具有吸收多層的光伏器件及制造該光伏器件的方法
【專利摘要】描述了一種具有吸收多層（270)的光伏器件(20)以及制造該光伏器件的方法。鄰近于窗口層(130)形成的吸收多層（270)可包括包含第一摻雜劑的摻雜的第一硫化鎘層（142)和本征的第二碲化鎘層（144)。吸收多層還可至少包括鄰近于背接觸件（150)形成的第三碲化鎘層（146)。至少第三碲化鎘層（146)可包括摻雜的或本征的碲化鎘。
【專利說明】具有吸收多層的光伏器件及制造該光伏器件的方法
[0001] 要求優(yōu)先權(quán)
[0002] 本申請要求按照35U.S.C. §119(e)于2012年1月17日提交的序列號為第 61/587, 171號的臨時美國專利申請的優(yōu)先權(quán)，所述臨時美國專利申請通過引用全部包含于 此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 公開的實施例涉及光伏器件及其制造方法的領(lǐng)域，所述光伏器件包括光伏電池和 包含多個電池的光伏模塊。

【背景技術(shù)】
[0004] 諸如光伏模塊或電池的光伏器件可使用多種半導(dǎo)體材料作為基本層以產(chǎn)生電流。 這些基本層可包括η型半導(dǎo)體窗口層（例如，硫化鎘）和P型半導(dǎo)體吸收層（例如，碲化 鎘）。當(dāng)光子穿過η型窗口層并在ρ型吸收層內(nèi)被吸收時，產(chǎn)生電子空穴對。η型窗口層和 Ρ型吸收層的界面建立使這樣的電子空穴對分離的電場以產(chǎn)生電流。
[0005] 光轉(zhuǎn)換效率是光伏器件轉(zhuǎn)換成電流的入射光子的比例。各種損耗機(jī)制可潛在地使 光轉(zhuǎn)換效率減小。例如，被吸收在窗口層內(nèi)的光子不能被轉(zhuǎn)換成電流。另外，電子可通過被 稱為復(fù)合的過程損耗，其中當(dāng)這樣的電子從導(dǎo)帶落回到被稱為空穴的在價帶中的空狀態(tài)中 或電子可存在的在價帶中的位置時，將另外產(chǎn)生電流的在導(dǎo)帶中的受激電子被損耗。
[0006] 減輕復(fù)合來提高光伏器件的光轉(zhuǎn)換效率。帶隙是在價帶中的電子軌道和在導(dǎo)帶中 的電子軌道之間的能量差。這個差是將電子激發(fā)到導(dǎo)帶以產(chǎn)生能夠有助于電流在光伏器件 中的流動的移動的電荷載流子所需要的電磁能的量。具有寬帶隙的物質(zhì)通常是絕緣體，而 具有較窄的帶隙的物質(zhì)通常是半導(dǎo)體。如果電子不再在導(dǎo)帶中，則將不再有助于電流流動。 因此，潛在的復(fù)合妨礙電流在器件中的流動。通常地，鄰近可與Ρ型吸收層連接的背接觸件 的更寬的帶隙可幫助抵制電子遠(yuǎn)離背接觸件以避免復(fù)合。
[0007] 為使光伏器件的光轉(zhuǎn)換效率最大化，期望的是使在窗口層內(nèi)的光子吸收最小化并 減輕復(fù)合。一種使用吸收層來減輕這種潛在的損耗機(jī)制并提升光轉(zhuǎn)換效率的方法是特別期 望的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1是傳統(tǒng)的光伏器件的剖視圖。
[0009] 圖2Α是根據(jù)第一實施例的光伏器件在形成碲化鎘多層之后的處理階段時的剖視 圖。
[0010] 圖2Β是圖2Α的光伏器件在圖2Α的處理階段之后的處理階段時的剖視圖。
[0011] 圖3Α是根據(jù)第二實施例的光伏器件在碲化鎘多層的形成之后的處理階段時的剖 視圖。
[0012] 圖3Β是圖3Α的光伏器件在圖3Α的處理階段之后的處理階段時的剖視圖。
[0013] 圖4A是根據(jù)第三實施例的光伏器件在形成碲化鎘多層之后的處理階段時的剖視 圖。
[0014] 圖4B是圖4A的光伏器件在圖4A的處理階段之后的處理階段時的剖視圖。
[0015] 圖5A是根據(jù)第四實施例的光伏器件在形成碲化鎘多層之后的處理階段時的剖視 圖。
[0016] 圖5B是圖5A的光伏器件在圖5A的處理階段之后的處理階段時的剖視圖。
