[发明专利]用于光伏电池的后接触基板

说明书

技术领域

本发明涉及光伏电池的领域，更特别地涉及用于制造薄层光伏电池的钼基导体基板的领域。

背景技术

事实上，以已知方式，称为第二代的某些薄层光伏电池使用基于钼的后接触基板，所述后接触基板涂覆有吸收剂（即光敏材料）层，所述吸收剂通常由铜Cu、铟In和硒Se和/或硫S的黄铜矿制成。它可以例如涉及CuInSe₂类型的材料。该类型的材料在缩写CIS下已知。它还可以涉及CIGS，即此外并入了镓的材料，又或Cu₂(Zn,Sn)(S,Se)₄（即，CZTS）类型的材料，其使用锌和/或锡而不是铟和/或镓。第三类型的材料基于碲化镉（CdTe）和硫化镉（CdS）。

对于该类型的应用，电极最经常是基于钼（Mo），因为该材料呈现一定数目的优点。

它是良好的电导体（大约为10μΩ.cm的相对低的电阻率）。

它可以承受必要的高热处理，因为它具有高熔点（2610℃）。

它在某种程度上耐抗硒和硫。吸收剂层的沉积最经常地施加与包含倾向于损坏大部分金属的硒或硫的气氛接触。钼尤其与硒或硫反应，形成MoSe₂、MoS₂或Mo(S,Se)₂，但是保持其性质、尤其是电气性质中的最主要部分，并且保持与例如CIS、CIGS、CZTS或CdTe层的适当电接触。

最后，它是一种CIS、CIGS、CZTS或CdTe类型的层在其上粘附得很好的材料，钼甚至倾向于促进晶体生长。

然而，在考虑工业生产时，钼呈现重大缺点：它是昂贵的材料。事实上，钼层通常通过（磁场辅助的）阴极溅射来沉积。然而，钼靶是昂贵的。因为需要相对厚的Mo层、通常大约为400nm至1微米以便获得所期望的导电性水平（在包含S或Se的气氛中的处理之后，小于或等于2Ω/□、并且优选地小于或等于1或甚至0.5Ω/□的方块电阻），这更加不可忽视。

法国圣戈班玻璃的专利申请WO-A-02/065554教导了预备一种相对薄的钼层（小于500nm）并且在基板和基于钼的层之间预备一个或多个不可渗透碱的层，以使得在后续的热处理期间保留基于钼的薄层的品质。

然而，该类型的后接触基板仍然是相对昂贵的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的、制造成本相对低的钼基后接触基板。

为此，本发明的目的尤其在于一种用于光伏电池的后接触基板，其包括载体基板和包含金属主层的电极涂层，所述电极涂层呈现穿过所述金属主层的至少一个蚀刻沟槽，其中所述后接触基板包括对硒化的屏障包裹层，所述对硒化的屏障包裹层在所述蚀刻沟槽的内部覆盖金属主层的侧边。

这样的后接触基板呈现这样的优点：即，使得能够利用较小厚度的钼而获得与其电极涂层由单个钼层构成的后接触基板的方块电阻等效的方块电阻。

经证实，钝化层可以由此防止金属主层在其整个表面上从P1沟槽开始的硒化，其中包括在对于硒化特别敏感的铜基金属主层的情况下。

在主层之上和在上部金属层之下的对硒化的屏障层的存在还使得能够通过上部层（例如，如果其厚度在10和50nm之间）的全部的变换而确保金属二硒化物和/或二硫化物（例如Mo(S,Se)₂）的存在和量，而同时确保其导电性质得以保留的金属主层的存在和均匀厚度。

在硒化和/或硫化之后由上部层所形成的欧姆接触层的均匀性还有益于太阳能电池的效率。

根据特定的实施例，后接触基板包括单独地或根据所有技术上可能的组合而取的以下特性中的一个或多个：

-形成在载体基板上的电极涂层；

-形成在载体基板上的金属主层；

-电极涂层包括在金属主层上所形成的对硒化的屏障覆盖层；

-所述对硒化的屏障包裹层基于选自钛、钼、锆、或钽之中的金属的至少一种金属氮氧化物或至少一种氮化物，以及氧含量为x=O/(O+N)，其中x=0或0＜x＜1，优选地0.05＜x＜0.95，优选地0.1＜x＜0.9；

-所述对硒化的屏障包裹层是基于钼的化合物，其具有高的氧和/或氮含量；

-所述对硒化的屏障包裹层具有被包括在20μOhm.cm和50μOhm.cm之间的电阻率；

-基板在金属主层上包括基于金属M的上部金属层，其能够在硫化和/或硒化之后形成与光敏半导体材料的欧姆接触层，其中可能插入了其它层，尤其是插入了形成在金属主层上的对硒化的屏障覆盖层；