[发明专利]光伏器件、其形成方法以及等离子体增强化学气相沉积（PECVD）系统

说明书

技术领域

本发明涉及光伏器件及其制造方法。更具体地说，本发明涉及采用双功率沉积步骤改善效率的系统、器件和制造方法。

背景技术

势垒高度是不同材料功函数之间的差别。势垒高度受接触半导体的材料类型的影响。能带偏移是两固体之间界面处的能级间不对准的度量。电极与半导体之间的偏移被称为“肖特基势垒”。势垒高度和偏移是给定材料在多大程度上抵抗通过介质的电荷流动。半导体-半导体能带偏移和半导体-电极肖特基势垒二者降低了太阳能电池效率。

为了改善太阳能效率，势垒高度和势垒偏移可通过材料选择解决。但是，单独的材料选择通常不够，因为具有需要的特性以提供邻近材料之间的最优能带过渡的适宜材料可能不存在。

发明内容

一种形成光伏器件的方法包括提供衬底。沉积层以在所述衬底上形成光伏叠层的一个或多个层。沉积非晶或微晶层包括执行高功率快闪沉积以沉积所述层的第一部分。执行低功率沉积以沉积所述层的第二部分。

另一形成光伏器件的方法包括提供衬底以及在所述衬底上形成的透明电极与光伏叠层的p型层之间沉积缓冲层，沉积所述缓冲层包括以下步骤：执行高功率快闪沉积以沉积所述缓冲层的第一部分，从而增加所述缓冲层的结晶性和导电性；以及执行低功率沉积以沉积所述缓冲层的第二部分并具有更加非晶的形式。

一种等离子体增强化学气相沉积（PECVD）系统包括被配置为接收用于形成光伏器件的衬底的真空室。第一功率发生器被配置为在所述真空室中产生电场，从而执行高功率PECVD快闪沉积以在所述衬底上沉积层的第一部分。所述层包括在光伏叠层的一个或多个层中。第二功率发生器被配置为在所述真空室中产生电场，从而执行低功率PECVD沉积以在所述衬底上沉积所述层的第二部分。

一种光伏器件包括衬底；以及所述衬底上的包括缓冲层或光伏叠层的p型层的至少一个层。所述至少一个层包括所述层的第一部分和所述层的第二部分。所述层的所述第一和第二部分包括不同的结晶性水平，邻近其他层提供所述不同的结晶性水平，以便使用所述不同的结晶性水平更好地过渡所述层之间的带隙能量。

当结合附图阅读下面对本发明示例性实施例的详细描述时，上述和其他特征和优点将变得显而易见。

附图说明

本发明将参考附图，在下面对优选实施例的描述中提供详细说明，在所述附图中：

图1是根据本发明形成的具有缓冲层的光伏器件的截面图；

图2示出显示用于形成缓冲层的三种不同沉积功率的电流密度（mA/cm²）对电压（V）的图以证实沉积功率对缓冲层的影响；

图3示出显示开路电压（Voc）对p层沉积功率（W）的图以证实沉积功率对p层的影响；

图4示出显示带隙能量（eV）对沉积功率（W）的图以证实p型层沉积功率对本征层的影响；

图5是示出根据本发明提供双功率沉积工艺的等离子体增强化学气相沉积（PECVD）系统的框图；以及

图6是示出根据示例性实施例使用双功率沉积制造光伏器件的方法的框图/流程图。

具体实施方式

根据本发明的原理，提出了基于针对半导体器件，具体是指针对光伏电池形成的层的沉积参数提供改善的效率的方法和器件。用于半导体器件的层通常使用低沉积能量沉积。低沉积能量有利于制造，因为低能量可实现高质量a-Si:H层沉积并且低能量导致低工艺成本。设计者还愿意使用低沉积能量是因为低沉积能量可以产生具有在表面上的低能量撞击的等离子体，从而导致对半导体器件上的存在结构的较少损害。在薄膜Si太阳能电池应用中，需要使用高沉积能量沉积p+层，因为较高能量可增加形成微晶相的可能性。微晶相可降低p+层与电极（例如，通过透明导电氧化物（TCO）形成）之间的势垒高度。