[发明专利]用于薄膜光伏器件的层和由其制成的太阳能电池

说明书

技术领域

本发明一般涉及光伏器件领域。具体地讲，本发明涉及用于太阳能电池的层和由其制成的太阳能电池。

背景技术

在世界很多地区太阳能全年都很丰富。遗憾的是，可利用的太阳能一般不能有效地产生电。常规太阳能电池和由这些电池产生的电的成本一般很高。例如，一般太阳能电池达到小于20％转换效率。另外，太阳能电池一般包括在基片上形成的多个层，因此太阳能电池制造一般需要大量处理步骤。因此，大量处理步骤、层、界面和复杂性增加制造这些太阳能电池需要的时间和金钱量。

因此，仍需要低效和复杂太阳能转换器件和制造方法的长期问题的改善解决方法。

发明内容

在一个实施方案中，本发明提供一种光伏器件。所述器件包括层。所述层包含由晶粒间界分隔的许多晶粒，其中晶粒为p型或n型。晶粒间界包含活性掺杂剂。晶粒间界中活性掺杂剂浓度高于晶粒中的有效掺杂剂浓度。

在另一个实施方案中，本发明提供一种光伏器件。所述器件包括吸收层。吸收层包含碲化镉。吸收层包含由晶粒间界分隔的许多晶粒，其中晶粒为p型。晶粒间界包含活性掺杂剂。活性掺杂剂的量足以使晶粒间界为n型。

在另一个实施方案中，本发明提供一种光伏器件。所述器件包括窗层，其中窗层包含硫化镉。窗层包含由晶粒间界分隔的许多晶粒，其中晶粒为n型。晶粒间界包含活性掺杂剂。活性掺杂剂的量足以使晶粒间界为n型，并且与晶粒中n型的有效掺杂剂浓度比较，晶粒间界具有更高n型活性掺杂剂浓度。

在另一个实施方案中，本发明提供一种光伏器件。所述器件包括层，其中层包含由晶粒间界分隔的许多晶粒。晶粒为p型或n型。晶粒间界包含活性掺杂剂。晶粒间界中活性掺杂剂的量足以产生与层中晶粒类型相反类型的晶粒间界。同样，接近层底部区域的晶粒间界中活性掺杂剂的量足以使底部区域中的晶粒间界保持与晶粒类型相似的类型，同时与晶粒中的有效掺杂剂浓度比较，具有更高活性掺杂剂浓度。

在另一个实施方案中，本发明提供一种光伏器件。所述器件包括吸收层，其中吸收层包含碲化镉。吸收层包含由晶粒间界分隔的许多晶粒。晶粒为p型。晶粒间界包含活性掺杂剂。活性掺杂剂的量足以使晶粒间界为n型。同样，接近层底部区域的晶粒间界中活性掺杂剂的量足以使底部区域中的晶粒间界保持p型，同时与晶粒中的有效掺杂剂浓度比较，具有更高活性掺杂剂浓度。

在另一个实施方案中，本发明提供一种方法。所述方法包括提供光伏器件中的层。所述层包含由晶粒间界分隔的许多晶粒。晶粒为p型或n型。晶粒间界包含活性掺杂剂。晶粒间界中活性掺杂剂浓度高于晶粒中的有效掺杂剂浓度。

附图说明

通过阅读以下详述并参考附图，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，其中在全部附图中相似的数字代表相似的元件，其中：

图1显示光伏器件的示意图；

图2显示根据本发明的某些实施方案的光伏器件的层；

图3显示根据本发明的某些实施方案的光伏器件的层；

图4显示根据本发明的某些实施方案的光伏器件的层；

图5显示根据本发明的某些实施方案的光伏器件的层；

图6显示制造本发明的某些实施方案的图2所示光伏器件的层的方法的示意图；并且

图7显示制造本发明的某些实施方案的图5所示光伏器件的层的方法的示意图。

具体实施方式

在本领域已知的碲化镉(CdTe)基太阳能器件一般显示相对较低功率转换效率，这可归因于与物质带隙相关的较低开路电压(V_oc)。这是由于CdTe中的有效载流子浓度太低。传统上，CdTe基器件的性能已由赋予CdTe体性质解释。然而，越来越有迹象表明，器件性能主要由晶粒间界的性质控制，因此，体性质只表现形成太阳能电池的整体薄膜的有效集合值。

本文所述本发明的实施方案解决目前发展水平的所提到缺点。本文所述器件利用掺杂方法满足上述需要，所述掺杂方法允许活性掺杂剂加到晶粒间界，晶粒间界产生具有控制晶粒间界掺杂的层，并因此得到更高V_oc，从而提高器件效率。应理解，这些掺杂层实际在整个薄膜作为微型结(结形成于晶粒间界和晶粒之间)，并且改变如何能够改进这些器件的观念。