可用作太陽(yáng)能電池吸收層的基于黃銅礦的材料的銦濺射方法和材料的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了可用作太陽(yáng)能電池吸收層的基于黃銅礦的材料的銦濺射方法和材料。一種太陽(yáng)能電池包括由CIGAS(銅、銦、鎵、鋁和硒)形成的吸收層。提供了一種形成吸收層的方法，包括使用銦鋁靶和使用濺射沉積方法沉積銦鋁膜作為金屬前體層。還提供了諸如CuGa層的另一些金屬前體層，并且熱處理操作使得金屬前體層硒化。熱處理操作/硒化操作將金屬前體層轉(zhuǎn)化成吸收層。在一些實(shí)施例中，吸收層包括基于黃銅礦的雙漸變帶隙。
【專(zhuān)利說(shuō)明】可用作太陽(yáng)能電池吸收層的基于黃銅礦的材料的銦濺射方法和材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池以及用于形成太陽(yáng)能電池中的吸收層的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能電池是用于由太陽(yáng)光直接產(chǎn)生電流的光生伏打組件。由于對(duì)清潔能源日益增長(zhǎng)的需求，近年來(lái)太陽(yáng)能電池的制造急劇擴(kuò)張并且繼續(xù)發(fā)展。目前已存在各種類(lèi)型的太陽(yáng)能電池并且仍在繼續(xù)開(kāi)發(fā)。太陽(yáng)能電池包括吸收層，其吸收太陽(yáng)光，將其轉(zhuǎn)換為電流。因此，吸收層的質(zhì)量和性能是至關(guān)重要的。為了使電流產(chǎn)生的效率最大化，吸收層的組成和吸收層的結(jié)構(gòu)非常關(guān)鍵。因此，吸收層的形成以及其在太陽(yáng)能電池襯底上的布置也是關(guān)鍵的操作。
[0003]一種特別普遍型的吸收材料是基于CIGS的吸收材料。CIGS (即銅銦鎵硒(Cu (In，Ga) Se2))是普遍的硫族化物(chalcogenide)半導(dǎo)體材料,而且基于CIGS的材料用于各種應(yīng)用中尤其是用作太陽(yáng)能電池中的吸收層。為了形成基于CIGS的材料，必須在太陽(yáng)能電池襯底上形成銦(In)材料。最普遍的以及最常用的是通過(guò)將來(lái)自銦濺射靶的銦濺射至襯底上來(lái)實(shí)現(xiàn)銦材料的形成。其他加工操作自然用來(lái)形成基于CIGS的吸收層的其他材料。銦層形成中的一個(gè)缺陷是銦金屬層通常具有相互分離的大顆粒，這導(dǎo)致不想要的粗糙表面形態(tài)。通常認(rèn)為這是由于銦的潤(rùn)濕性差所導(dǎo)致的高表面張力和低熔點(diǎn)溫度造成的。不想要的粗糙表面形態(tài)包括小丘(hillocks)并且降低了吸收層在由太陽(yáng)光的光子產(chǎn)生電流中的效率。
[0004]嘗試各種不同的濺射條件來(lái)改善銦層的表面形態(tài)，即降低表面粗糙度。過(guò)去的那些嘗試在改善表面形態(tài)方面是不成功的并且通常是耗費(fèi)時(shí)間的且導(dǎo)致較低的產(chǎn)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種形成太陽(yáng)能電池的方法，所述方法包括:提供包含銦和鋁的InAl靶；提供太陽(yáng)能襯底，在所述太陽(yáng)能襯底上具有背接觸層；在所述背接觸層上方形成金屬前體層，包括在所述太陽(yáng)能電池襯底上在所述背接觸層上方濺射所述InAl靶的材料；以及熱處理，從而將所述金屬前體層轉(zhuǎn)化成吸收層。
[0006]在所述的方法中，所述InAl靶包含約0.05至30原子百分比的鋁。
[0007]在所述的方法中，所述InAl靶包含約I原子百分比的鋁，并且所述熱處理包括約400V至600°C范圍內(nèi)的溫度。
