[发明专利]光伏装置

说明书

技术领域

一般来说，本发明涉及光伏装置。更具体来说，本发明涉及光伏装置的改进的背接触(back contact)。

背景技术

薄膜太阳能电池或光伏装置通常包括设置在透明衬底上的多个半导体层，其中一层用作窗口层以及第二层用作吸收体层。窗口层允许太阳能辐射穿透到吸收体层，在吸收体层将光能转换成可用电能。碲化镉/硫化镉(CdTe/CdS)异质结基的光伏电池是薄膜太阳能电池的一个这种示例。

碲化镉(CdTe)基的光伏装置通常展示较低功率转换效率，这可归因于相对于材料的带隙的较低开路电压(V_oc)，这部分是因为CdTe中的低有效载流子浓度和短少数载流子寿命。通常由薄膜CdTe装置呈现的短少数载流子寿命可归因于在使用近空间升华(或CSS)以较低温度(500-500℃)来生长薄膜CdTe时发生的高缺陷密度。高缺陷密度引起彼此偏移的施体和受体状态的存在，从而产生CdTe的每立方厘米(cc)10¹¹至10¹⁵的范围之内的有效载流子密度。

此外，由于碲的低可用性而存在对于减小CdTe层的厚度的增强的推动以及还存在对于具有“n-i-p”配置的光伏装置的增强的兴趣。但是，更薄的CdTe层可导致背接触和较低开路电压的电子-空穴对的复合。因此，使薄膜CdTe光伏电池中的背接触层的电子/空穴对的复合为最小会是合乎需要的。

此外，提高CdTe太阳能电池的电池效率的问题包括CdTe的高功函数。CdTe的高功函数允许能够用于形成与CdTe层的欧姆背接触的金属的狭窄选择。改进背接触电阻的一种方式包括增加CdTe层与背接触层的接触点附近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，增加载流子浓度相当于增加CdTe材料中的p型载流子，以便在与背接触层接触的CdTe层的背面形成“p+层”。但是，例如，用于形成p+层的典型方法可造成诸如金属通过CdTe扩散从而引起降级和环境问题之类的缺点。

因此，需要提供改进的背接触层配置，以便提供改进的界面并且使背接触的电子/空穴对的复合为最小。此外，需要提供具有改进的背接触以提供预期功率转换效率的节省成本的光伏装置。

发明内容

提供本发明的实施例以满足这些和其它需要。一个实施例是一种光伏装置。光伏装置包括：第一半导体层；p+型半导体层；以及置于第一半导体层与p+型半导体层之间的夹层，其中夹层包括镁和碲。

另一个实施例是一种光伏装置。光伏装置包括支承以及设置在支承上的第二导电层。光伏装置还包括设置在第二导电层上的n型半导体层以及设置在n型半导体层上的基本本征半导体层。光伏装置还包括设置在基本本征半导体层上的p+型半导体层以及设置在p+型半导体层上的第一导电层。夹层置于p+型半导体层与基本本征半导体层之间，其中夹层包括镁和碲。

附图说明

通过参照附图阅读以下详细描述，将会更好地理解本发明的这些及其它特征、方面和优点，附图包括：

图1是按照本发明的一示范实施例的光伏装置的示意图。

图2是按照本发明的一示范实施例的光伏装置的示意图。

图3是按照本发明的一示范实施例的光伏装置的示意图。

附图标记说明

100光伏装置；110第一半导体层；120夹层；130p+型半导体层；140第一导电层；150第一半导体层；160第二导电层；170支承；180缓冲层；200太阳能辐射。

具体实施方式

如下面详细论述，本发明的实施例的一部分提供用于光伏装置的改进的背接触。在一个实施例中，改进的背接触包括吸收体层、p+型半导体层以及置于吸收体层与p+型半导体层之间的夹层。在一些实施例中，夹层可提供吸收体层与p+型半导体层之间具有低浓度的缺陷状态的界面。在某些实施例中，夹层包括镁和碲，并且具有基本上与吸收体层材料的晶格常数匹配的晶格常数，因而形成改进的界面。例如，夹层和吸收体层的晶格常数匹配对于诸如具有“n-i-p”配置的光伏装置之类的薄膜CdTe装置会是特别合乎需要的，因为它减小两个层中的应变，并且由此减少缺陷。