[发明专利]包括掺杂的半导体膜的光伏器件

说明书

一种光伏电池可包含与半导体层接触的掺杂剂。

本申请是申请日为2008年10月30日、申请号为200880101459.3(国际申请号为PCT/US2008/081763)、题为“包括掺杂的半导体膜的光伏器件”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及光伏电池。

背景技术

在光伏器件的制造期间，可将半导体材料层应用到基板，一层用作窗口层，第二层用作吸收层。窗口层可使太阳能穿透至吸收层，在吸收层光能被转换为电能。一些光伏器件可使用也为电荷导体的透明薄膜。导电薄膜可为透明导电氧化物(TCO)，例如掺氟氧化锡、掺铝氧化锌或氧化铟锡。TCO可使光穿过基板窗口到有源(active)光吸收材料，并用作欧姆接触以将光生电荷载流子从光吸收材料转走。可在半导体层的背表面上形成背电极。背电极可包含导电材料，例如金属银、镍、铜、铝、钛、钯或它们的任意实际组合，从而提供与半导体层的电连接。背电极可为半导体材料。掺杂半导体层可提高光伏器件的效率。

发明内容

通常，光伏电池可以包括透明导电层和与透明导电层接触的第一半导体层。第一半导体层可包含氧化剂。透明导电层可位于基板之上。在其他情况下，透明导电层可位于第一氧化物层之上。氧化剂可为，例如，氟或氧。

在一些情况下，光伏电池可包括在透明导电层和第一半导体层之间的层，其中，所述层包含掺杂剂。掺杂剂可包括n型掺杂剂。包含掺杂剂的层可与第一半导体层接触。包含掺杂剂的层可与透明导电层接触。

光伏电池还可包括与第一半导体层接触的第二半导体层。第二半导体层可包含CdTe。第一半导体层可包含CdS。基板可为玻璃。

在一些情况下，光伏电池还可包括附加的第一半导体层，附加的第一半导体层在包含掺杂剂的层和透明导电层之间。包含掺杂剂的层可具有大于4埃的厚度。含有掺杂剂的层可具有大于8埃的厚度。含有掺杂剂的层可具有大于12埃的厚度。

另一方面，光伏电池可包括：透明导电层；与透明导电层接触的第一半导体层和与第一半导体层相邻的第二半导体层，其中，第一半导体层或第二半导体层包含掺杂剂。

在一些情况下，第一半导体层和第二半导体层均可包含掺杂剂。第一半导体层中的掺杂剂可与第二半导体层中的掺杂剂不同。透明导电层可位于基板之上。透明导电层可位于第一半导体层之上。第一半导体层可包含CdS。第二半导体层可包含CdTe。

掺杂剂可为III族元素。掺杂剂可为I族元素。掺杂剂可为Cu、Ag或Au。掺杂剂可为V族元素。掺杂剂可具有高于0.5ppma的浓度。掺杂剂可具有高于100ppma的浓度。掺杂剂可具有高于500ppma的浓度。

一种制造光伏电池的方法，可包括以下步骤：沉积与透明导电层接触的第一半导体层；沉积与第一半导体层相邻的第二半导体层；向第一半导体层或第二半导体层中引入掺杂剂。

在一些情况下，可向第一半导体层和第二半导体层中引入掺杂剂。在一些情况下，向第一半导体层中引入的掺杂剂可与向第二半导体层中引入的掺杂剂不同。

可通过扩散引入掺杂剂。可通过蒸气引入掺杂剂。掺杂剂可作为混合粉末被引入。掺杂剂可作为固体粉末被引入。掺杂剂可通过整个半导体层被引入。掺杂剂可被加入到层的一部分。掺杂剂可为n型掺杂剂。掺杂剂可为p型掺杂剂。掺杂剂可为铟，混合粉末可为CdS和In₂S₃。

在热处理过程中可引入掺杂剂。热处理温度可为大约400℃。在热处理之前，掺杂剂可被涂覆到第二半导体层的表面。

另一方面，一种制造光伏电池的方法可包括以下步骤：在有氧化剂存在的情况下沉积第一半导体层；用掺杂剂处理第一半导体层。