[0008]在所述的方法中，所述形成金屬前體層進(jìn)一步包括在所述濺射所述InAl靶的材料之前在所述太陽(yáng)能電池襯底上在所述背接觸層上方濺射來(lái)自CuGa靶的CuGa材料。在所述的方法中，所述吸收層包括CIGAS(銅-銦-鎵-鋁-硒)吸收層。在所述的方法中，所述熱處理包括硒化工藝之后硫化工藝，并且生成為黃銅礦結(jié)晶層的所述吸收層。在所述的方法中，所述濺射所述InAl靶的材料在所述背接觸層上生成厚度為約IOOnm的InAl膜，并且所述CIGAS吸收層的厚度為約2至3微米。
[0009]在所述的方法中，所述背接觸層包含鑰，并且所述方法進(jìn)一步包括在所述背接觸層和所述金屬前體層之間形成緩沖層以及在所述吸收層上方形成窗口層。
[0010]在所述的方法中，所述熱處理包括將硒結(jié)合至所述吸收層中的硒化工藝。在所述的方法中，所述熱處理包括使用H2Se氣體作為硒源的所述硒化工藝以及之后的硫化工藝，所述熱處理使所述吸收層成為黃銅礦結(jié)晶材料。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種形成太陽(yáng)能電池的方法，所述方法包括:提供包含銦和選自由Al、Zn、Cr、Ni和Ta構(gòu)成的組中的另一種材料的靶；提供襯底，在所述襯底上具有背接觸層；在所述背接觸層上方形成金屬前體層，包括在所述襯底上在所述背接觸層上方濺射所述靶的材料；以及熱處理，從而將所述金屬前體層轉(zhuǎn)化成吸收層。
[0012]在所述的方法中，所述靶包含0.05至30原子百分比的所述另一種材料。
[0013]在所述的方法中，所述靶包含約I原子百分比的所述另一種材料。
[0014]在所述的方法中，所述熱處理包括硒化工藝，并且所述吸收層包含硒。
[0015]在所述的方法中，所述背接觸層包含鑰，并且所述方法進(jìn)一步包括在所述背接觸層和所述金屬前體層之間形成緩沖層以及在所述吸收層上方形成窗口層。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種太陽(yáng)能電池，包括:設(shè)置在太陽(yáng)能電池襯底上方的吸收層，所述吸收層包括CIGAS (銅、銦、鎵、鋁、硒)材料。
[0017]在所述的太陽(yáng)能電池中，所述吸收層包括黃銅礦晶體結(jié)構(gòu)，并且所述太陽(yáng)能電池進(jìn)一步包括設(shè)置在所述太陽(yáng)能電池襯底和所述吸收層之間的背接觸層以及設(shè)置在所述吸收層上方的窗口層。
[0018]在所述的太陽(yáng)能電池中，所述CIGAS材料包括CuIn(1_x_y)GaxAlySe2，其中y < x并且X處于約0.2至0.35的范圍內(nèi)。
[0019]在所述的太陽(yáng)能電池中，所述CIGAS材料包含比鋁更大量的鎵，并且所述太陽(yáng)能電池進(jìn)一步包括設(shè)置在所述太陽(yáng)能電池襯底和所述吸收層之間的鑰背接觸層。
[0020]在所述的太陽(yáng)能電池中，所述吸收層包括雙漸變帶隙。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)慣例，附圖中的各種部件沒(méi)有按比例繪制。相反，為清楚起見(jiàn)，各種部件的尺寸可以被任意增大或縮小。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)和附圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件。
[0022]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于形成太陽(yáng)能電池的一系列加工操作并包括多個(gè)截面圖；
[0023]圖2是示出圖1中的一個(gè)截面圖的更多細(xì)節(jié)的截面圖；以及
