[发明专利]具有局部电场分布的透明导电氧化物层及其光伏器件

说明书

技术领域

本发明通常涉及光伏器件，更具体而言，涉及包含透明导电层的光伏器件及其制造工艺。

背景技术

光伏器件（还被称为太阳能电池）吸收太阳光并将光能转换为电能。因此，光伏器件及其制造方法不断发展，以提供更高的转换效率和更薄的设计。

薄膜太阳能电池基于沉积在衬底上的一层或多层光伏材料薄膜础。光伏材料的膜厚度在几纳米至数十微米的范围的范围内。这样的光伏材料的实例包括碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）和非晶硅（α-Si）。这些材料用作光吸收体。光伏器件可以进一步包括诸如缓冲层、背接触层和前接触层的其他薄膜。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种光伏器件，包括：衬底；背接触层，设置在所述衬底上方；吸收层，用于光子吸收并设置在所述背接触层上方；缓冲层，设置在所述吸收层上方；导电涂层，设置在所述缓冲层上方；以及透明导电层，设置在所述导电涂层上方；其中，所述导电涂层包括至少一个尺寸在0.5nm至1000nm的范围内的至少一种纳米材料。

在该光伏器件中，所述缓冲层或所述吸收层具有纹理表面。

在该光伏器件中，所述透明导电层包括透明导电氧化物（TCO）。

在该光伏器件中，所述导电涂层的厚度在0.5nm至500nm的范围内。

在该光伏器件中，所述导电涂层包括石墨烯纳米片层。

在该光伏器件中，所述导电涂层包括银纳米颗粒。

在该光伏器件中，所述导电涂层包括碳纳米管（CNT）。

该光伏器件进一步包括：延伸至所述缓冲层和所述吸收层中的划线，其中，所述缓冲层上方的所述导电涂层中的所述碳纳米管具有基本垂直于所述划线的定向。

在该光伏器件中，所述导电涂层是在所述碳纳米管之间具有多个空隙的不连续涂层，并且所述透明导电层填充所述碳纳米管之间的所述多个空隙。

根据本发明的另一方面，提供了一种光伏器件，包括：衬底；背接触层，设置在所述衬底上方；吸收层，设置在所述背接触层上方；缓冲层，设置在所述吸收层上方，所述吸收层和所述缓冲层都是半导体；导电涂层，包括碳纳米管或石墨烯纳米片层并设置在所述缓冲层上方；以及透明导电氧化物（TCO）层，设置在所述导电涂层上方。

在该光伏器件中，所述导电涂层的厚度在0.5nm至500nm的范围内。

在该光伏器件中，所述吸收层或所述缓冲层具有纹理表面。

在该光伏器件中，所述导电涂层包括碳纳米管（CNT）。

该光伏器件进一步包括：延伸至所述缓冲层和所述吸收层中的划线，其中，所述缓冲层上方的所述导电涂层中的所述碳纳米管具有基本垂直于所述划线的定向。

根据本发明的又一方面，提供了一种制造光伏器件的方法，包括：在衬底上方形成背接触层；在所述背接触层上方形成用于光子吸收的吸收层；在所述吸收层上方形成缓冲层；在所述缓冲层上方沉积导电涂层；以及在所述导电涂层上方形成透明导电层，其中，所述导电涂层包括至少一个尺寸在0.5nm至1000nm的范围内的至少一种纳米材料。

在该方法中，所述缓冲层或所述吸收层具有纹理表面。

在该方法中，所述导电涂层中的纳米材料包括石墨烯纳米片层或者碳纳米管（CNT）。

在该方法中，通过沉积分散在溶液中的所述纳米材料来形成所述导电涂层。

该方法进一步包括：形成延伸至所述缓冲层和所述吸收层中的划线。

在该方法中，在电场中，在包含碳纳米管（CNT）的溶液中实施在所述缓冲层上方沉积所述导电涂层；以及所述缓冲层上方的所述导电涂层包括具有基本垂直于所述划线的定向的碳纳米管。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本发明。应该强调的是，根据标准实践，附图的各种部件不必按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种部件的尺寸可以被任意增大或缩小。在整个说明书和全部附图中，相似的参考标号表示相似的部件。

图1A至图1E是根据一些实施例在制造期间的示例性光伏器件的一部分的截面图；

图2是示出根据一些实施例制造示例性光伏器件的方法的流程图；

图3A是根据一些实施例示出具有纹理表面的示例性缓冲层的制造期间的光伏器件的一部分的截面图；

图3B是根据一些实施例示出沉积在缓冲层的纹理表面上的导电涂层的制造期间的光伏器件的一部分的俯视图；