[0017] 圖6A是根據(jù)第五實施例的光伏器件在形成碲化鎘多層之后的處理階段時的剖視 圖。
[0018] 圖6B是圖6A的光伏器件在圖6A的處理階段之后的處理階段時的剖視圖。
[0019] 圖7是用于具有碲化鎘多層的光伏器件的制造工藝的示意圖。

【具體實施方式】
[0020] 在下面的詳細(xì)描述中，參考構(gòu)成其一部分的附圖，在附圖中通過舉例說明示出了 可實踐的具體實施例。這些實施例被足夠詳細(xì)地描述以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造并使用 它們，且將理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對公開的具體實施例作出 結(jié)構(gòu)、邏輯或程序上的改變。
[0021] 在此描述的實施例提供具有多層的基本層的光伏器件以及制造該光伏器件的方 法。多層的基本層可減輕光子吸收并通過復(fù)合減輕使在光伏器件內(nèi)的光轉(zhuǎn)化效率最大化。 在公開的實施例中，使用的多層的基本層是吸收層。多層的吸收層（或吸收多層）至少包 括摻雜的第一碲化鎘層和本征的（即，在形成時基本上無摻雜劑材料）第二碲化鎘層。注 意的是，雖然在此描述的實施例包括具有摻雜的碲化鎘第一層和本征的碲化鎘第二層的多 層的吸收層，但本發(fā)明不因此受限制?？杀挥糜跍p輕光子吸收并使光轉(zhuǎn)換效率最大化的任 何方法也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，如下所述，多于一個的摻雜的吸收層可與本征的吸收層 結(jié)合使用。因此，具有摻雜的第一碲化鎘層和本征的第二碲化鎘層的多層的吸收層的使用 只是為了舉例的目的。
[0022] 參照圖1，通過示例的方式，可以在例如鈉鈣玻璃或其他適合的玻璃或材料的基板 100上以堆疊方式順序地形成傳統(tǒng)的光伏器件10。因為基板100是不導(dǎo)電的，所以器件10 可包括前接觸件120,該前接觸件可包括具有若干功能層的多層的透明導(dǎo)電氧化物（TC0) 堆疊件，例如，這些功能層包括用于保護(hù)半導(dǎo)體層免受來自基板100的潛在的污染物影響 的阻擋層112、用于提供高的光透射率和低的電阻的TC0層114以及用于減輕在半導(dǎo)體層的 隨后的形成期間的潛在的不規(guī)則的緩沖層116。阻擋層112可包括例如二氧化硅。TC0層 114可包括例如錫酸鎘或氧化鎘錫的任何適合的透明導(dǎo)電氧化物。緩沖層116可包括例如 氧化錫（例如，二氧化錫）、氧化鋅錫、氧化鋅或氧化鋅鎂的各種適合的材料。
[0023] 半導(dǎo)體層可包括形成在前接觸件120上的諸如硫化鎘層的η型半導(dǎo)體窗口層130 和形成在半導(dǎo)體窗口層130上的諸如締化鎘層的ρ型半導(dǎo)體吸收層140。窗口層130可使 得太陽能穿透到吸收層140,光子能量在吸收層140處被轉(zhuǎn)換成電能。背接觸件150形成 在吸收層140上方。背接觸件150可為提供低電阻歐姆接觸的例如鑰、鋁、銅、銀、金或它們 的任何組合的一個或更多個高導(dǎo)電材料。前接觸件120和背接觸件150可用作電極以將光 電流傳輸遠(yuǎn)離器件10。可為玻璃的背支撐件160形成在背接觸件150上方以保護(hù)器件10 免收外部危害的影響。每層可繼而包括多于一個的層或膜。另外，每層可覆蓋器件的全部 或一部分和/或?qū)踊蛟趯酉路降幕宓娜炕蛞徊糠?。例如?層"可包括接觸表面的全部 或一部分的任何量的任何材料。應(yīng)該注意和理解的是，任何上述的層可包括多個層，并且 "在……上"或"到……上"不意味"直接在……上"，從而在一些實施例中，一個或更多個另 外的層可置于描繪的層之間。
