專(zhuān)利名稱(chēng)：濺射基于碲化鎘的薄膜光伏器件中使用的硫化鎘層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開(kāi)的主旨大體上涉及硫化鎘薄膜層和它們的沉積方法。更具體地，本文公開(kāi)的主旨涉及用于在碲化鎘薄膜光伏器件中使用的硫化鎘層和它們的制造方法。
背景技術(shù)：
基于作為光敏部件的與硫化鎘(CdS)配對(duì)的碲化鎘(CdTe)的薄膜光伏(PV)模塊 (也稱(chēng)為“太陽(yáng)能電池板”)在行業(yè)內(nèi)獲得廣泛認(rèn)可和關(guān)注。CdTe是具有特別適合于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電力的特性的半導(dǎo)體材料。例如，CdTe具有約1. 45eV的能量帶隙，其使它與過(guò)去在太陽(yáng)能電池應(yīng)用中使用的較低帶隙的半導(dǎo)體材料(例如，對(duì)于硅，約1. IeV)相比能夠從太陽(yáng)能光譜轉(zhuǎn)換更多的能量。同樣，與較低帶隙的材料相比，CdTe轉(zhuǎn)換處于較低或漫射光狀態(tài)的輻射能，從而與其他常規(guī)材料相比，在白天過(guò)程或多云狀況下具有更長(zhǎng)的有效轉(zhuǎn)換時(shí)間。當(dāng)CdTe PV模塊暴露于例如日光等光能時(shí)，η型層和ρ型層的結(jié)一般負(fù)責(zé)電勢(shì)和電流的產(chǎn)生。具體地，碲化鎘(CdTe)層和硫化鎘(CcK)層形成ρ-η異質(zhì)結(jié)，其中CdTe層充當(dāng) P型層(即，正的電子接受層)并且CdS層充當(dāng)η型層(即，負(fù)的電子供給層)。硫化鎘層是光伏器件中的“窗口層”，因?yàn)楣饽芡ㄟ^(guò)它進(jìn)入碲化鎘層。然而，從硫化鎘靶濺射硫化鎘層是昂貴的過(guò)程，并且一般低效地使用源材料。存在需要采用更具成本效益的方式濺射硫化鎘層并且產(chǎn)生大致上均一的硫化鎘層的方法(特別是在碲化鎘薄膜光伏器件的商業(yè)規(guī)模的制造過(guò)程中)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面和優(yōu)勢(shì)將在下列說(shuō)明中部分闡述，或可通過(guò)該說(shuō)明明顯可見(jiàn)，或可通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐學(xué)習(xí)。大體上提供在襯底上濺射硫化鎘層的方法。該硫化鎘層可以在濺射氣氛中從靶濺射在襯底上，其中該靶包括按重量約75%至約100%的鎘，并且其中該濺射氣氛包括含硫的源氣體。該硫化鎘層可以在形成碲化鎘薄膜光伏器件的方法中使用。本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)勢(shì)將參照下列說(shuō)明和附上的權(quán)利要求變得更好理解。包含在本說(shuō)明書(shū)中并且構(gòu)成其一部分的附示本發(fā)明的實(shí)施例并且與描述一起服務(wù)于解釋本發(fā)明的原理。


針對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員的本發(fā)明的完全和使能公開(kāi)(包括其最佳模式)在該說(shuō)明書(shū)中闡述，其參照附圖，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示范性碲化鎘薄膜光伏器件的剖視圖的一般示意圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示范性DC濺射腔的剖視圖的一般示意圖；圖3示出制造包括碲化鎘薄膜光伏器件的光伏模塊的示范性方法的流程在本說(shuō)明書(shū)和圖中標(biāo)號(hào)的重復(fù)使用意在代表相同或類(lèi)似的特征或元件。部件列表
權(quán)利要求
1.一種在襯底(1 上濺射硫化鎘層(18)的方法，所述方法包括在濺射氣氛中從靶(64)在襯底(1 上濺射硫化鎘層(18)，其中所述靶(64)包括按重量約75%至約100%的鎘，并且其中所述濺射氣氛包括含硫的源氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述靶(64)大致上沒(méi)有硫。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述靶(64)基本上由鎘組成。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述靶(64)由鎘組成。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述濺射氣氛包括按體積約25%至 100%、優(yōu)選地按體積約50%至100%的量的大致含硫的源氣體。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述含硫的源氣體包括硫氣、硫化氫、二硫化碳、六氟化硫、二氯化硫、二甲基硫醚、鏈烷硫醇、硫醚或其混合物。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述含硫的源氣體是硫化氫。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述濺射氣氛大致上沒(méi)有鹵化物。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述濺射氣氛大致上沒(méi)有碳。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述濺射氣氛進(jìn)一步包括氧。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述濺射氣氛包括按體積約至約25%氧量的氧氣。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述濺射氣氛包括吸雜劑。
13.如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述濺射氣氛具有約10毫托至約150 毫托的濺射壓強(qiáng)。
14.一種制造碲化鎘薄膜光伏器件的方法，所述方法包括在透明傳導(dǎo)氧化物層上沉積高阻透明緩沖層，其中所述透明傳導(dǎo)氧化物層是在襯底上；根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述，在所述高阻透明緩沖層上濺射硫化鎘層；和在所述硫化鎘層上沉積碲化鎘層。
全文摘要
本發(fā)明涉及濺射基于碲化鎘的薄膜光伏器件中使用的硫化鎘層的方法。大體上提供在襯底(12)上濺射硫化鎘層(18)的方法。該硫化鎘層(18)可以在濺射氣氛中從靶(64)濺射在襯底(12)上，其中該靶(64)包括按重量約75％至約100％的鎘，并且其中該濺射氣氛包括含硫的源氣體。該硫化鎘層(18)可以在形成碲化鎘薄膜光伏器件(10)的方法中使用。
文檔編號(hào)C23C14/06GK102453863SQ20111035624
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者R·D·戈斯曼, S·D·費(fèi)爾德曼-皮博迪 申請(qǐng)人:初星太陽(yáng)能公司