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出一系列加工操作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明提供一種創(chuàng)新性方法，包括提供銦濺射靶，該銦濺射靶還包含鋁或者其他合適的金屬。濺射靶用于在太陽(yáng)能電池襯底上濺射金屬前體層。金屬前體層有利地與其他金屬前體材料結(jié)合并且經(jīng)過(guò)熱處理以形成用于太陽(yáng)能電池的基于黃銅礦的吸收層。銦靶中包含鋁或者其他金屬材料提供了諸多優(yōu)點(diǎn)，諸如，由于含銦層更光滑的形態(tài)以及含銦金屬前體層改善的組成均勻性得到具有增強(qiáng)效率的基于黃銅礦的太陽(yáng)能電池。在一些實(shí)施例中，控制鋁或者所添加的其他金屬的量以形成具有基于黃銅礦的雙漸變帶隙(a doublegraded chalcopyrite-based bandgap)的吸收層。
[0026]圖1示出一系列加工操作，包括步驟A至步驟E。對(duì)于每一步驟，都提供了太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的截面圖。圖1的步驟A示出具有上表面4的襯底2。在一個(gè)實(shí)施例中，襯底2是玻璃襯底，在一個(gè)具體的實(shí)施例中，襯底是鈉鈣玻璃襯底，但是在其他實(shí)施例中使用在太陽(yáng)能電池制造業(yè)中所用的其他合適的襯底。步驟B示出在上表面4上直接設(shè)置背接觸層6，但是在其他實(shí)施例中，在上表面4上方形成另一或另一些膜層從而使其介于襯底2和背接觸層6之間。在一些實(shí)施例中，在襯底2和背接觸層6之間插入阻擋層(未示出)，而在其他實(shí)施例中，在襯底2和背接觸層6之間插入硅層、氧化物層或者這二者。在一些實(shí)施例中，背接觸層6是由鑰(Mo)形成，但是在其他實(shí)施例中使用其他合適的材料。背接觸層6包括頂面8。
[0027]圖1的步驟C示出在背接觸層6上方形成的金屬前體層10。步驟C還示出由CuGa材料14和基于銦的材料16形成的金屬前體層10。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，CuGa材料14和基于銦的材料16中的每一種都是濺射靶并且箭頭18表示材料自CuGa材料14以及自基于銦的材料16濺射至襯底2上，更具體來(lái)說(shuō)，是濺射至背接觸層6的頂面8上。在一個(gè)實(shí)施例中，首先派射來(lái)自CuGa材料14的材料以形成一個(gè)金屬前體層,接著派射來(lái)自基于銦的材料16的材料以形成含銦金屬前體層。在另一實(shí)施例中，同時(shí)或者交替濺射來(lái)自CuGa材料14和基于銦的材料16的材料。
[0028]在一個(gè)實(shí)施例中，CuGa材料14包含約25原子百分比的鎵，但是在其他實(shí)施例中使用其他材料組成。各種合適的濺射條件用于將來(lái)自CuGa材料14的銅和鎵濺射至背接觸層6上。
[0029]在一些實(shí)施例中，基于銦的材料16有利地是單一派射祀。在一個(gè)實(shí)施例中，基于銦的材料16是銦鋁靶。在一些實(shí)施例中，通過(guò)在銦靶中摻雜鋁來(lái)形成靶。在一個(gè)實(shí)施例中，基于銦的材料16是包含I原子百分比的鋁的銦鋁靶。在其他實(shí)施例中，基于銦的材料16是包含介于約0.05原子百分比至約30原子百分比范圍內(nèi)的鋁的銦鋁靶。在其他實(shí)施例中，基于銦的材料16包括銦與鋅、鉻、鎳和鉭中的一種或多種的組合，或者包括銦與其他合適的金屬材料的組合。在多個(gè)實(shí)施例中，基于銦的材料16的組成包括存在原子百分比介于約0.05至30原子百分比范圍內(nèi)的非銦添加材料。一旦沉積，基于銦的金屬前體層包括光滑的表面形態(tài)、基本均勻的組成，并且基本上沒(méi)有小丘。