[0024] 由窗口層130吸收的光子不能由吸收層140吸收，吸收層140降低器件10的光轉(zhuǎn) 換效率。例如，一種減輕在窗口層130內(nèi)的光吸收的方法是在沉積時減小其厚度。然而，這 有缺點。例如，小于300埃（通常厚度范圍從300埃至750埃）的窗口層厚度太薄以至于窗 口層130可在其中具有不連續(xù)性。例如，窗口層130可提供對前接觸件120的僅大約30% 至大約70%的覆蓋。前接觸件120的這樣有限的覆蓋導(dǎo)致窗口層130和吸收層140之間的 間斷的和減少的接觸，這會破壞形成在P型吸收層140和η型窗口層130的界面處或附近 的ρ-η結(jié)內(nèi)的局部的、內(nèi)建的電場。當(dāng)ρ-η結(jié)被破壞時，不均勻的、不可預(yù)知的跨過ρ-η結(jié) 的元素擴(kuò)散可發(fā)生，這增大了器件10的電性能被削弱的風(fēng)險。目前的前接觸件120形成工 藝可產(chǎn)生具有可有助于在其上沉積的窗口層130中的不連續(xù)性的增大的風(fēng)險的表面粗糙 度的前接觸件120。雖然緩沖層116可使該粗糙的一些平滑，但當(dāng)使用薄的窗口層130時會 不足。
[0025] 圖2Α示出在代替吸收層140 (圖1)的碲化鎘吸收多層270形成之后的處理階段 時的光伏器件20的第一實施例的剖視圖。參照圖2Α，例如，窗口層130被形成且它的厚度 在原位被控制為大于300埃，而不是例如沉積比300埃薄的窗口層。使窗口層的厚度為至 少300埃大大地使在前接觸件120上的窗口層的不連續(xù)的可能性最小化。
[0026] 碲化鎘多層270包括摻雜的第一碲化鎘層142和本征的第二碲化鎘層144?？赏?過例如圖7所示以及下面討論的氣相輸運沉積來形成碲化鎘多層270。
[0027] 摻雜的第一碲化鎘層142可包括諸如銣或硅的第一摻雜劑。更具體地，第一摻雜 劑可包括例如鋰、鈉、鉀、銣、銫的Ι-A族摻雜劑材料，例如銅、銀、金的Ι-Β族摻雜劑材料，例 如氮、磷、砷、銻、鉍的V-A族摻雜劑材料，例如硅、鍺、錫的IV-A族摻雜劑材料和/或上述摻 雜劑材料的含氯化合物?？蓡为毜鼗蛞越M合方式使用上述的摻雜劑材料。摻雜劑材料是指 可改變半導(dǎo)體層130、270的物理和/或電學(xué)性能的材料。摻雜的第一碲化鎘層142和本征 的第二締化鎘層144各自可具有大于lnm、大于10nm、大于20nm、大于1 μ m、大于5 μ m或小 于10 μ m的厚度。
[0028] 可在使用任何適合的摻雜技術(shù)的沉積之前、期間或之后將第一摻雜劑包含到摻雜 的第一碲化鎘層142中。例如，可由將與諸如碲化鎘的將被沉積的材料、載氣或諸如碲化 鎘-娃粉末的直接摻雜的粉末結(jié)合的引入的第一摻雜劑粉末來提供第一摻雜劑?？蛇x擇 地，可通過來自器件20的另一層的擴(kuò)散來提供第一摻雜劑。例如，在一個吸收層內(nèi)的諸如 銣的摻雜劑材料可擴(kuò)散到另一吸收層中。在摻雜的第一碲化鎘層142中的第一摻雜劑濃度 可為大約ΚΓ 7重量％至大約10重量％、大約10重量4%至大約ΚΓ3重量％、大約ΚΓ3重 量％至大約0. 1重量％或大約0. 1重量％至大約1重量％。根據(jù)第一摻雜劑包含到摻雜的 第一碲化鎘層142中的比率，任何合適的量的第一摻雜劑可被引入到沉積環(huán)境中，以實現(xiàn) 例如大于lOOppm、大于250ppm、大于400ppm或小于500ppm的這些濃度范圍。
[0029] 在碲化鎘多層270的形成之后，可在施加諸如在圖1中的背接觸件150的背接觸 件之前執(zhí)行一個或更多個熱處理步驟。例如，熱處理需要使用例如氯化鎘的含氯化合物在 大約380°C和大約800°C之間、在大約450°C和大約800°C之間或在大約380°C和大約450°C 之間將鍍覆半導(dǎo)體的基板熱處理大約20分鐘?？赏ㄟ^各種技術(shù)諸如通過溶液噴射、蒸氣或 霧化的霧來涂敷氯化鎘。氯化鎘優(yōu)先地擴(kuò)散通過本征的第二碲化鎘層144和摻雜的第一碲 化鎘層142的晶界區(qū)域或不同取向的晶?；蛭⒕Ы佑|的界面。晶界區(qū)域通常包含可降低導(dǎo) 電性的缺陷或其他雜質(zhì)或已經(jīng)被從它們的最初的晶格格位破壞的原子。這個工藝被稱為修 復(fù)或消除在層144、142內(nèi)的晶界缺陷或瑕疵。在熱處理期間，會發(fā)生再結(jié)晶，由此使碲化鎘 晶粒增大并使在多層270內(nèi)的更均勻的摻雜分布成為可能。在通過熱處理來修復(fù)層144、 142之后，例如電子和空穴的光子產(chǎn)生的載流子更可移動且因此更容易被收集。
