实施方式

制造光伏装置的方法可以包括：将氯化镉蒸气引入到炉中以在碲化镉层上沉积氯化镉，同时使炉维持在适用于对所沉积的氯化镉同时进行热处理的合适的温度。在一个公开的实施例中，在移动的板上使氯化镉的应用和热处理结合到单个步骤中。

如图1中所示，光伏装置100可以包括与基底110和半导体材料层180相邻的透明导电氧化物堆170。

基底层110可以是装置100的最外层，在使用中，基底层110可以暴露于各种温度并且形成诸如雨、雪、雨夹雪和冰雹的沉淀物。基底层110也可以是入射光到达装置100遇到的第一层。因此，期望选择一种用于基底层110的既耐用又具有高透明度的材料。出于这些原因，基底层110可以包括例如硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃或浮法玻璃。

透明导电氧化物堆170可以形成为与基底110相邻并且可以包括多个层。例如，透明导电氧化物堆170可以包括：阻挡层120，与基底层110相邻；透明导电氧化物层130，与阻挡层120相邻；以及缓冲层140，与透明导电氧化物层130相邻。透明导电氧化物堆170可以通过一系列制造步骤形成，其中，在装置100上的每个连续的层形成为与前一层相邻。

半导体材料层180可以包括双层，所述双层可以包括：n型半导体窗口层，例如，镉硫化物层150，或更具体地讲，硫化镉锌层；以及p型半导体吸收层，例如，碲化镉层160。镉硫化物层150和碲化镉层160可以设置为彼此接触以产生电场。光子可以是在接触到镉硫化物层时将电子发送到n侧并且将空穴发送到p侧的自由的电子-空穴对。电子可以通过外部电流路径流回到p侧。产生的电子流提供了电流，电流与从电场产生的电压结合而产生功率。其结果就是光子能量转换成电能。

硫化镉锌可以用作镉硫化物层150中的材料。由于在吸收层的氯化镉退火期间，硫化镉锌能忍受高退火温度而被证明比硫化镉更稳健。硫化镉锌可以利用任意合适的技术(包括在2010年7月10日提交的第12/833,960号美国专利申请中所描述的技术中的任意技术，通过引用将其全部包含于此)来沉积。碲化镉层160可以利用包括蒸气传输沉积的任意合适的手段沉积在镉硫化物层150上。

在沉积之后，碲化镉层160可以经过单步骤蒸气氯化镉处理，从而提高晶粒尺寸并且改善装置100的效率。参照图2，通过示例的方式，装置100在例如辊210的传输机构上以连续的过程被传输通过炉200。在各种实施例中，传输机构可以是辊、带或其它传送手段。炉200可以包括多个加热器230，以使装置100的温度维持在用于蒸气氯化镉处理的期望温度。

在图2中示出的实施例的炉200包括原位气化单元220，以在炉200的内侧蒸发氯化镉。氯化镉可以以例如粉末的形式通过氯化镉输入管250被提供到气化单元220。载气可以可选地通过可选的载气输入管240被供应到气化单元220，以分配蒸发的氯化镉。使用的载气可以是氢、氦、氮、氖、氩、氪以及包含这些气体的混合物。可选择地，载气可以被省略，并且氯化镉蒸气以在环境条件下扩散。