[0030]在另一個(gè)實(shí)施例中,基于銦的材料16表來(lái)自?xún)蓚€(gè)不同的來(lái)源(例如兩個(gè)不同的靶)的材料。根據(jù)該實(shí)施例，一個(gè)是銦靶和另一個(gè)是由鋁、鋅、鉻、鎳或鉭或其他合適的材料或它們的組合形成的靶。根據(jù)該實(shí)施例，首先將來(lái)自另一個(gè)靶的膜濺射至背接觸層6上或者先前形成的金屬前體層上作為中間層。然后在該濺射沉積步驟之后濺射沉積銦。預(yù)先沉積的鋁、鋅、鉻、鎳或其他材料的薄膜的存在降低了后續(xù)沉積的銦膜的粗糙度。
[0031]如上所述，在多個(gè)實(shí)施例中，金屬前體層10表示多個(gè)個(gè)體前體層。圖2是一個(gè)這種結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。圖2示出襯底2和在上表面4上方形成的背接觸層6。在圖2的實(shí)施例中，金屬前體層10包括兩層，但在其他實(shí)施例中使用不同數(shù)目的金屬前體層。在圖2中，下部金屬前體層18是CuGa金屬前體層,在一個(gè)實(shí)施例中該CuGa金屬前體層具有25原子百分比的鎵，但在其他實(shí)施例中使用其他材料。在一個(gè)實(shí)施例中，下部金屬前體層18具有約500nm的厚度20，但是在其他實(shí)施例中，使用介于約100_2000nm范圍內(nèi)的其他厚度。上部金屬前體層24可以是基于銦的材料層，并且在一個(gè)實(shí)施例中其是銦鋁。在其他實(shí)施例中，基于銦的層(即上部金屬前體層24)包含銦和先前列舉的其他金屬材料中的一種。在一個(gè)實(shí)施例中，上部金屬前體層24包括約IOOnm的厚度26，但是在其他實(shí)施例中使用50nm至約IOOOnm范圍內(nèi)的其他厚度。還應(yīng)該注意，其他實(shí)施例包括除下部金屬前體層18和上部金屬前體層24外的其他層。在先前描述的一個(gè)實(shí)施例中，上部金屬前體層24是銦層，并且在下部金屬前體層18和上部金屬前體層24之間插入諸如鋁、鋅、鉻、鎳或鉭的金屬的薄膜。
[0032]現(xiàn)回到圖1，步驟D示出具有總厚度28的金屬前體層10，在多個(gè)實(shí)施例中，總厚度28介于約IOOnm至約3000nm的范圍內(nèi)。當(dāng)金屬前體層10位于適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí),執(zhí)行熱處理操作以將金屬前體層10轉(zhuǎn)化成吸收層。
[0033]步驟E表示進(jìn)行熱處理操作并且示出由金屬前體層10形成的吸收層32。熱處理操作38包括大范圍的溫度，并且在一些實(shí)施例中使用介于約400°C至約600°C范圍內(nèi)的溫度，但是在其他實(shí)施例中使用更大范圍的溫度。在多個(gè)實(shí)施例中，熱處理操作的時(shí)間介于約15分鐘至數(shù)小時(shí)的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，熱處理操作38是硒化操作40。在一個(gè)這樣的硒化實(shí)施例中，加熱硒源以使得硒進(jìn)入金屬前體層中，使金屬前體層轉(zhuǎn)化成吸收層32。硒源可以是H，Se氣體或其他氣體或者固體，并且在各種熱處理?xiàng)l件下使用各種其他技術(shù)使得硒進(jìn)入金屬前體層10中從而形成吸收層32。在一些實(shí)施例中，吸收層32是基于CIGS的材料。CIGS材料包含銅、銦、鎵和硒并且其是具有黃銅礦晶體結(jié)構(gòu)的四面體鍵合半導(dǎo)體。在一些實(shí)施例中，基于CIGS的材料是化學(xué)計(jì)量的銅銦鎵硒化物，但在其他實(shí)施例中基于CIGS的吸收層32是非化學(xué)計(jì)量組成。在一些實(shí)施例中，基于CIGS的吸收層32是被描述為Cu (In，Ga) Se2的銅銦硒化物和銅鎵硒化物的固溶體。在一些實(shí)施例中，在硒化工藝之后實(shí)施與硒化工藝相結(jié)合的或者在硒化工藝之后硫化工藝以調(diào)整所形成的吸收層的帶隙，在該硫化工藝中，使用H2S氣體或者另一硫源。