[0030] 圖2B示出在完成碲化鎘多層270的工藝之后的器件20。例如玻璃的背接觸件150 和背支撐件160依次被施加在碲化鎘多層270上。背接觸件150可包括一種或更多種高導(dǎo) 電材料。例如，背接觸件150可包括鑰、鋁、銅、銀、金或它們的任何組合。
[0031] 圖3A示出本發(fā)明的第二實施例。在圖3A中，描繪了具有與圖2A的多層270相似 的碲化鎘多層370的光伏器件30。然而，在本實施例的碲化鎘多層370中，本征的第二碲化 鎘層144形成在窗口層130和摻雜的第一締化鎘層142之間。
[0032] 出于若干原因，圖2A和圖3A中的光伏器件20、30可表現(xiàn)出提高的光轉(zhuǎn)換效率。第 一，在熱處理期間，第一摻雜劑在窗口層130內(nèi)、在吸收多層270內(nèi)以及在窗口層130和吸 收多層270之間的界面處形成具有低熔點（例如低于大約450°C的熱處理溫度的溫度）的 中間化合物。中間化合物在熱處理期間熔化。這樣的化合物能夠在原位控制窗口層130的 厚度，因為化合物導(dǎo)致窗口層130熔化或變薄，但仍然使得窗口層130保持連續(xù)并符合前接 觸件120。通過相對于窗口層130的摻雜的第一碲化鎘層142的設(shè)置以及通過在吸收多層 270中的第一摻雜劑的濃度來運用該控制。這樣的控制減小窗口層130的厚度，從而減輕其 中的光子的吸收。
[0033] 第二，因為本征的第二碲化鎘層144用作在窗口層130和摻雜的第一碲化鎘層142 之間的擴(kuò)散阻擋件，所以圖3A的實施例提供了對窗口層130的厚度的更大的原位控制。因 此，例如銣或硅的第一摻雜劑必須擴(kuò)散通過本征的第二碲化鎘層144以到達(dá)硫化鎘窗口層 130并與硫化鎘窗口層130反應(yīng)來形成上述的中間化合物。因此，窗口層130更慢地熔化。 該延遲可提供更寬的溫度工藝窗口和增大的處理彈性。例如，在中間化合物形成并引起窗 口層130熔化之前，熱處理可在更高的溫度發(fā)生。因此，提供減輕其中的光子的吸收的窗口 層130的薄化仍然發(fā)生，但它以允許在處理期間的更彈性的溫度窗口的延遲的方式發(fā)生。
[0034] 第三，繼續(xù)參照圖3A的實施例，除了使第一摻雜劑擴(kuò)散到窗口層130中緩慢之外， 由于相似的原因，本征的第二碲化鎘層144也可防止在摻雜的第一碲化鎘層142外部的第 一摻雜劑的過度的初始擴(kuò)散，因此提供在摻雜的第一碲化鎘層142內(nèi)的至少暫時的第一摻 雜劑濃度控制。高摻雜劑濃度可增大在多層370和窗口層130的界面處或附近跨過p-n結(jié) 的例如電子、空穴的載流子濃度，這可引起增大的光轉(zhuǎn)換效率。
[0035] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，在熱處理之后，碲化鎘多層270、370已經(jīng)具有更好的晶粒結(jié)構(gòu)和 表面粗糙度。例如，均包括具有第一摻雜劑娃的摻雜的第一締化鎘層142的締化鎘多層 270、370被證明與傳統(tǒng)的p型吸收層140(圖1)相比具有更低的標(biāo)準(zhǔn)偏差的表面粗糙度。
[0036] 圖3B示出在完成碲化鎘多層370的處理之后的器件30。依次被施加在多層370 上方的背接觸件150和背支撐件160與在圖2B的實施例中的這樣的層相同。
