[发明专利]具有合适原子分布的I‑III‑VI2化合物吸收件的光伏器件制造方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及光伏器件，更具体地涉及一种制造包括用I-III-VI₂化合物作为吸收件的光伏器件的方法，和最终生成的光伏器件。

背景技术

光伏器件(也称为太阳能电池)吸收阳光并且将光能转化为电能。因此，光伏器件及其制造方法正持续地发展以在更薄的设计下提供更高转换效率。

薄膜太阳能电池基于沉积在衬底上的一层或多层薄膜光伏材料。光伏材料的膜厚介于几纳米到数十微米的范围内。这样的光伏材料的实例包括碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒化物(CIGS)和非晶硅(α-Si)。这些材料用作光吸收件。光伏器件可以进一步包括其他薄膜，如缓冲层、背面接触层、和正面接触层。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用于形成光伏器件的吸收层的方法，包括：在衬底的之上形成金属前体层；将含硫前体沉积到所述金属前体层上；以及在沉积所述含硫前体的步骤之后，将含硒前体沉积到所述金属前体层上。

在上述方法中，其中，所述金属前体层包括选自由第I族元素、第III族元素、它们的合金或任意组合所组成的组中的材料。

在上述方法中，其中，所述金属前体层包括选自由第I族元素、第III族元素、它们的合金或任意组合所组成的组中的材料；所述第I族元素选自由Cu和Ag组成的组。

在上述方法中，其中，所述金属前体层包括选自由第I族元素、第III族元素、它们的合金或任意组合所组成的组中的材料；所述第III族元素选自由Al、Ga、In和Tl组成的组。

在上述方法中，其中，所述金属前体层包括选自由第I族元素、第III族元素、它们的合金或任意组合所组成的组中的材料；所述金属前体层还包括硒(Se)。

在上述方法中，其中，在将所述含硫前体沉积到所述金属前体层上的步骤中：所述含硫前体包括硫化氢或硫元素蒸汽；以及在介于300℃至550℃范围内的第一温度下沉积所述含硫前体。

在上述方法中，其中，在低于沉积所述含硫前体的第一温度的至少一个温度下，将含硒前体沉积到所述金属前体层上。

在上述方法中，其中，在低于沉积所述含硫前体的第一温度的至少一个温度下，将含硒前体沉积到所述金属前体层上；将含硒前体沉积到所述金属前体层上的步骤包括：在第二温度下沉积所述含硒前体；以及在不同于所述第二温度的第三温度下沉积所述含硒前体。

在上述方法中，其中，在低于沉积所述含硫前体的第一温度的至少一个温度下，将含硒前体沉积到所述金属前体层上；将含硒前体沉积到所述金属前体层上的步骤包括：在第二温度下沉积所述含硒前体；以及在不同于所述第二温度的第三温度下沉积所述含硒前体；所述含硒前体包括硒化氢或硒元素蒸汽；所述第二温度介于25℃至350℃的范围内；以及所述第三温度介于400℃至600℃的范围内。

在上述方法中，还包括：在将所述含硒前体沉积到所述金属前体层上的步骤之后，在惰性气体中退火所述光伏器件。

在上述方法中，还包括：在将所述含硒前体沉积到所述金属前体层上的步骤之后，在惰性气体中退火所述光伏器件；在介于500℃至800℃范围内的温度下，在包括氮气或氩气的惰性气体中实施退火。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于制造光伏器件的方法，包括：在衬底之上形成背面接触层；以及在所述衬底之上形成包括吸收材料的吸收层，其中，形成所述吸收层的步骤包括：在衬底之上形成金属前体层；将含硫前体沉积到所述金属前体层上；以及在沉积所述含硫前体的步骤之后，将含硒前体沉积到所述金属前体层上。

在上述方法中，其中，将所述含硒前体沉积到所述金属前体层上的步骤包括：在第二温度下沉积所述含硒前体；以及在不同于所述第二温度的第三温度下沉积所述含硒前体。

在上述方法中，其中，将所述含硒前体沉积到所述金属前体层上的步骤包括：在第二温度下沉积所述含硒前体；以及在不同于所述第二温度的第三温度下沉积所述含硒前体；所述第二温度低于所述第一温度，并且所述第二温度低于所述第三温度。

在上述方法中，其中，将所述含硒前体沉积到所述金属前体层上的步骤包括：在第二温度下沉积所述含硒前体；以及在不同于所述第二温度的第三温度下沉积所述含硒前体；所述第一温度介于300℃至550℃的范围内；所述第二温度介于25℃至350℃的范围内；以及所述第三温度介于400℃至600℃的范围内。

在上述方法中，其中，在所述衬底之上形成吸收材料的步骤还包括：在将所述含硒前体沉积到所述金属前体层上的步骤之后，在惰性气体中退火所述光伏器件。