[发明专利]制造具有高量子效率的光伏器件的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及光伏器件，更具体地，涉及制造具有高量子效率的光伏器件的方法以及形成的光伏器件。

背景技术

光伏器件（也称作太阳能电池）吸收太阳光并且将光能转化为电能。因此，光伏器件及其制造方法不断地发展，在提供更薄设计的同时，提供更高的转化效率。

薄膜太阳能电池基于沉积在衬底上的一层或多层光伏材料薄膜。光伏材料的膜厚介于几纳米至数十微米的范围之间。这种光伏材料的实例包括碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒化合物（CIGS）和非晶硅（α-Si）。这些材料用作光吸收剂。光伏器件还可包括其他薄膜，诸如，缓冲层、背面接触层和正面接触层。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种制造光伏器件的方法，包括：在衬底上方形成包括吸收材料的吸收层；在吸收层上方形成缓冲层；在缓冲层上方形成正面透明层；以及在吸收层上方形成缓冲层的步骤之后，在温度介于约80℃至约500℃的条件下，将光伏器件暴露于热或辐射中持续一段时间。

该方法还包括：在衬底上方形成吸收层的步骤之前，在衬底上方形成背面接触层。

其中，在缓冲层上方形成正面透明层的步骤之后，将光伏器件暴露于热或辐射中。

该方法还包括：在正面透明层上方形成抗反射层。

其中，在正面透明层上方形成抗反射层的步骤之后，将光伏器件暴露于热或辐射中。

其中，将光伏器件暴露于热或辐射中，持续时间介于约5分钟至约6小时之间。

其中，辐射选自由微波、红外（IR）线和紫外（UV）线组成的组。

其中，在温度介于100℃至300℃范围内的条件下，将光伏器件暴露于热中，持续时间介于约20分钟至约2小时的范围内。

其中，在温度介于约100℃至约500℃之间的条件下，将光伏器件暴露于热中持续多个周期，总持续时间介于约10分钟至约30分钟的范围内。

其中，在温度介于约200℃至约300℃范围内的条件下，将光伏器件暴露于微波中，持续时间介于约1分钟至约10分钟的范围内。

其中，在温度介于约200℃至约400℃范围内的条件下，将光伏器件暴露于红外线中，持续时间介于5分钟至60分钟的范围内。

其中，吸收层中的吸收材料选自由铜铟镓硒化合物（CIGS）和碲化镉（CdTe）组成的组；以及缓冲层包括选自由ZnS、CdS和CdSe组成的组中的缓冲材料。

此外，还提供了一种制造光伏器件的方法，包括：在衬底上方形成背面接触层；在衬底上方形成包括吸收材料的吸收层；在吸收层上方形成缓冲层；在缓冲层上方形成正面透明层；以及在缓冲层上方形成正面透明层的步骤之后，在温度介于约80℃至约500℃之间的条件下，将光伏器件暴露于热或辐射中，持续时间介于约10分钟至约3小时的范围内。

该方法还包括：在正面透明层的上方形成抗反射层。

其中，在正面透明层上方形成抗反射层的步骤之后，将光伏器件暴露于热或辐射中。

其中，在温度介于约100℃至约300℃范围内的条件下，将光伏器件暴露于热中，持续时间介于约20分钟至约2小时的范围内。

其中，将光伏器件同时暴露于一种类型的辐射中，辐射选自由微波、红外（IR）线和紫外（UV）线组成的组。

此外，还提供了一种光伏器件，包括：衬底；背面接触层，设置在衬底上方；吸收层，包括吸收材料，设置在背面接触层上方，吸收材料选自由铜铟镓硒化合物（CIGS）和碲化镉（CdTe）组成的组；以及缓冲层，设置在吸收层上方，缓冲层包括选自由ZnS、CdS和CdSe组成的组中的缓冲材料；其中，与缓冲层相邻的吸收层的薄层包括Zn或Cd离子。

该光伏器件还包括：正面透明层，设置在缓冲层上方；以及抗反射层，设置在正面透明层上方。

其中，Zn或Cd离子在吸收层中与缓冲层相邻的区域中的浓度介于10¹²/立方厘米（cm³）至10¹⁸/立方厘米的范围之间。

附图说明

本发明最好结合附图根据以下详细描述来理解。应强调，按照惯例，不必按照比例绘制各种部件。相反，为清楚起见，可任意增大或减小各种部件的尺寸。在整个说明书和附图中，类似的参考符号表示类似的部件。

图1A至图1E是根据一些实施例的在制造过程中示例性光伏器件的一部分的截面图。

图2是示出了根据一些实施例的制造示例性光伏器件的方法的流程图。