[0037] 圖4A示出具有碲化鎘多層470的光伏器件40的第三實施例。如相對于圖2A所 述，在摻雜的第一碲化鎘層142上方形成本征的第二碲化鎘層144之后，至少一個摻雜的第 三碲化鎘層146被形成在本征的第二碲化鎘層144上方。例如，可通過如在圖7中示出以 及在下面討論的氣相輸運沉積來形成碲化鎘多層470。所述的至少一個摻雜的第三碲化鎘 層146可具有例如大于lnm、大于10nm、大于20nm、大于1 μ m、大于5 μ m或小于10 μ m的任 何合適的厚度。例如，所述的至少一個摻雜的第三碲化鎘層146可包括諸如銅、銀、金、氮、 磷、砷、銻、鉍、氧的I-B族、V-A族或VI-A族摻雜劑材料和/或上述摻雜劑材料的含氯化合 物的第二摻雜劑。如下更詳細(xì)地討論的，因為例如銅的第二摻雜劑使在碲化鎘多層470和 背接觸件150之間的接觸電阻（即，由電引線和電連接引起的材料電阻）最小化并減輕在 背接觸件150處或附近的電子復(fù)合，所以第二摻雜劑可與第一摻雜劑不同。第二摻雜劑也 可與在摻雜的第一碲化鎘層142中使用的第一摻雜劑相同或可包括第一摻雜劑。可使用諸 如相對于第一摻雜劑（圖2A)描述的摻雜技術(shù)的任何適合的摻雜技術(shù)來將第二摻雜劑包含 到所述至少一個摻雜的第三碲化鎘層146。在所述至少一個摻雜的第三碲化鎘層146內(nèi)的 第二摻雜劑的濃度可為ΚΓ 7重量％至大約10重量％、大約ΚΓ5重量％至大約ΚΓ3重量％、 大約ΚΓ 3重量％至大約0. 1重量％或大約0. 1重量％至大約1重量％。
[0038] 圖4B示出在完成碲化鎘多層470的處理之后的器件40。依次被施加在碲化鎘多 層470上的背接觸件150和背支撐件160與在圖2B的實施例中的這樣的層相同。
[0039] 圖5A示出光伏器件50的第四實施例，其中在圖4A中的摻雜的第一碲化鎘層142 和本征的第二碲化鎘層144的順序可被顛倒以形成碲化鎘多層570。如相對于圖3A所述， 在摻雜的第一碲化鎘層142的形成之后，至少一個摻雜的第三碲化鎘層146形成在摻雜的 第一碲化鎘層142上。上面討論的第二實施例（圖3A和圖3B)和第三實施例（圖4A和圖 4B)的優(yōu)點適用于第四實施例。
[0040] 圖5B示出在完成碲化鎘多層570的處理之后的器件50。依次被施加在碲化鎘多 層570上的背接觸件150和背支撐件160與在圖2B的實施例中的這樣的層相同。
[0041] 具有碲化鎘多層470、570的光伏器件40、50顯出若干優(yōu)點。將第二摻雜劑包含到 所述的至少一個摻雜的第三碲化鎘層146使與背接觸件150鄰近的帶隙變寬，這繼而減輕 在背接觸件150處及附近的電子復(fù)合。當(dāng)光子在多層470、570內(nèi)被吸收時，通過在形成在 多層470、570和窗口層130的界面處或附近的p-n結(jié)的電場來分離在多層470、570中產(chǎn)生 的電子空穴對。這造成電子朝著該界面流動。然而，一些電子仍然可朝著它們可與空穴結(jié) 合的背接觸件150擴(kuò)散。使用第二摻雜劑處理的所述至少一個摻雜的第三碲化鎘層146使 靠近背接觸件150的帶隙彎曲（S卩，變寬）以有效地抵制電子朝著背接觸件150的擴(kuò)散，因 此防止電子復(fù)合并增大光轉(zhuǎn)換效率。另外，與傳統(tǒng)的吸收層140(圖1)相比，在所述至少一 個摻雜的第三碲化鎘層146內(nèi)的第二摻雜劑引起在多層470、570和背接觸件150之間的減 小的接觸電阻。
[0042] 圖6A示出具有碲化鎘多層670的光伏器件60的第五實施例，除了與本征的碲化 鎘層144相似的至少一個本征的第三碲化鎘層148基本上無摻雜劑材料之外，碲化鎘多層 670與在圖5A中的碲化鎘多層570相似。在兩個本征的碲化鎘層（即，144和148)之間形 成摻雜的第一碲化鎘層142具有優(yōu)點。首先，如相對于圖3A的上面討論的，層144、142的 順序提供了減輕在窗口層130內(nèi)的光子吸收的窗口層130的延遲的或可控的熔化并且還提 供更寬的工藝窗口，或使得窗口層130對在高的處理溫度下的熔化較不敏感。另外，本征的 層144、148用作雙重的擴(kuò)散阻擋使得層144、148包含在摻雜的第一碲化鎘層142內(nèi)的期望 量的第一摻雜劑并防止向上和向下對背接觸件150和前接觸件120的相互擴(kuò)散，因此提供 在多層670內(nèi)的摻雜劑濃度控制。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，在相對于圖2A的上述的濃度范圍（其可 通過層144、148的阻擋功能的協(xié)助來更好地達(dá)到和維持）內(nèi)的例如銣或硅的第一摻雜劑可 增大在窗口層130和多層670中的自由電荷載流子濃度，這增強了電流的流動并提高了器 件60的整體電性能。
