用于光伏器件的吸收層及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明總體涉及光伏器件領域，更具體地，涉及用于光伏器件的吸收層及其制造 方法。
【背景技術】
[0002] 本發(fā)明總體涉及光伏器件，更具體地，涉及光伏器件和制造該光伏器件的方法。
[0003] 光伏器件（也稱作太陽能電池）吸收太陽光，并且將光能轉換成電能。因此，不斷 地改進光伏器件及其制造方法W在具有更薄設計的情況下提供更高的轉化效率。
[0004] 薄膜太陽能電池是基于沉積在襯底上的光伏材料的一層或多層薄膜。光伏材料的 膜厚介于若干納米至數(shù)十微米的范圍內。該種光伏材料的實例包括蹄化領（CdTe)、銅鋼嫁 砸化物（CIG巧和非晶娃（a-Si)。該些材料用作光吸收件。光伏器件還可W包括諸如緩沖 層、背面接觸層和正面接觸層的其他薄膜。

【發(fā)明內容】

[0005] 為解決現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明提供了一種光伏器件，包括；襯底；背面接觸 層，設置在所述襯底之上；W及吸收層，設置在所述背面接觸層之上，其中，所述吸收層包括 分別位于不同水平位置的至少兩個區(qū)域，并且在所述吸收層的相應的深度處每個相應的區(qū) 域分別具有不同的成分濃度分布。
[0006] 在上述光伏器件中，其中，所述吸收層包括I-III-VI2化合物，所述I-III-VI2 化合物包括I族元素、III族元素和VI族元素。
[0007] 在上述光伏器件中，其中，所述吸收層包括I-III-VI2化合物，所述I-III-VI2 化合物包括I族元素、III族元素和VI族元素；所述吸收層中的所述I族元素是化；所述吸 收層中的所述III族元素選自由Al、Ga、In和T1組成的組；W及所述吸收層中的所述VI族元 素選自由S和Se組成的組。
[0008] 在上述光伏器件中，其中，所述成分濃度分布是GGI比率，所述GGI比率限定為在 所述吸收層的相應深度處的嫁（Ga)與嫁和鋼（Ga+In)的總量的原子比率。
[0009] 在上述光伏器件中，其中，所述成分濃度分布是GGI比率，所述GGI比率限定為在 所述吸收層的相應深度處的嫁（Ga)與嫁和鋼（Ga+In)的總量的原子；所述吸收層包括區(qū)域 A和區(qū)域B，區(qū)域B是連續(xù)相，并且區(qū)域A是與所述吸收層垂直對準的分散相。
[0010] 在上述光伏器件中，其中，所述成分濃度分布是GGI比率，所述GGI比率限定為在 所述吸收層的相應深度處的嫁（Ga)與嫁和鋼（Ga+In)的總量的原子；所述吸收層包括區(qū)域 A和區(qū)域B，區(qū)域B是連續(xù)相，并且區(qū)域A是與所述吸收層垂直對準的分散相；各個所述區(qū)域 A的形狀選自由圓柱體和多邊形柱體組成的組。
[0011] 在上述光伏器件中，其中，所述成分濃度分布是GGI比率，所述GGI比率限定為在 所述吸收層的相應深度處的嫁（Ga)與嫁和鋼（Ga+In)的總量的原子；所述吸收層包括區(qū)域 A和區(qū)域B，區(qū)域B是連續(xù)相，并且區(qū)域A是與所述吸收層垂直對準的分散相；所述區(qū)域B在 所述吸收層中的第一深度處的GGI比率大于所述區(qū)域A在所述第一深度處的GGI比率。 [001引在上述光伏器件中，其中，所述成分濃度分布是GGI比率，所述GGI比率限定為在 所述吸收層的相應深度處的嫁（Ga)與嫁和鋼（Ga+In)的總量的原子；所述吸收層包括區(qū)域 A和區(qū)域B，區(qū)域B是連續(xù)相，并且區(qū)域A是與所述吸收層垂直對準的分散相；在從所述吸收 層的頂面延伸至所述吸收層的底面的整個體積中，所述區(qū)域A的GGI比率在從0至0. 6的 范圍內，并且所述區(qū)域B的GGI比率在從0. 01至0. 8的范圍內。
[0013] 在上述光伏器件中，進一步包括；緩沖層，設置在所述吸收層上方；W及正面透明 層，設置在所述緩沖層上方。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種形成光伏器件的吸收層的方法，包括：在襯 底之上形成金屬前體層；在所述金屬前體層之上放置掩模，所述掩模具有圖案化結構，所述 圖案化結構限定了從所述掩模中穿透的多個孔；W及將含砸前體沉積到所述金屬前體層 上。
[0015] 在上述方法中，其中，所述金屬前體包括選自由I族元素和III族元素組成的組中 的材料；所述吸收層中的所述I族元素是化，W及所述吸收層中的所述III族元素選自由 Al、Ga、In和T1組成的組。
[0016] 在上述方法中，其中，位于所述掩模上的所述多個孔的每一個的形狀均選自由圓 形和多邊形組成的組。
[0017] 在上述方法中，其中，位于所述掩模上的所述多個孔的每一個的面積都在從1平 方微米至1000平方微米的范圍內；W及所述多個孔的兩個鄰近孔彼此之間的距離在從1微 米至1000微米的范圍內。
