[发明专利]光伏装置

说明书

技术领域

本发明涉及光伏装置和生产方法。

背景技术

光伏装置可以包括沉积在基底上的半导体材料，半导体材料例如具有充当窗口层的第一层和充当吸收层的第二层。半导体材料层可以包括n型半导体窗口层和p型半导体吸收层。以前的光伏装置一直缺少效率、多功能性、坚固性和许多其他方面。

附图说明

图1是具有多个层的光伏模块的示意图。

图2是具有多个层的光伏模块的示意图。

具体实施方式

光伏装置可以包括形成在基底（或者超基底）上的多个层。例如，光伏装置可以包括邻近于基底构建（例如，形成或沉积）的阻挡层、透明导电氧化物（TCO）层、缓冲层和半导体层。每个层可以包括多于一个的层或膜。例如，半导体层可以包括邻近于透明导电氧化物层的半导体窗口层和邻近于半导体窗口层的半导体吸收层中的任一个或者两个。光子通过半导体窗口层并且被半导体吸收层吸收以产生电能。每个层可以覆盖装置的全部或一部分以及/或者该层或该层下面的基底的全部或一部分。例如，“层”可以意味着接触表面的全部或者一部分的任何材料的任何量。通常，可以通过形成包括第一组分和第二组分（例如，镉和碲）的蒸气（其中，蒸气富含组分之一（例如，富镉或富碲）并且将蒸气沉积在基底上来形成诸如半导体吸收层的半导体层。

晶体质量和晶体生长在半导体装置的性能方面起重要作用。碲化镉膜的取向和晶体生长可以通过改变在气相传输沉积工艺中使用的碲化镉粉末的化学计量而改变。例如，基本上纯的碲化镉粉末可以与元素碲的粉末混合以产生富碲粉末而使所得碲化镉膜的晶粒尺寸增大，从而改善了载流子迁移率，并且使得碲化镉膜的表面形态较粗糙。可选择地，基本上纯的碲化镉粉末可以与元素镉的粉末混合，使得富镉膜具有较小的晶粒尺寸和较光滑的表面。碲化镉膜的粗糙度对背面接触金属粘附有着强的影响。更高的表面粗糙度可以改进金属堆叠件与碲化镉膜的粘附性，从而降低分层和模块失效的风险。

电子束散射衍射（EBSD）和平面扫描电子显微镜（SEM）可以用来研究非化学计量的碲化镉粉末对所得碲化镉膜的取向和晶粒尺寸的影响。作为富含1原子%镉的碲化镉膜可以具有与对照样品相比较小的晶粒尺寸（例如，小于约1μm），而富碲膜可以具有较大的晶粒尺寸（例如，大于约1μm）。化学计量的改变可以导致面内取向的改变。例如，具有1:1的镉碲比的膜通常可以被定向在[001]方向，而对于富镉粉末可以被定向为[111]，并且对于碲丰富粉末为[101]。

在一个方面，制造光伏装置的方法可以包括形成包括第一组分和第二组分的蒸气以及邻近于基底沉积蒸气作为半导体层。蒸气可以富含这两种组分中的一种，例如，富含第一组分。形成蒸气的步骤可以包括使具有第一组分和第二组分的二元半导体源蒸发，其中，二元半导体源富含第一组分。二元半导体源可以包括二元半导体粉末。二元半导体源可以是在使二元半导体源蒸发的步骤之前通过将附加量的第一组分添加到基本上纯的二元半导体源中以使所述源富含第一组分而形成的。附加量的第一组分可以是在使掺杂的二元半导体源蒸发的步骤之前通过用第一组分掺杂基本上纯的二元半导体源而被添加到基本上纯的二元半导体源中的。

形成富含第一组分的二元半导体源的步骤可以包括用元素碲的粉末混合基本上纯的碲化镉粉末以形成富碲的碲化镉粉末。基本上纯的碲化镉粉末可以具有1:1的镉碲比。形成富含第一组分的二元半导体源的步骤可以包括用元素镉的粉末混合基本上纯的碲化镉粉末以形成富镉的碲化镉粉末。基本上纯的碲化镉粉末可以具有1:1的镉碲比。富碲的碲化镉粉末可以富含约0.005原子%和约20原子%之间的碲。富碲的碲化镉粉末可以富含约0.2原子%和约2原子%之间的碲。富镉的碲化镉粉末可以富含约0.005原子%和约20原子%之间的镉。富镉的碲化镉粉末可以富含约0.2原子%和约2原子%之间的镉。

所述方法可以包括在沉积蒸气以形成半导体层之前，邻近于基底形成透明导电氧化物层。所述方法可以包括在沉积蒸气以形成半导体层之前，邻近于透明导电氧化物层形成硫化镉层。所述方法可以包括在形成透明导电氧化物层之前，邻近于基底形成阻挡层。所述方法可以包括在沉积蒸气以形成半导体层之前，邻近于透明导电氧化物层形成缓冲层。所述方法可以包括在沉积蒸气以形成半导体层之后，邻近于半导体层形成背面接触金属件。所述方法可以包括：在形成透明导电氧化物层后使基底退火；在沉积蒸气以邻近于硫化镉层形成半导体层之前，在退火的透明导电氧化物堆叠件上形成硫化镉层。