[0034]在一些實(shí)施例中，吸收層32是CIGAS材料，即包括銅、銦、鎵、鋁和硒的一種材料。CIGAS實(shí)施例包括鎵和鋁。在其他實(shí)施例中，形成CIAS (銅、銦、鋁、硒)材料。在一些實(shí)施例中，吸收層32是銅銦硒化物、銅鎵硒化物和銅鋁硒化物的固溶體并且可以被描述為Cu(In，Ga) Se20用鋁替換鎵產(chǎn)生具有期望帶隙的吸收層32。在一些實(shí)施例中，期望CIGAS中鋁的量小于鎵的量。在一個(gè)實(shí)施例中，用CuIn(1_x_y)GaxAlySe2來(lái)表示CIGAS材料。在一些實(shí)施例中，y < X并且X處于約0.2至0.35的范圍內(nèi)，但是在其他實(shí)施例中使用其他組成?？梢酝ㄟ^(guò)控制CIGAS吸收層32的組成來(lái)控制帶隙。在一些實(shí)施例中，形成的CIGAS吸收層32包括基于黃銅礦的雙漸變帶隙，這是由于存在CIAS材料和CIGS材料以及中間組成形成的。在整個(gè)吸收層32中帶隙可以是不同的，并且在具有雙重梯度的層的邊緣帶隙最大而在中間位置帶隙最小。與具有相同帶隙的CIGS吸收層相比，CIGS或者CIGAS吸收層的雙重漸變(double grading)增加了開(kāi)路電壓Voc,而不顯著犧牲短路電流Jsc。雙重漸變通過(guò)實(shí)現(xiàn)相對(duì)高的Jsc提供了增強(qiáng)的性能，Jsc是由器件中的最小帶隙決定的，并且同時(shí)由于空間電荷區(qū)中局部增大的帶隙實(shí)現(xiàn)增加的Voc。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)在金屬前體層10的底部上濺射CuGa以及在頂部上濺射In-Al來(lái)形成雙重梯度。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，以某種方式執(zhí)行沉積以產(chǎn)生金屬前體層10所期望的具有V形輪廓的組成漸變分布。在一個(gè)實(shí)施例中，帶隙分布曲線(xiàn)和鋁濃度分布曲線(xiàn)都包括這種組成漸變分布。在一些實(shí)施例中，CuGa靶與還包含Al的銦靶結(jié)合使用以提供鋁源從而形成CIGAS吸收層32，該CIGAS吸收層32是在將金屬前體層10轉(zhuǎn)化成吸收層32的熱處理操作之后采用所描述的組成和帶隙梯度分布產(chǎn)生的。在一些實(shí)施例中，自發(fā)形成V形輪廓。在多個(gè)實(shí)施例中，吸收層32的厚度34介于約0.5至2或3微米的范圍內(nèi)。
[0035]然后對(duì)圖1的步驟E中示出的結(jié)構(gòu)執(zhí)行后續(xù)加工操作以形成太陽(yáng)能電池。在一個(gè)實(shí)施例中，在吸收層32上方形成CdS緩沖層并且在CdS緩沖層上方形成窗口層，但是在其他實(shí)施例中使用其他后續(xù)膜。CIGAS或者其他基于CIGS的吸收層提供了太陽(yáng)光到電流的高效轉(zhuǎn)化。
