[发明专利]用于薄膜光伏的层和由此制造的太阳能电池

说明书

技术领域

本发明基本上涉及光伏领域。特别地，本发明涉及在光伏器件中使用的层和由此制造的太阳能电池板。 

背景技术

在世界的许多地方全年太阳能是很丰富的。遗憾地是，可用的太阳能通常没有有效地用于生产电力。常规的太阳能电池和由这些电池产生的电力的成本通常非常高。例如，典型的太阳能电池达到小于20％的转换效率。此外，太阳能电池典型地包括衬底上形成的多个层，从而太阳能电池制造典型地要求大量的处理步骤。结果，大量的处理步骤、层、界面和复杂性增加了制造这些太阳能电池需要的时间和金钱。 

因此，仍需要对于低效和复杂的太阳能转换器件和制造的方法的长期存在的问题的改进方案。 

发明内容

在一个实施例中，提供光伏器件。该光伏器件包括吸收层，其包括p型半导体，其中至少一层设置在该吸收层上。该至少一层是具有比该吸收层的载流子密度更高的载流子密度的半导体。该至少一层包括硅。该至少一层包括p+型半导体。该吸收层基本上没有硅。 

另一个实施例是光伏器件。该器件包括吸收层，其中该吸收层包括包含碲的II-VI半导体。该至少一层设置在该吸收层之上。该至少一层是p+型半导体，其包括硅。 

另一个实施例是光伏器件。该器件包括吸收层，其中该吸收层包 括p型的包含碲的II-VI半导体。该至少一层设置在该吸收层之上。该至少一层是p+型半导体，其包括硅。 

再另一个实施例是光伏器件。该器件包括吸收层，其中该吸收层包括p型碲化镉。至少一层设置在该吸收层之上，其中该至少一层包括p+型氢化非晶硅。 

再另一个实施例是光伏器件。该器件包括吸收层，其中该吸收层包括p型碲化镉。至少一层设置在该吸收层之上，其中该至少一层包括p+型氢化非晶硅碳。 

仍然再另一个实施例是方法。该方法包括在光伏器件中提供吸收层的第一步骤。该吸收层被处理以增加它的的载流子密度。此外，该吸收层被腐蚀以提供化学计量吸收层。该吸收层包括p型半导体。该吸收层基本上没有硅。至少一层设置在该吸收层之上。该至少一层是具有比吸收层的载流子密度高的载流子密度的半导体。该至少一层包括p+型半导体。该至少一层包括硅。 

附图说明

当下列详细说明参照附图(其中相似的符号在整个附图中代表相似的部件)阅读时，本发明的这些和其他的特征、方面和优势将变得更好理解，其中： 

图1图示根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图； 

图2图示根据本发明的某些实施例制造如在图1中示出的光伏器件的层的方法的流程图； 

图3图示根据本发明的某些实施例制造如在图1中示出的光伏器件的层的方法的示意图。 

具体实施方式

本领域内已知的基于碲化镉(CdTe)的太阳能器件典型地显示出相对低的功率转换效率，其可归因于与材料的带隙相关的相对低的开 路电压(V_OC)。对于改进CdTe太阳能电池的电池效率的另外的问题包括CdTe的高功函数。CdTe的高功函数限制了可以被采用以形成与CdTe层的欧姆接触的金属的狭窄选择。该金属包括铂和金，其是用于低成本大规模生产CdTe太阳能电池商业上不切实可行的金属。然而，尽管可采用像钼、镍、铬等的其他金属，它们形成势垒，例如在p型CdTe的情况下，空穴将需要隧穿通过势垒区域。由于CdTe具有在1x10¹⁴和1x10¹⁵每立方厘米之间的典型的载流子密度，该势垒可是相对大的。已经发现在没有CdTe层的背面的正确处理的情况下，与背接触层的电阻是可观的并且该器件的填充因子减小，从而降低该器件的效率。改进背接触电阻的一个方法包括增加靠近CdTe层和背接触层的接触点的区域中的载流子浓度，其中背接触层是金属层。例如，对于p型CdTe材料，增加载流子浓度意味着增加CdTe材料中的p型载流子以在与背接触层接触的CdTe层的背面上形成“p+层”。如在本文中使用的短语“载流子密度”指在材料中的空穴和电子的浓度。如在本文中使用的短语“更高的载流子密度”意味着在使用p+层形成的至少一层中的p型电荷载流子的浓度比在吸收层中的p型电荷载流子的浓度高。形成具有大于或等于1x10¹⁷每立方厘米的载流子密度的高掺杂区域可帮助降低与背接触层的接触电阻。