專利名稱：單結(jié)太陽能電池裝置所采用的薄膜式金屬氧化物半導體材料的制作方法
單結(jié)太陽能電池裝置所采用的薄膜式金屬氧化物半導體材料 相關申請的相互參考
本申請在美國申請了優(yōu)先權(quán)，臨時專利申請?zhí)枮镹o.60/976,391，歸檔 日期為2007年9月28日；非臨時專利申請?zhí)枮镹o. 12/237,369，歸檔日期 2008年9月24日。本申請通常是指這兩份申請，并為所有目的共同引用。
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背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及太陽能電池材料，具體涉及一種采用薄膜工藝制作太陽能 發(fā)電材料的方法和結(jié)構(gòu)，其中薄膜由第四族材料(如硅和鍺)以及氧化銅 等金屬氧化物制成。已通過單結(jié)配置實施了該方法和結(jié)構(gòu)，這僅是一個例 子，但本發(fā)明可能還有其他配置。
從開始以來，人類就一直面臨著找到利用能源方法的挑戰(zhàn)。能源可分
為石化能源、水能、原子能、風能、生物能、太陽能，以及包括木材，煤
等占多數(shù)的原始型能源。上個世紀，現(xiàn)代文明已依賴于作為重要能源的石
化能源。石化能源包括天然氣和石油。天然氣包括丁烷和丙烷等較輕形式
的氣體，通常用于家庭取暖和烹飪的燃料。石油包括汽油、柴油、噴氣燃
料等，通常用于運輸。較重形式的石化能源在一些地方也可用作家庭取暖。
不幸的是，基于地球上可用總量，石化能源有限且本質(zhì)上不能再生，另夕卜， 由于汽車和^吏用石化產(chǎn)品的增加，石化能源正成為相當稀缺的資源，隨著
時間的流逝其最終將^。
最近，已迫切需要清潔能源。水力發(fā)電就是清潔能源的一個例子，通 過修建大型水壩，阻擋水的流動，通過水力驅(qū)動發(fā)電積j發(fā)電，如內(nèi)華達州 的胡佛水壩，其所發(fā)的電供加利福尼亞州洛杉磯市的大部分地區(qū)使用。其 它形式的清潔能源包括太陽能。該發(fā)明背景以及下面更具體的敘述揭示了 太陽能詳細情況。
太陽能通常將來自太陽的電磁輻射轉(zhuǎn)換為能源的其它有用形式，包括 熱能和電力。通常通過太陽能電池來應用太陽能。雖然太陽能清潔且在一
4定程度獲得了成功，其在全世界廣泛應用之前仍存在許多缺陷。例如，一 種太陽能電池采用結(jié)晶材料，該結(jié)晶材料由半導體錠構(gòu)成，這些結(jié)晶材料 包括將電磁輻射轉(zhuǎn)換為電流的光電^l體裝置。結(jié)晶材料生產(chǎn)成本高，很 難大量生產(chǎn)。另外，采用結(jié)晶材料制成的裝置能源轉(zhuǎn)換效率低。其它類型 的太陽能電池釆用薄膜技術(shù)，形成薄膜的感光材料，將電磁輻射轉(zhuǎn)換為電 流。在利用薄膜技術(shù)制作太陽能電池時也存在類似的缺陷，也就是說，效 率通常也低。另外，膜的可靠性差，在常規(guī)應用環(huán)境中使用期限短。本專 利說明書以及下面更具體的敘述揭示了這些常規(guī)技術(shù)的缺陷。
綜上所述可以看出，迫切需要生產(chǎn)太陽能電池材料的改進技術(shù)及合成 裝置的技術(shù)。
發(fā)明概述
本發(fā)明提供了一種單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)和方法的技術(shù)，更具體地說， 根據(jù)本發(fā)明所述的實施提供了一種單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采用薄膜 式金屬氧化物半導體材料。本發(fā)明的廣泛應用范圍將獲得認可。
在一個具體實施范例中，提供了一種單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)
包括具有表面區(qū)域的M構(gòu)件；所i^l構(gòu)件表面區(qū)域上覆蓋的第一導體 層；以及導體層上覆蓋的一P型吸收層。在一個具體的實施例中，所述P 型吸收層具有P型雜質(zhì)特征和第一光吸收系數(shù)，所述第一光吸收系數(shù)在 400nm到800nm的波長范圍內(nèi)大于104cm-l。在一個具體實施例中，所述 P型吸收層含有金屬氧化物半導體材料。所述結(jié)構(gòu)還包括第一吸收層上覆 蓋的一 N+層，所述N+層具有N型雜質(zhì)特征。所述結(jié)構(gòu)還包括所述第一吸 收層和所述N+層形成的一個界面區(qū)。所述N+層上覆蓋的具有適當阻力的 緩沖層。所述結(jié)構(gòu)還包括所述緩沖層上覆蓋的的第二導體層。
