[发明专利]用于薄层太阳能电池的附加的底层

说明书

技术领域

本发明的主题是一种用于制造CdTe薄层太阳能电池或者它的半成品的、改进的方法，以及根据所述方法的薄层太阳能电池，所述方法设置：施布附加的底层(Grundierungsschicht)，该底层在前接触层后施加到该前接触层上，以便改进随后的CdS层的生长。

背景技术

在根据现有技术制造的薄层太阳能电池时，在衬底，通常是玻璃上施加透明的前接触层(例如TCO－transparent conducting oxide(透明导电氧化物))。在该前接触层上沉积由纯的或者经改性的CdS(硫化镉)组成的层，随后把CdTe层(碲化镉)沉积到该前接触层上。最后进行背接触层的施加。

CdS层的施加根据现有技术以CSS(Close spaced sublimation，近距离升华)法进行，其中，具有预先准备的前接触层的玻璃衬底在具有CdS的坩埚上运动经过。该坩埚被加热并且待蒸镀的材料(CdS)从坩埚中蒸发(升华)并且沉积在衬底的前接触层上，该前接触层与坩埚相比保持在更低的温度上。

详细研究表明，在坩埚中作为颗粒存在的CdS在升华时分解成其组成部分(2CdS->2Cd+S₂)。这些组成部分分开地到达前接触层的表面并且在那里重新结合成CdS。

CdTe层的随后的施加同样优选用CSS法进行。

最后施加优选作为层序列的背接触层。

在所述方法的情况下并且也在下文中，清洁步骤、回火步骤和密封步骤根据现有技术是公知的并且不详细阐述。防反射层和保护层(例如背侧薄板或玻璃)的施加也是前提。

在大规模的使用中进行CdS层和CdTe层的施加，其方法是加热具有预先准备的前接触层(该前接触层朝向坩埚的方向)的衬底，并且将衬底以恒定的速度在坩埚上面穿过，从而构造出均匀厚度的CdS层和CdTe层。该过程根据现有技术在依次连接的、被加热的真空室内实施，衬底在由辊子或者传输带组成的传输系统上运动穿过这些真空室，辊子或者传送带在衬底的侧棱边上支撑该衬底。

在该过程中力争把CdS层尽可能薄地设计，以防止太阳能电池的光学特性由于该层而变差。然而同时必须保证CdS层不具有任何缺陷(孔洞－针孔)，通过这些缺陷可能引起前接触层与CdTe层之间的短路。根据现有技术为满足这两种需求优选CdS层厚为80nm到200nm。

在制造CdS层时的缺点是，该层的生长进行得非常慢，这是因为CdS或者其由蒸气组成的组成部分仅能困难地保持附着在前接触层的表面上。其结果是，必须从坩埚中蒸发要比构造该层所需要的更多的CdS材料。除提高成本外这还导致CdS在不期望的地方上的增强的沉积。

发明内容

所述问题的结果导致提出如下任务：减小CdS层的层厚而不降低质量，并且尤其在CSS法中更好地充分利用CdS。还应该实现覆层过程的加速。

根据本发明，该任务通过如下用于制造薄层太阳能电池的半成品的方法解决，该方法具有下述步骤：

a.提供具有前接触层或者前接触层序列的透明的衬底，

b.将增附层施加到前接触层或者前接触层序列上，其中，增附层具有碲、碲化镉、硒、硒化镉或者它们的混合物，并且

c.将由纯的或者经改性的CdS组成的层施加到增附层上。

有利的方法方式在下文中说明。

根据本发明设计的薄层太阳能电池至少具有下述层：

a.透明的衬底，

b.前接触层或者前接触层序列，

c.由纯的或者经改性的CdS组成的层，

d.CdTe层，

e.背接触层或者背接触层序列，

其特征在于，在前接触层或者前接触层序列与由纯的或者经改性的CdS组成的层之间布置有起增附作用的层，其中，起增附作用的层具有碲、碲化镉、硒、硒化镉或者它们的混合物。

该太阳能电池的有利的实施方式在下文中说明。

根据本发明的方法设置，将起增附作用的层施加到薄层太阳能电池的前接触层上，该起增附作用的层既提高CdS的沉积率，也改进沉积的CdS层的均匀性。

起增附作用的层的目的是，延长Cd原子和/或S原子(其从S₂分子在产生)在前接触层的表面上的停留时间并且因此提高反应成CdS的概率。