[发明专利]包括耐热缓冲层的光伏器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及光伏器件，更具体地，涉及包括缓冲层的光伏器件及其制造工艺。

背景技术

光伏器件（也被称为太阳能电池）吸收太阳光并将光能转换成电能。光伏器件及其制造方法不断发展以提供更高的转换效率和更薄的设计。

薄膜太阳能电池基于一层或多层沉积在衬底上的光伏材料的薄膜。光伏材料的膜厚介于几纳米和几十微米之间。这种光伏材料的实例包括碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）和非晶硅（α-Si）。将这些材料用作吸光层。光伏器件还可以包括诸如缓冲层、背面接触层和正面接触层的其他薄膜。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种光伏器件，包括：衬底；背面接触层，设置在衬底之上；吸收层，设置在背面接触层之上并且包括吸收材料；以及缓冲层，设置在吸收层之上，其中，缓冲层包括包含掺锌的吸收材料的第一层以及包含含锌化合物和含镉化合物的第二层。

优选地，该光伏器件还包括：设置在缓冲层上方的透明导电层。

优选地，缓冲层的第一层包含掺杂有0.1原子百分比至5原子百分比的锌的铜铟镓硒（CIGS）。

优选地，缓冲层的第一层的厚度介于1nm和100nm之间。

优选地，缓冲层的第一层还掺有镉。

优选地，缓冲层的第二层具有双层结构，双层结构包括包含含锌化合物的含锌层以及包含含镉化合物的含镉层。

优选地，含锌层的厚度介于1nm和60nm之间，而含镉层的厚度介于1nm和100nm之间。

优选地，缓冲层的第二层具有单层结构，并且包括设置在缓冲层的第一层上方的含锌化合物和包围含锌化合物的含镉化合物。

优选地，缓冲层的第二层中的含锌化合物的形状选自由不规则粒子、管状和球形粒子组成的组中。

根据本发明的另一方面，提供了一种光伏器件，包括：衬底；背面接触层，设置在衬底之上；吸收层，设置在背面接触层之上并且包括吸收材料；以及缓冲层，设置在吸收层之上，其中，缓冲层包括包含掺锌的吸收材料的第一层、包含含锌化合物的第二层以及包含含镉化合物的第三层。

优选地，缓冲层的第一层包含掺杂有0.1原子百分比至5原子百分比的锌的铜铟镓硒（CIGS）。

优选地，缓冲层的第一层的厚度介于5nm和20nm之间。

优选地，第二层包括硫化锌和硒化锌中的至少一种，并且第二层的厚度介于5nm和20nm之间；以及第三层包括硫化镉，并且第三层的厚度介于5nm和60nm之间。

根据本发明的又一方面，提供了一种制造光伏器件的方法，包括：在衬底之上形成背面接触层；在背面接触层之上形成包括吸收材料的吸收层；形成缓冲层的第一层，第一层包括掺锌的吸收材料；以及在第一层之上形成缓冲层的第二层，第二层包括含锌化合物和含镉化合物。

优选地，通过将锌掺入吸收层的顶面来形成缓冲层的第一层。

优选地，形成缓冲层的第二层的步骤包括：形成包括含锌化合物的含锌层；以及形成包括含镉化合物的含镉层。

优选地，形成缓冲层的第二层的步骤包括：在缓冲层的第一层上方沉积含锌化合物，并且形成包围含锌化合物或设置在含锌化合物上方的含镉化合物，其中，缓冲层的第二层中的含锌化合物的形状选自由不规则粒子、管状和球形粒子组成的组中。

优选地，含锌层和含镉层是两个不同的层。

优选地，形成含锌层和含镉层的步骤包括使用化学浴沉积（CBD）法。

优选地，该方法还包括：在缓冲层上方形成透明导电层。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本发明。应该强调的是，根据普通实践，对附图中的各种部件不必按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种部件的尺寸可以被任意增大或缩小。在整个说明书和附图中，相似的参考数字代表相似的部件。

图1A至图1F是根据一些实施例的处于制造期间的示例性光伏器件的一部分的截面图；

图2是示出了根据一些实施例的制造示例性光伏器件的方法的流程图；

图3是示出了根据一些实施例的在制造示例性光伏器件期间形成缓冲层的第二层的方法的流程图；

图4A和4B是示出了根据一些实施例的在缓冲层的第二层中具有不同形状的含锌化合物的示例性缓冲层的光伏器件的一部分的截面图；

图5A至图5C是示出了根据一些实施例的在缓冲层的第二层中具有含锌化合物和含镉化合物的示例性光伏器件的一部分的截面图；