[发明专利]用次氯酸钙活化CdTe薄膜太阳能电池的CdTe层的方法

说明书

本发明描述了一种用于活化半成品薄膜晶体管的CdTe层(4)的方法，其中现有技术中使用的CdCl₂至少部分被危险性较小、易于处理的物质取代，其中维持生产CdTe薄膜太阳能电池的整体方法。这是通过在CdTe层(4)上施加次氯酸钙和随后对半成品薄膜CdTe太阳能电池进行热处理来实现的。

技术领域

本申请的主题是一种用于在没有CdCl₂的使用的情况下活化CdTe薄膜太阳能电池的CdTe层的方法。

背景技术

根据现有技术生产处于上层配置的CdTe薄膜太阳能电池涉及将透明前接触层(TCO，即透明导电氧化物)施加到衬底(优选地玻璃)上。前接触层也可以是由几个不同层组成的层堆叠。在此基础上沉积一层纯净或改性的硫化镉(CdS)。修饰的CdS此后被理解为具有掺杂、晶体形状或晶粒尺寸变化的CdS，或者CdS与其他物质的混合物。在CdS层的顶部上施加一层CdTe(碲化镉)。然后，将背接触层或背层序列沉积到CdTe层上。

由此产生的问题是在CdTe上难以施加金属接触层，因为这会产生整流肖特基接触。然而，所希望创建的是欧姆接触。因此，在现有技术中，使用界面层序列。其目的是实现各层材料的能级近似，从而形成欧姆接触，其中金属层是优选的顶部背接触层。

在施加CdTe之后，通常根据现有技术借助于CdCl₂(氯化镉)活化CdTe并且在生产过程中随后加热。为此，使用根据现有技术的方法(优选地湿化学或CVD或PVD方法)将CdCl₂层施加到CdTe层。之后，使CdCl₂在升高的温度(通常约380℃至430℃)下与CdS/CdTe层堆叠反应。反应时间约为15分钟至45分钟。在这里，CdCl₂充当助熔剂并支持CdTe层的再结晶。

活化后，使用去离子水将多余的CdCl₂从CdTe层表面清洗掉。根据现有技术，由活化过程引起的问题是CdCl₂是容易溶于水的有毒化学品，对环境高度危险。它被证明具有致癌性和致突变性，并且具有生殖毒性。这些特性在生产过程中处理CdCl₂时需要特别小心。此外，所产生的污染废水需要昂贵的清洁或废物处理。

因此，研究了其他物质，这些物质可以取代CdCl₂或至少减少实现CdTe层活化所需的CdCl₂的量和所生产的CdTe薄膜太阳能电池的良好电特性。

在US 9,287,439B1中，研究了氯化钙、氯化锌水合物、氯化锌的加合物，特别是tmeda.ZnCl2(tmeda：四甲基乙二胺)和四氯锌酸盐，特别是(NH₄)₂ZnCl₄，以及含有锌和氯离子的另外的复盐。大多数这些化合物原来不适合取代CdCl₂。只有四氯锌酸钙已被证明是合适的。

因此，该目的在于找到适合于至少部分取代该过程中使用的CdCl₂的替代化合物，对环境的危害较小，特别是具有较小的致癌性和致突变性，易于处理并且具有成本效益的物质。此外，应该保持生产CdTe薄膜太阳能电池的整体方法。

发明内容

根据本发明，该目的使用根据权利要求1所述的方法来实现。有利的实施例在对应的从属权利要求中公开。