[0043] 圖6B示出在完成碲化鎘多層670的處理之后的器件60。依次被施加在碲化鎘多 層670上的背接觸件150和背支撐件160與在圖2B的實施例中的這樣的層相同。
[0044] 通常，可使用如圖7所示的沉積系統(tǒng)70來形成窗口層130和各個碲化鎘多層270、 370、470、570、670的制造。圖7示出用于處理器件20、30、40、50、60的沉積系統(tǒng)70,沉積系 統(tǒng)70包括沉積站302、312、322、332、342,每個沉積站可包括其自己的室?？蛇x擇地，單個室 可將沉積站302、312、322、332、342容納在描繪的區(qū)域中，其中可在改變條件的情況下沉積 不同的材料?？筛鶕?jù)在公開的實施例中描述的順序以不同的站或以相同的站在分別指定的 沉積站302、312、322、332、342中順序地形成器件20、30、40、50、60的每層。
[0045] 沉積站302、312、322、332、342可被加熱以達(dá)到在大約4501：至大約8001：的范圍 中的處理溫度并且可分別包括連接到沉積蒸氣供應(yīng)器的沉積分配器。沉積系統(tǒng)70可包括 傳送器34,例如用于將基板100傳送通過沉積站302、312、322、332、342的滾輪傳送帶。傳 送器沿傳輸路徑傳輸例如鈉鈣玻璃的基板100并進(jìn)入用于在基板100的暴露的表面32上 順序地沉積材料的層的一系列的沉積站302、312、322、332、342。各個站302、312、322、332、 342可具有其自己的蒸氣分配器和供應(yīng)器。分配器可為具有變化的噴嘴幾何結(jié)構(gòu)的一個或 更多個蒸氣噴嘴36的形式，以實現(xiàn)蒸氣供應(yīng)的均勻分布。
[0046] 通過示例的方式，參照圖4A和圖7，可分別在沉積站302、312、322、332中順序地形 成窗口層130、摻雜的第一碲化鎘層142、本征的第二碲化鎘層144以及至少一個摻雜的第 三碲化鎘層146。
[0047] 還應(yīng)該理解的是，在圖2A、圖2B、圖3A、圖3B、圖4A、圖4B、圖5A、圖5B、圖6A、圖 6B和圖7中描繪的基板100可包括一個或更多個層，并且可包括任何適合的基板和基體材 料。因此，在此討論的和描繪的沉積系統(tǒng)70可為用于制造光伏器件的更大系統(tǒng)的一部分。 例如，在遇到沉積系統(tǒng)70之前或之后，基板100可經(jīng)歷各種其他沉積和/或處理步驟，以形 成如圖2A、圖2B、圖3A、圖3B、圖4A、圖4B、圖5A、圖5B、圖6A、圖6B和圖7所示的各種層。
[0048] 雖然氣相輸運沉積可被使用以形成窗口層140和碲化鎘多層270、370、470、570、 670,但這不是限制性的?？墒褂美绱髿鈮夯瘜W(xué)氣相沉積、濺射、原子層外延、激光燒蝕、物 理氣相沉積、近距離升華、電沉積、絲網(wǎng)印刷、噴涂或金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的其他適合的 沉積技術(shù)。
[0049] 通過舉例說明和示例的方式提供上面描述的實施例。應(yīng)該理解的是，上面提供的 示例可在某些方面改變并仍然保留在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。應(yīng)該理解的是，盡管參照上面的 示例實施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但其他實施例在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。還應(yīng)該理解的是，附圖 未必是按比例繪制的，以呈現(xiàn)本發(fā)明的各種特征和基本原理的略簡化的表示。