[0036]圖3是根據(jù)本發(fā)明用于形成太陽(yáng)能電池的示例性方法的流程圖。在步驟110中，提供太陽(yáng)能電池襯底，并且太陽(yáng)能電池襯底可以具有設(shè)置在襯底上的一層或多層。在步驟112中，在太陽(yáng)能電池襯底(諸如襯底2)上或者上方形成背接觸層，諸如圖1的背接觸層6。步驟114表示金屬前體層的形成并且包括一個(gè)或者數(shù)個(gè)沉積操作?？梢砸来位蛘咄瑫r(shí)進(jìn)行沉積操作。在圖3示出的實(shí)施例中，步驟116表示濺射CuGa，以及步驟118表示濺射InAl，并且這些步驟可以同時(shí)進(jìn)行或者步驟116可以在步驟118之前進(jìn)行或者可以以交替的方式執(zhí)行這些步驟。在其他實(shí)施例中，使用不同的或其他的金屬前體層形成步驟。例如，可以分開(kāi)濺射沉積In和Al。在一個(gè)實(shí)施例中，在濺射沉積In之前濺射沉積Al。在又一些實(shí)施例中(圖3未示出)，在沉積In膜之前預(yù)先沉積其他諸如鋅、鉻、鎳、鉭或者其他合適的材料的薄膜作為金屬前體層內(nèi)的中間層，并且采用Al、Zn、Cr、N1、Ta或者合適的材料的這種預(yù)先沉積提高了粘附力并且降低了后沉積的In膜的粗糙度。在步驟120中，進(jìn)行熱處理并且熱處理優(yōu)選為包括至少硒化。在步驟122中，進(jìn)行繼續(xù)加工以形成完整的太陽(yáng)能電池。
[0037]根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種形成太陽(yáng)能電池的方法。該方法包括提供包含銦和鋁的InAl靶；提供其上具有背接觸層的太陽(yáng)能電池襯底；在背接觸層上方形成金屬前體層，該步驟包括在太陽(yáng)能電池襯底上在背接觸層上方濺射InAl靶的材料；以及熱處理從而將金屬前體層轉(zhuǎn)化成吸收層。
[0038]根據(jù)另一方面，提供了一種形成太陽(yáng)能電池的方法。該方法包括:提供了包含銦和選自由Al、Zn、Cr、N1、Ta構(gòu)成的組中的另一種材料的靶；提供其上具有背接觸層的襯底；在背接觸層上方形成金屬前體層，該步驟包括在襯底上在背接觸層上方濺射靶的材料；以及熱處理從而將金屬前體層轉(zhuǎn)化成吸收層。
[0039]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種太陽(yáng)能電池。該太陽(yáng)能電池包括設(shè)置在太陽(yáng)能電池襯底上方的吸收層。該吸收層包括CIGAS(銅、銦、鎵、鋁、硒)材料。
[0040]上述僅示出本發(fā)明的原理。因此，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將能夠設(shè)想出本文中雖然沒(méi)有明確描述或者示出但是體現(xiàn)本發(fā)明原理的各種布置，這些布置包括在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)。而且，本文所引用的所有實(shí)例和假設(shè)性語(yǔ)言主要是用于清楚教導(dǎo)的目的，以幫助讀者理解本發(fā)明的原理和
【發(fā)明者】作出貢獻(xiàn)的構(gòu)思從而推動(dòng)本領(lǐng)域的發(fā)展，并且本發(fā)明并不應(yīng)解釋為限制于這些具體引用的實(shí)例和條件。再者，本文中引用本發(fā)明的原理、方面和實(shí)施例以及它們的具體實(shí)例的所有陳述意圖涵蓋它們結(jié)構(gòu)和功能的等同物。此外，這些等同物包括目前已知的等同物和將來(lái)開(kāi)發(fā)的等同物，也就是說(shuō)，包括不論任何結(jié)構(gòu)只要執(zhí)行相同功能的已開(kāi)發(fā)的任何部件。
[0041]結(jié)合附圖閱讀示例性實(shí)施例的描述，其中附圖也被認(rèn)為是說(shuō)明書(shū)的一部分。在說(shuō)
明書(shū)中，相對(duì)術(shù)語(yǔ)諸如“下部”、“上部”、“水平的”、“垂直的”、“在......上方”、“在......下
