[发明专利]制造硫化镉层的方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种制造硫化镉的方法。具体地，本发明涉及制造例如用在光伏电池或太阳能电池中的硫化镉层的方法。

背景技术

太阳能在世界许多地方全年是充沛的。不幸的是，可利用的太阳能通常无法有效地用于生产电能。例如，典型的太阳能电池达到的转化效率低于约20％。传统光伏电池以及由这些电池产生电的成本通常是很高的。此外，光伏电池通常包括形成在衬底上的多个层，并因此太阳能电池的制造通常要求大量的工艺处理步骤。结果，工艺处理步骤、层、界面的高数量以及复杂性增大了制造这些电池需要的时间和资金量。研究者持续地努力提高光伏(PV)电池的效率并降低其制造成本。

典型的多晶薄膜PV电池具有被称做“窗口”层的非常薄(小于0.1微米)的层。窗口层的作用在于与吸收层组合形成异质结。窗口层需要足够薄并具有足够宽的带隙(2.4eV或更大)以便使得大多数可利用的光穿过以到达吸收层。对于CIGS和CdTe型太阳能电池而言，用于窗口层最常见材料为硫化镉(CdS)。硫化镉是直接带隙半导体并具有许多其它应用，例如用在光检测器和光电阻中。

已有多种方法用于沉积CdS薄膜，例如化学浴沉积、溶胶-凝胶、电化学沉积、热蒸发、溅射和喷涂。但是，大多数的这些方法异常昂贵和/或复杂并因此无法用于以合理成本大规模制造薄膜。

因此，需要一种更有效和更廉价的用于大规模生产的制造硫化镉薄膜的方法。

发明内容

本发明的实施方案涉及一种用于制造硫化镉层的方法。

依照本发明的一个实施方案，该方法包括多个步骤，所述步骤包括提供衬底以及在衬底上设置包含镉的层。随后硫化该包含镉的层以基本将镉转换为硫化镉。

附图说明

参照附图阅读以下详细说明，能更加明晰本发明的这些和其它特征、方面以及优点，其中：

图1显示了依照本发明一例示性实施方案的光伏装置的示意图；

图2显示了依照本发明另一例示性实施方案的光伏装置的示意图；

图3显示了依照本发明一些实施方案的制造硫化镉层的方法的流程图；

图4显示了依照本发明一例示性实施方案的制造硫化镉层的方法的流程图；

图5显示了依照本发明另一例示性实施方案的制造硫化镉层的方法的流程图；

图6显示了依照本发明一些实施方案的适用于溅射沉积的腔室的示意性截面图。

详细说明

如在本文说明书和权利要求书中全篇使用的近似用语，在不导致其涉及的基本功能发生改变的情况下，可用于修饰可容许改变的任何数量表示值。因此，借由例如为“约”的术语(一或多个)修饰的数值并不限于特定的精确数值。某些情况下，近似用语可相应于用于测量数值的仪器的精度。

在以下说明书和权利要求中，单数形式“一”、“一个”、“该”包括复数的所指物，除非上下文明确地以其它方式指出。术语“包括”、“包含”、“具有”意在包含的且意味着除了所列出元件外可存在额外元件。此外，“顶”、“底”、“上”、“下”和这些术语的变体为便利性而使用，但不要求组件的任何特定定位，除非以其它方式陈述。如在此所用，术语“沉积在......上”或“沉积在......上方”既指直接接触地也指在其间具有中间层的间接地固定或设置。

如在此所用，术语“可”和“可为”表示在一组情况范围内发生的可能性；具有特定特性、特征或功能；和/或通过表示与所限定动词相关的能力、性能或可能性中的一个或多个来限定另一动词。因此，“可”和“可为”的使用表示修饰术语是明显地恰当的、有能力的或合适的用于所表示的能力、功能或用途，尽管考虑到所修饰术语在某些情况下可能并非是恰当的、有能力的或合适的。例如，某些情况下，可以预期事件或能力，尽管在其它情况下事件或能力无法发生-这种区别通过术语“可”和“可为”来表示。

术语“透明”，如在此所用，意味着材料允许大部分入射太阳辐射穿过。大部分可为入射太阳辐射的至少约80％。

通常地，在此出于简短讨论目的，包括作为吸收层的碲化镉(CdTe)的光伏(PV)电池可称做“CdTe PV电池”且那些包括Cu(In，Ga，Al)(Se，S)₂(CIGS)的光伏(PV)电池可被称做“CIGS PV电池”。PV电池的其它示例可包括铜-锌-锡-硫化物(CZTS)PV电池和金属硫化物PV电池。