[发明专利]对光伏装置提供氯化物处理的方法和氯化物处理过的光伏装置

说明书

要求优先权

本申请要求于2012年5月21日提交的第61/649,403号美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的整体内容通过引用包含于此。

技术领域

公开的实施例总体上涉及光伏装置的制造，所述光伏装置包括光伏电池和包含多个光伏电池的光伏模块，更具体地，涉及对光伏装置提供氯化物处理的方法和氯化物处理过的光伏装置。

背景技术

薄膜光伏装置可以包括沉积在基底上的半导体材料，例如，具有用作窗口层的第一半导体层、用作吸收层的第二半导体层。窗口层和吸收层形成结，经过窗口层至吸收层的光在该结处转换成电。

可以在吸收层和背接触层之间设置可由碲化锌制成的反射层，来提供对抗少数电子载流子朝向背接触层流动的阻挡件，以使与空穴载流子在背接触层处的复合最小化。具体地，类似于任何其它固体，半导体材料具有由价带、导带以及使价带和导带分开的带隙构成的电子带结构。当价带中的电子获得足够的能量而越过带隙并到达导带时，电子可以作为电流自由流动。此外，电子还在价带中留下电子空穴，空穴可以如电流一样自由流动。载流子的产生描述了电子获得能量并从价带移动到导带所经历的过程，产生两种可移动的载流子：电子和空穴；而复合描述了导带电子失去能量并重新占据价带中的电子空穴的能态所经历的过程。在如吸收层的p型半导体材料中，电子不如空穴充足，因此电子被称为少数载流子而空穴被称为多数载流子。反射层由电子亲和力比吸收层的电子亲和力低的半导体材料制成。因此，反射层将朝向反射层流动的电子朝向吸收层抵挡回去，从而使背接触件处的复合最小化。这在2011年10月17日提交的名称为“光伏装置和形成的方法”的第61/547,924号美国临时专利申请中有描述。

在光伏装置的制造过程中，吸收层有时经受氯化镉处理，以改善吸收层的结晶质量(例如，增大颗粒(晶粒)尺寸并消除晶格中的缺陷，包括位于晶界区域处的缺陷)。包括晶界的晶格结构中的缺陷是载流子复合的来源，载流子复合降低了光伏效率。氯化镉处理包括：将可以由碲化镉制成的吸收层暴露于氯化镉，然后将吸收层加热到退火温度。热有助于氯原子优先穿过碲化镉中的晶界区域(即，不同取向的晶粒接触的界面)扩散。氯原子还通过促进重结晶和消除缺陷来提高碲化镉膜的导电性。改善导电性和减少导致复合的缺陷提高了光伏效率。

然而，氯化镉处理具有潜在的缺点。例如，在具有与背接触层相邻的由碲化锌形成的反射层的光伏装置中，碲化锌反射层可以与氯化镉反应以形成氯化锌和碲化镉。氯化镉和碲化锌之间的反应是热力学有利的(即，反应产物的能量比反应物的能量低)。该反应消耗碲化锌，从而腐蚀(损耗)反射层并会导致反射层和背接触层之间的欧姆接触(即，在金属和半导体之间提供电流传导的低电阻结)日益减弱。这样的减弱的欧姆接触会损害所产生的电力向外部装置的传输。

因此，需要通过利用不与碲化锌反射层反应的氯化物化合物处理吸收层来解决该问题。认为，这样的氯化物化合物和碲化锌反射层之间的反应是热力学不利的。因此，碲化锌反射层的腐蚀受到限制。

因此，期望利用替代性的氯化物化合物(它避免上述潜在问题的影响)来处理光伏装置。

附图说明

图1是未完成的光伏装置的剖视图。

图2是根据在此描述的实施例的用于在沉积吸收层过程中进行氯化物处理的沉积炉的示意图。

图3是未完成的光伏装置的剖视图。

图4是根据在此描述的实施例的用于在沉积反射层过程中进行氯化物处理的沉积炉的示意图。

图5是未完成的光伏装置的剖视图。

图6是根据在此描述的实施例的用于在沉积半导体层之后进行氯化物处理的沉积炉的示意图。

图7是根据在此描述的另一实施例的用于在沉积半导体层之后进行氯化物处理的沉积炉的示意图。

图8是根据在此描述的另一实施例的用于在沉积半导体层之后进行氯化物处理的沉积炉的示意图。

图9是根据实施例的完成的光伏装置的剖视图。

图10是根据实施例的完成的光伏装置的剖视图。

图11是示出利用不同的氯化物化合物进行处理对光伏装置效率的影响的图。

具体实施方式