方”、“向上”、“向下”、“頂部”和“底部”以及它們的派生詞(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)應(yīng)該被解釋為在論述中的如隨后所述的或者如附圖所示出的方位。這些相對(duì)術(shù)語(yǔ)是為了方便描述起見(jiàn)，并不需要在特定的方位上構(gòu)造或者操作該裝置。除非另有說(shuō)明，諸如“連接”和“互連”的關(guān)于附著、連接等術(shù)語(yǔ)是指結(jié)構(gòu)直接或者通過(guò)介入結(jié)構(gòu)間接固定或者連接在另一結(jié)構(gòu)上的關(guān)系，以及活動(dòng)連接或者剛性連接或者關(guān)系。
[0042]盡管已經(jīng)就示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于此。相反，所附權(quán)利要求應(yīng)該被寬泛地解釋為包括在不背離本發(fā)明等同物的范圍內(nèi)作出的本發(fā)明的其他變型或者實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種形成太陽(yáng)能電池的方法，所述方法包括: 提供包含銦和鋁的InAl靶； 提供太陽(yáng)能襯底，在所述太陽(yáng)能襯底上具有背接觸層； 在所述背接觸層上方形成金屬前體層，包括在所述太陽(yáng)能電池襯底上在所述背接觸層上方濺射所述InAl靶的材料；以及 熱處理，從而將所述金屬前體層轉(zhuǎn)化成吸收層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述InAl靶包含約0.05至30原子百分比的鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述InAl靶包含約I原子百分比的鋁，并且所述熱處理包括約4000C至600°C范圍內(nèi)的溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成金屬前體層進(jìn)一步包括在所述濺射所述InAl靶的材料之前在所述太陽(yáng)能電池襯底上在所述背接觸層上方濺射來(lái)自CuGa靶的CuGa材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述背接觸層包含鑰，并且所述方法進(jìn)一步包括在所述背接觸層和所述金屬前體層之間形成緩沖層以及在所述吸收層上方形成窗口層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述熱處理包括將硒結(jié)合至所述吸收層中的硒化工藝。
7.一種形成太陽(yáng)能電池的方法，所述方法包括: 提供包含銦和選自由Al、Zn、Cr、Ni和Ta構(gòu)成的組中的另一種材料的靶； 提供襯底，在所述襯底上具有背接觸層； 在所述背接觸層上方形成金屬前體層，包括在所述襯底上在所述背接觸層上方濺射所述靶的材料；以及 熱處理，從而將所述金屬前體層轉(zhuǎn)化成吸收層。
8.一種太陽(yáng)能電池，包括:設(shè)置在太陽(yáng)能電池襯底上方的吸收層，所述吸收層包括CIGAS(銅、銦、鎵、鋁、硒)材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述吸收層包括黃銅礦晶體結(jié)構(gòu)，并且所述太陽(yáng)能電池進(jìn)一步包括設(shè)置在所述太陽(yáng)能電池襯底和所述吸收層之間的背接觸層以及設(shè)置在所述吸收層上方的窗口層。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述吸收層包括雙漸變帶隙。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK103855249SQ201310134090
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】嚴(yán)文材, 吳忠憲, 陳世偉, 李文欽 申請(qǐng)人:臺(tái)積太陽(yáng)能股份有限公司