[发明专利]混合溅射靶及其在碲化镉基薄膜光伏装置中的使用

说明书

技术领域

一般来说，本文所公开的主题涉及硫化镉薄膜层及其沉积方法。更具体来说，本文所公开的主题涉及供碲化镉薄膜光伏装置中使用的硫化镉层及其制造方法。

背景技术

基于与硫化镉(CdS)组对的碲化镉(CdTe)作为光活性成分的薄膜光伏(PV)模块(又称作“太阳能电池板”)在工业中正得到广泛认同和关注。CdTe是具有特别适合于将太阳能转换成电力的特性的半导体材料。例如，CdTe具有大约1.45eV的能带隙，与历史上用于太阳能电池应用的较低带隙半导体材料(例如对于硅大约为1.1eV)相比，这使它能够转换来自太阳光谱的更多能量。另外，与较低带隙材料相比，CdTe转换较低或散射光条件下的辐射能，且因此与其它常规材料相比，在一天的过程中或者在多云条件下具有较长有效转换时间。n型层和p型层的结点一般负责当CdTe PV模块暴露于光能、诸如太阳光时生成电位和电流。具体来说，碲化镉(CdTe)层和硫化镉(CdS)形成p-n异质结，其中CdTe层充当p型层(即，正受电子层)，而CdS层充当n型层(即，负供电子层)。

硫化镉层是光伏装置中的“窗口层”，因为光能经过它进入碲化镉层。但是，从硫化镉靶溅射硫化镉层是高成本过程，并且一般低效地使用源材料。

需要一种以更节省成本的方式来溅射硫化镉层并且产生基本上均匀硫化镉层的方法。特别是在碲化镉薄膜光伏装置的商业规模制造过程中。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下说明书中提出，或者从说明书可以是显而易见的，或者可通过实施本发明来了解。

一般提供在衬底上溅射硫化镉层的方法。硫化镉层能够从包括镉、硫和氧的混合靶在衬底上溅射。硫化镉层能够在形成碲化镉薄膜光伏装置的方法中使用。

还一般提供包括硫化镉和氧化镉的混合靶。

参照以下说明书和所附权利要求，将会更好地理解本发明的这些及其它特征、方面和优点。结合在本说明书中并构成其组成部分的附图示出本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

针对本领域的技术人员的本发明的全面和能够实现的公开、包括其最佳模式在说明书中提出，其中参照附图，附图包括：

图1示出按照本发明的一个实施例的示范碲化镉薄膜光伏装置的截面图的一般示意图；

图2示出按照本发明的一个实施例的示范DC溅射室的截面图的一般示意图；以及

图3示出制造包括碲化镉薄膜光伏装置的光伏模块的示范方法的流程图。

本说明书和附图中的参考标号的重复使用旨在表示相同或相似特征或元件。

组件表

10    光伏装置

12    玻璃

14    透明导电氧化物层

16    电阻透明缓冲层

18    硫化镉层

20    碲化镉层

22    背接触层

24    封接玻璃

30    方法

32，34，36，38，40，42，44，46，48    步骤

60    室

62    DC电源

64    阴极

66    顶部支承件

67    底部支承件

68    导线

69    导线

70    等离子体场

具体实施方式

现在详细参照本发明的实施例，在附图中示出它们的一个或多个示例。各示例作为本发明的说明而不是对本发明的限制来提供。实际上，本领域的技术人员清楚地知道，能够在没有背离本发明的范围或精神的情况下在本发明中进行各种修改和变更。例如，作为一个实施例的部分示出或描述的特征能够与另一个实施例配合使用，以便产生又一个实施例。因此，本发明意在包含落入所附权利要求书及其等效物的范围之内的这类修改和变更。

在本公开中，当将层描述为在另一层或衬底“上”或“之上”时，大家要理解，这些层能够相互直接接触或者在这些层之间具有另一个层或部件(feature)。因此，这些术语只是描述这些层相互之间的相对位置，而不一定表示“在...顶上”，因为上方或下方的相对位置取决于对观看者而言装置的取向。另外，虽然本发明并不局限于任何特定膜厚度，但是描述光伏装置的任何膜层的术语“薄”一般指的是厚度小于大约10微米(“μm”)的膜层。