[发明专利]溅射用于基于碲化镉的光伏器件的RTB薄膜的方法

说明书

技术领域

本文公开的主题一般地涉及电阻透明缓冲薄膜层的沉积方法。更具体的是，本文公开的主题涉及用于在碲化镉薄膜光伏器件中使用的电阻透明缓冲薄膜层的沉积方法。

背景技术

基于碲化镉(CdTe)与硫化镉(CdS)配对作为光反应成分的薄膜光伏(PV)模块(也称为“太阳能电池板”)在工业中正获得广泛接受和关注。CdTe是一种具有尤其适合于将太阳能转换成电能的性能的半导体材料。例如，CdTe具有约1.45eV的能量带隙，这使得它与先前在太阳能电池应有中使用的较低带隙半导体材料(例如，对于硅约1.1eV)相比能够从太阳谱转换更多的能量。此外，与较低带隙材料相比，CdTe在较低或漫射的光条件下转换辐射能量，且因而与其它常规材料相比，在白天期间或多云条件下具有较长的有效转换时间。

当CdTe PV模块暴露于光能(例如太阳光)时，n型层和p型层的结通常负责生成电位和电流。特别是，碲化镉(CdTe)层和硫化镉(CdS)层形成p-n异质结，其中CdTe层用作p型层(即正电子接受层(electron accepting layer))，并且CdS层充当n型层(即负电子施予层(electron donating layer))。自由载流子对由光能创建且然后由p-n异质结分离以产生电流。

在能量作用于碲化镉层之前，减小窗口玻璃和碲化镉层之间的层(例如，透明导电层，硫化镉层及其之间的任何缓冲层)的厚度能够减小器件对辐射能量(例如，太阳能)的吸收量。因而，能够改进器件的整体转换效率。此外，减小硫化镉层的厚度能够允许更多的较短波长辐射(例如，蓝光)到达碲化镉层，这同样改进器件的整体转换效率。

然而，减小硫化镉层以及玻璃和碲化镉层之间的任何其它层的厚度能够形成可能对器件性能有害的其它问题。例如，相对薄的硫化镉层能导致界面缺陷(例如针孔)，这些缺陷在透明导电氧化层和碲化镉层之间创建局部化的结。这些缺陷会降低器件的开路电压(V_OC)且减小器件的填充因子(fill factor)。

因而，存在对于通过窗口玻璃和碲化镉层之间层的减小厚度而具有改进的能量转换效率和/或器件寿命、且同时减小典型地与那些层的减小厚度相关联的副作用的碲化镉光伏器件的需要。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在下面的描述中陈述，或者可从描述中显而易见，或者可通过实践本发明而了解。

方法一般被提供以用于在衬底上沉积电阻透明缓冲薄膜层。所述方法能够包括：在按照体积包括约0.01％到约5％的水蒸气(例如，按照体积约0.05％到约1％的水蒸气)的溅射气氛中，在衬底上冷溅射(例如，在约10℃到约100℃的溅射温度)电阻透明缓冲层。然后能够在约450℃到约700℃的退火温度退火电阻透明缓冲层。

在衬底上沉积电阻透明缓冲薄膜层的方法能够用在制造镉薄膜光伏器件的方法中，其中通过在电阻透明缓冲层上形成硫化镉层并且在硫化镉层上形成碲化镉层来制造镉薄膜光伏器件。

参考下面的描述和所附权利要求，本发明的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好理解。结合在本说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的实施例，以及与描述一起，用来解释本发明的原理。

附图说明

对本领域普通技术人员的、本发明的完整和使能性的公开(包括其最佳模式)，在参考附图的说明书中陈述，在附图中：

图1示出根据本发明的一个实施例的示例碲化镉薄膜光伏器件的截面图的概图；

图2示出根据本发明的一个实施例的示例DC溅射室的截面图的概图；以及，

图3示出制造包括碲化镉薄膜光伏器件的光伏模块的示例方法的流程图。

本说明书和附图中重复使用的引用字符旨在表示相同或相似的特征或要素。

具体实施方式

现在将对本发明的实施例进行详细参考，其一个或多个示例在图中示出。每个示例被提供以作为本发明的解释，而不是本发明的限制。事实上，它将对于本领域的技术人员是明白的，并且在不脱离发明的范围和精神的情况下，能在本发明中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的部分来描述或示出的特征能够与另一个实施例一起使用以产生又一另外的实施例。因而，本发明旨在覆盖在所附权利要求及其等同的范围内的此类修改和变化。