[发明专利]四端子多结薄膜光伏装置和方法

说明书

相关申请的参考

本申请要求于2008年8月28日由发明人HOWARD W.H.LEE提交的题为“FOUR TERMINAL MULTI-JUNCTION THIN FILM PHOTOVOLTAIC DEVICE AND METHOD(四端子多结薄膜光伏装置和方法)”的美国临时专利申请第61/092,732号的优先权，其被共同转让并出于所有目的结合于此以供参考。

关于在联邦政府赞助的研究和开发下作出的发明的权利的声明

不适用

对“序列表”、表格、或在光盘上提交的计算机程序列表附录的参考

不适用

技术领域

本发明总体上涉及光伏材料和制造方法。更具体地，本发明提供了一种用于制造高效率多结薄膜光伏电池的方法和结构。仅通过举例，本发明的方法和材料包括由铜铟二硫化物(铜铟二硫，二硫化铟铜，copper indium disulfide)物质、铜锡硫化物、二硫化铁、或用于多结电池的其它材料制成的吸收剂材料。

背景技术

从一开始，人类就已经应对挑战来寻找利用自然能量的方式。能量来自于例如，以石化产品、水力发电、核能、风、生物质、太阳能的形式，以及更原始的形式，例如，木材和煤。在过去的一个世纪中，现代文明已依赖于作为重要能源的石化能量。石化能量包括天然气和石油。天然气包括更轻的形式，例如，丁烷和丙烷，通常用于加热住宅并用作用于烹饪的燃料。天然气还包括通常用于运输目的的汽油、柴油和喷气燃料。石化产品的更重的形式也可以用来加热某些地方的住宅。不幸地，石化燃料的供应是有限的，并且基于在行星地球上可获得的量基本上是固定的。另外，由于更多的人以增长的量使用石油产品，所以其迅速地变成稀缺资源，其随着时间将最终变得被耗尽。

更近地，已经期望环境上清洁且可再生的能量源。清洁能量源的一个实例是水电力(水力发电)。水电力来自由水坝例如在内华达州的胡佛水坝(Hoover Dam)产生的水流驱动的发电机。所产生的电力用来对在加利福尼亚州洛杉矶市的大部分城市供电。清洁且可再生的能量源还包括风能、波能、生物质能等。也就是说，风车将风能转化成更有用形式的能量，例如电能。清洁能源还有的其它类型包括太阳能。在整个本发明背景并且更具体地在以下内容中可以发现太阳能的具体细节。

太阳能技术通常将来自太阳的电磁辐射转化成其它有用形式的能量。这些其它形式的能量包括热能和电力。对于电力应用，经常使用太阳能电池。虽然太阳能在环境上是清洁的并且已在某种程度上是成功的，但是，在将其广泛应用于全世界之前，仍留下许多限制有待解决。作为一个实例，一种类型的太阳能电池使用来自半导体材料锭的晶体材料。这些晶体材料可以用来制造包括将电磁辐射转化成电力的光伏和光电二极管装置的光电装置。然而，晶体材料经常是昂贵的并且难以大规模制造。另外，由这样的晶体材料制造的装置经常具有较低的能量转换效率。其它类型的太阳能电池使用“薄膜”技术来形成待用于将电磁辐射转化成电力的光敏材料的薄膜。在使用薄膜技术制造太阳能电池时，存在类似的限制。也就是说，效率经常较低。另外，薄膜的可靠性经常较差，并且在传统的环境应用中不能长时间使用。通常，薄膜难以彼此机械地结合。在整个本说明书并且更具体地在以下内容中，可以发现这些传统技术的这些和其它限制。

根据上述可以看出，期望用于制造光伏材料和所得到的装置的改善的技术。

发明内容

根据本发明的实施方式，提供了一种用于形成用于光伏应用的薄膜半导体材料的方法和结构。更具体地，本发明提供了一种用于制造高效率多结薄膜光伏电池的方法和结构。仅通过举例，本发明的方法和材料包括由铜铟二硫化物物质、铜锡硫化物、二硫化铁、或用于多结电池的其它材料制成的吸收剂材料。