[发明专利]包含镁掺杂半导体薄膜的光伏器件

说明书

本申请要求2008年7月24日提交的第61/083,325号美国临时专利申请 的优先权，该申请通过引用包含于此。

技术领域

本发明涉及一种光伏电池。

背景技术

在光伏器件的制造过程中，将一层用为窗口层并且第二层用为吸收层而 将半导体材料层应用到基板。窗口层可以允许太阳能穿透至吸收层，在吸收 层光能转化为电能。一些光伏器件可以使用同样是电荷导体的透明薄膜。导 电薄膜可以是诸如掺氟氧化锡、掺铝氧化锌或氧化铟锡的透明导电氧化物 (TCO)。TCO可以允许光穿过基板窗口至有源光吸收材料，并且还起到欧 姆接触的作用来传送光生载流子离开光吸收材料。可以在半导体层的背表面 上形成背电极。背电极可以包括诸如金属银、镍、铜、铝、钛、钯或任何它 们实际的组合的导电材料，以提供与半导体层的电连接。背电极可以是半导 体材料。掺杂半导体层可以提高光伏器件的效率。

发明内容

通常，光伏电池可以包括透明导电层和与透明导电层接触的第一半导体 层，其中，第一半导体层包含镁。在特定的情况下，基板可以是玻璃基板。 在其他情况下，基板可以是金属层。

第一半导体层可以包含CdS。第一半导体层的厚度可以在大约200埃 -3000埃之间。第一半导体层可以包含1％-20％的镁。在某些情况下，透明导 电层可以设置在基板上方。在某些情况下，透明导电层可以设置在第一半导 体层上方。在某些情况下，光伏电池还可以包括与第一半导体层接触的第二 半导体层。该第二半导体层可以包含CdTe。该第二半导体层可以包含氯化镉 处理的CdTe。

制造光伏电池的方法可以包括提供透明导电层以及沉积与透明导电层接 触的第一半导体层的步骤，其中，第一半导体层用镁处理。可以用氯化镉来 处理第二半导体层。可以在大约380℃-450℃用热来处理第二半导体层。

用于产生电能的系统可以包括：透明导电层；与透明导电层接触的第一 半导体层，用镁处理；第一电连接，连接到透明导电层；第二电连接，连接 到与第二半导体层相邻的背金属电极。第一半导体层可以包含CdS。第一半 导体层可以包含1％-20％的镁。在某些情况下，可以将透明导电层设置在基 板上方。在某些情况下，可以将透明导电层设置在第一半导体层上方。在某 些情况下，光伏电池还可以包括与第一半导体层接触的第二半导体层。该第 二半导体层可以包含CdTe。该第二半导体层可以包含氯化镉处理的CdTe。

附图说明

图1是具有多层的基板的示意图。

图2是具有多层的基板的示意图。

图3是具有多层的基板的示意图。

图4是示出Mg浓度增加的效果的图表。

图5是示出CdCl₂处理温度的效果的图表。

具体实施方式

光伏电池可以包括在基板的表面上的透明导电层以及包含镁的第一半导 体层。通常，用镁处理使得更薄的半导体层得以使用，热处理条件越强，器 件的性能改善得越多。

参照图1，光伏电池可以包括第一半导体层100，第一半导体层100可以 包含例如CdS。可以用镁101来处理第一半导体层(例如CdS层)。CdS层可 以包括例如1％-20％的镁。可选择地，还可以加入另一掺杂剂102来处理第 一半导体层。透明导电层可以包含透明导电氧化物(TCO)。镁或其他掺杂剂 可以由诸如载气的气源或者通过从基板130、TCO120本身或者TCO上的表 面层140扩散来供应。第二半导体层150可以沉积在第一半导体层上方。第 二半导体层可以包含例如CdTe。