[0018] 在上述方法中，進一步包括：去除所述掩模；在從20(TC至80(TC的溫度范圍內，在 惰性氣體中對所述光伏器件進行退火；W及在從20(TC至60(TC的溫度范圍內，將含硫前體 沉積到所述金屬前體層上。
[0019] 在上述方法中，進一步包括：去除所述掩模；在從20(TC至80(TC的溫度范圍內， 在惰性氣體中對所述光伏器件進行退火；W及在從20(TC至60(TC的溫度范圍內，將含硫前 體沉積到所述金屬前體層上；在從35CTC至45CTC的溫度范圍內，將所述含砸前體沉積到所 述金屬前體層上；在從50(TC至60(TC的溫度范圍內，在惰性氣體中對所述光伏器件進行退 火；W及在從45CTC至55CTC的溫度范圍內，將所述含硫前體沉積到所述金屬前體層上。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種制造光伏器件的方法，包括；在襯底之上形 成背面接觸層；在所述背面接觸層之上形成吸收層，其中，形成所述吸收層的步驟包括：在 所述襯底之上形成金屬前體層；在所述金屬前體層之上放置掩模，所述掩模具有圖案化結 構，所述圖案化結構限定了從所述掩模中穿透的多個孔；W及將含砸前體沉積到所述金屬 前體層上。
[0021] 在上述方法中，其中，位于所述掩模上的所述多個孔的每一個的形狀均選自由圓 形和多邊形組成的組。
[0022] 在上述方法中，其中，所述金屬前體包括選自由I族元素和III族元素組成的組中 的材料；所述吸收層中的所述I族元素是化，W及所述吸收層中的所述III族元素選自由 Al、Ga、In和T1組成的組。
[0023] 在上述方法中，其中，形成所述吸收層的步驟進一步包括：去除所述掩模；在從 20(TC至80(TC的溫度范圍內，在惰性氣體中對所述光伏器件進行退火；W及在從20(TC至 60(TC的溫度范圍內，將含硫前體沉積到所述金屬前體層上。
[0024]在上述方法中，進一步包括：在所述吸收層上方形成緩沖層；W及在所述緩沖層 上方形成正面接觸層。
【附圖說明】
[00巧]當結合附圖進行閱讀時，通過W下詳細描述可W更好地理解本發(fā)明的各個方面。 應該強調的是，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，各個部件未按比率繪出。事實上，為了清楚的討論， 各個部件的尺寸可W任意地增大或縮小。在整個說明書和附圖中，相似的參考標號代表相 似的部件。
[0026] 圖1A和圖1B是根據(jù)一些實施例的示例性光伏器件的一部分在制造期間的截面 圖。
[0027] 圖2A是根據(jù)一些實施例的示出了制造示例性光伏器件的方法的流程圖。
[0028] 圖2B是根據(jù)一些實施例的示出了形成吸收層的方法的流程圖。
[0029] 圖3根據(jù)一些實施例示出了用于形成吸收層的示例性工藝，該工藝包括掩蔽金屬 前體層的步驟，然后進行砸化步驟W及隨后的退火步驟和硫化步驟。
[0030] 圖4A至圖4E是根據(jù)一些實施例的通過圖2B或圖3的方法制造的示例性光伏器 件的一部分的截面圖。
[0031] 圖5A至圖5C是根據(jù)一些實施例的在形成吸收層的工藝期間將示例性掩模放置在 金屬前體層之上的平面圖。
[0032] 圖6A是根據(jù)一些實施例的具有兩個區(qū)域（區(qū)域A和區(qū)域B)的示例性吸收層的平 面圖。
[0033] 圖6B是圖6A的示例性吸收層中的區(qū)域（區(qū)域A和區(qū)域B)的截面圖。
[0034] 圖7根據(jù)一些實施例示出了由GGI比率表示的整個吸收層的區(qū)域A和區(qū)域B中的 嫁的示例性分布。
【具體實施方式】
[0035] W下公開內容提供了用于實施本發(fā)明的不同特征的許多不同的實施例或實例。W 下描述部件和布置的具體實例W簡化本發(fā)明。當然，該僅僅是實例，并不旨在限制本發(fā)明。 例如，在W下描述中，第一部件形成在第二部件上方或者上可W包括第一部件和第二部件 W直接接觸的方式形成的實施例，還可W包括在第一部件和第二部件之間可W形成額外的 部件，從而使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。此外，本發(fā)明可W在各個實例中 重復參考標號和/或字符。該種重復是為了簡化和清楚的目的，而且其本身沒有規(guī)定所論 述的各個實施例和/或結構之間的關系。
[0036] 此外，在本文中可W使用諸如"在…下面"、"在…下方"、"下"、"在…之上"、"上"等 的空間相對位置術語W便于在說明書中描述如附圖所示的一個元件或部件與另一個（或 另一些）元件或部件的關系。除了圖中示出的方位外，該些空間相對位置術語旨在包括器 件在使用或操作中的不同方位。裝置可其他方式定向（旋轉90度或在其他方位上）， 并因此對本文中使用的空間相對位置描述符可