[发明专利]薄膜太阳能电池及其形成方法

说明书

本发明描述了一种具有改善的性能的太阳能电池器件及其制造方法。太阳能电池包括形成在衬底上的后接触层、形成在后接触层上的吸收层、形成在吸收层上的缓冲层、以及在缓冲层上通过沉积透明导电氧化物(TCO)层并将沉积的TCO层进行退火形成的前接触层。

本申请是于2013年08月29日提交的申请号为201310385229.7的题为“薄膜太阳能电池及其形成方法”的中国发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及薄膜光伏太阳能电池及其制造方法。更具体地，本发明涉及更高器件性能的诸如包括透明导电氧化物膜的太阳能电池子结构及其制造方法。

背景技术

太阳能电池是通过光伏(PV)效应由太阳光直接产生电流的电气设备。可以通过各自的互连结构将多个太阳能电池串联连接以形成太阳能电池模块。可以连接多个模块以形成阵列。太阳能电池包括吸收太阳能并将其转化为电流的吸收层。

由于对清洁能源需求的增长，最近几年间，太阳能电池器件的制造急剧地增长并还在继续增长。出现了各种类型的太阳能电池和太阳能电池子结构并还在不断地被开发。一些类型的太阳能电池器件包括形成允许光穿过并到达下面的有源层的窗的一层透明导电氧化物(TOC)材料。TOC材料通常包括光学透明且导电的材料。但是TOC材料的透射率和阻抗特性之间存在平衡(trade-off)，例如具有高透射率的材料也具有高电阻率(即，低导电性)。由于用于改善层导电性的应用通常会降低层的光透射率，所以这种平衡限制了TOC层在光伏器件中的效力。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于制造太阳能电池的方法，包括：在衬底上形成后接触层；在所述后接触层上形成吸收层；在所述吸收层上形成缓冲层；在所述缓冲层上方沉积透明导电氧化物(TCO)层；以及对所沉积的TCO层进行退火以提供前接触层。

其中，所述沉积的步骤包括通过化学汽相沉积来沉积所述TCO层。

其中，所沉积的TCO层包括掺杂的金属氧化物。

其中，所述退火步骤包括在约60℃至约300℃的温度范围内对所沉积的TCO层进行退火。

其中，所述退火步骤包括在约100℃至约200℃的温度范围内对所沉积的TCO层进行退火。

其中，所述退火步骤包括对所沉积的TCO层进行退火持续约1小时以下。

其中，所述退火步骤包括对所沉积的TCO层进行退火持续约10分钟以上。

其中，所述退火步骤包括将所述太阳能电池放置于退火室中。

其中，所述沉积步骤包括将所述太阳能电池放置于沉积室中。

其中，在单个的同轴室中实施所述沉积步骤和所述退火步骤。

此外，还提供了一种用于制造太阳能电池的方法，包括：提供子结构，所述子结构包括：后接触层，位于衬底上；P1线，穿过所述后接触层；吸收层，位于所述后接触层上且填充所述P1线；缓冲层，位于所述吸收层上；和P2线，穿过所述缓冲层和所述吸收层；在所述缓冲层上方沉积透明导电氧化物(TCO)层；对所沉积的TCO层进行退火；以及划出穿过所述TCO层、所述缓冲层和所述吸收层的P3线。

该方法进一步包括将所述子结构放置于单个的同轴室中，其中，在所述单个的同轴室中实施沉积所述TCO层的步骤以及将所沉积的TCO层退火的步骤。

该方法进一步包括：(a)在沉积所述TCO层之前将所述子结构放置于沉积室中，在所述沉积室中沉积所述TCO层；以及(b)在所述退火步骤之前将所述子结构放置于退火室中，在所述退火室中实施所述退火。

其中，在所述退火步骤之前实施划出所述P3线的步骤。

其中，所述沉积步骤包括通过化学汽相沉积来沉积所述TCO层。