【權(quán)利要求】
1. 一種光伏器件，所述光伏器件包括： 窗口層； 背接觸件，形成在窗口層上方；以及 吸收多層，形成在窗口層和背接觸件之間，吸收多層包括： 摻雜的第一碲化鎘層，包含第一摻雜劑；以及 本征的第二碲化鎘層。
2. 如權(quán)利要求1所述的光伏器件，其中，摻雜的第一締化鎘層形成在窗口層和本征的 第二碲化鎘層之間。
3. 如權(quán)利要求1所述的光伏器件，其中，本征的第二碲化鎘層形成在窗口層和摻雜的 第一締化鎘層之間。
4. 如權(quán)利要求1所述的光伏器件，其中，第一摻雜劑包括從由鋰、鈉、鉀、銣、硅、鍺、錫、 銅、銀、金、氮、磷、砷、銻、鉍以及它們的含氯化合物組成的組中選擇的材料。
5. 如權(quán)利要求4所述的光伏器件，其中，第一摻雜劑包括銣或娃。
6. 如權(quán)利要求1所述的光伏器件，吸收多層還包括： 至少一個第三碲化鎘層。
7. 如權(quán)利要求6所述的光伏器件，其中，所述至少一個第三碲化鎘層形成在背接觸件 和摻雜的第一締化鎘層之間。
8. 如權(quán)利要求6所述的光伏器件，其中，所述至少一個第三碲化鎘層形成在背接觸件 和本征的第二碲化鎘層之間。
9. 如權(quán)利要求6所述的光伏器件，其中，所述至少一個第三碲化鎘層包含第二摻雜劑。
10. 如權(quán)利要求6所述的光伏器件，其中，所述至少一個第三碲化鎘層包括本征的碲化 鋪。
11. 如權(quán)利要求9所述的光伏器件，其中，第二摻雜劑包括從由銅、銀、金、氮、磷、砷、 銻、鉍、氧以及它們的含氯化合物組成的組中選擇的材料。
12. 如權(quán)利要求11所述的光伏器件，其中，第二摻雜劑包括銅。
13. -種形成光伏器件的方法，所述方法包括： 在基板上方形成窗口層； 在窗口層上方形成吸收多層，吸收多層包括： 摻雜的第一碲化鎘層，包含第一摻雜劑；以及 本征的第二碲化鎘層。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，在窗口層上方形成吸收多層的步驟還包括形成 至少一個第三碲化鎘層。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述至少一個第三碲化鎘層形成在背接觸件和 摻雜的第一碲化鎘層之間。
16. 如權(quán)利要求13所述的方法，所述方法還包括：在有氯化鎘的存在下在大約380°C和 大約800°C之間的溫度下加熱吸收多層。
17. 如權(quán)利要求13所述的方法，所述方法還包括：加熱光伏器件，以提供窗口層的厚度 的原位控制。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，加熱步驟包括在大約450°C和大約800°C之間的 溫度下加熱光伏器件。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，窗口層包括硫化鎘，其中，加熱步驟還包括： 使第一摻雜劑與硫化鎘反應(yīng)；以及 將窗口層厚度控制為大于大約300埃。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中，加熱步驟還包括： 形成具有低于大約450°C的熔點的中間化合物。
【文檔編號】H01L31/073GK104221165SQ201380005760
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月17日
【發(fā)明者】金昌明, 彭希林, 里克·C·鮑威爾, 喬志林·亞倫, 熊剛 申請人:第一太陽能有限公司, 金昌明, 彭希林, 里克·C·鮑威爾, 喬志林·亞倫, 熊剛