在另一個實施范例中，拔，供了單結(jié)太陽能電池的制造方法。所述方法包 括提供具有表面區(qū)域的一個^構(gòu)件。覆蓋n構(gòu)件的表面區(qū)域，形成第 一導電層，以;5Lt蓋所述導電層，形成P型吸收層。在一個具體實施例中， 所述P型吸收層具有P型雜質(zhì)特征和第一光吸收系數(shù)，所述第一光吸收系 數(shù)在400nm到800nm的波長范圍內(nèi)大于104cm-l。在一個具體的實施例 中，覆蓋所述P型層，形成N+層的方法，所述P型吸收層與所述N+層形 成一界面區(qū)。所述方法包括覆蓋所述N+層，形成高阻緩沖層以;SA蓋所述緩沖層，形成第二導體層。
根據(jù)所述實施范例，包括一種或多種以上的特征。根據(jù)本發(fā)明，所述 實施范例提供了一種采用金屬氧化物半導體材料的單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)。 利用簡單工藝和無需對傳統(tǒng)設備進行進一步M就可實現(xiàn)本發(fā)明。根據(jù)所 述實施范例，所述金屬氧化物半導體材料為納米結(jié)構(gòu)或塊體結(jié)構(gòu)。在一個 具體實施范例中，該太陽能電池結(jié)構(gòu)在將陽光轉(zhuǎn)換為電能過程中具有較高
轉(zhuǎn)換效率。根據(jù)實施范例，其轉(zhuǎn)換效率為15%到20%或高于合成單結(jié)太 陽能電池。此外，單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)可進行大恥漠生產(chǎn)，這樣就減少了 光電池設備的生產(chǎn)成本。根據(jù)所述實施例，可實現(xiàn)一種或多種以上有益效 果。本說明書對這些有益效果進行了更加全面的描述，具體見下文。


根據(jù)本發(fā)明的一個實施范例，圖1為描述單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)的簡圖。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施范例，圖2為描述單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)的結(jié)區(qū) 簡圖。
圖3-8為在一個具體實施范例中，采用薄膜金屬氧化物半導體材料制作 單結(jié)太陽能電池的示意圖。
發(fā)明詳述
根據(jù)本發(fā)明所述的實施范例，提供一種專用于光電池結(jié)構(gòu)的技術(shù)，具體 涉及一種單結(jié)光電池結(jié)構(gòu)和具有高轉(zhuǎn)換效率的合成光電池結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā) 明所述的實施范例，具有更廣泛的適用范圍將獲得認可。
圖l為根據(jù)本發(fā)明的一個實施范例所述的單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)(100) 簡圖。如圖所示，所述單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)包括具有表面區(qū)域(104)的基 板構(gòu)件(102)。根據(jù)應用情況，所述^1構(gòu)件可由絕緣體材料，導體材料 或半導體材料制成。在一具體實施范例中，導體材料可為金屬鎳、鉬、鋁 或不銹鋼等的金屬合金。在一個實施范例中，半導體材料包括硅、鍺、III-V 族與II-VI族材料等的硅鍺化合物半導體材料以及其他材料。在一個具體 實施范例中，絕緣體材料可為玻璃、石英、熔融石英等透明材料。此外， 根據(jù)應用情況，絕緣體材料也可為高分子材料，陶瓷材料或單層或復合層 材料。依據(jù)該實施范例，所述高分子材料可包括丙烯酸材料、聚碳酸酯材料及其他。當然，可能也有其他的變化、修U選擇形式。
如圖l所示，所述單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)包括覆蓋第一電極結(jié)構(gòu)的表面
區(qū)域、形成了所^J41構(gòu)件的第一導電層104。在一個具體實施范例中， 所述第一電極結(jié)構(gòu)可由合適的材料或組合材料制成。依據(jù)實施范例，所述 第一電極結(jié)構(gòu)可由透明導電電極或反光或擋光材料制成。光學透明材料可 包括銦錫氧化物(ITO)、鋁摻雜的氧化鋅、氟摻雜的氧化錫及其他。
在一個具體實施范例中，所述第一電極可由金屬材料制成.所述金屬 材料可包括金、銀、鎳、白金、鋁、鎢、鉬，這些金屬的一種組合，或一 種合金等。在一個實施范例中，可采用濺射、電鍍、電化學沉積及其他 技術(shù)來沉積金屬材料。此外，所述第一電極結(jié)構(gòu)可由碳或石墨等^&材料
構(gòu)成。^a^艮據(jù)應用情況，所述第一電極結(jié)構(gòu)也可由導電高分子材料構(gòu)成。 當然，可能也有其他的變化、修改及選擇形式。
再次參考圖i,所述單結(jié)太陽能電池包括第一電極層上覆蓋的一吸收 層。在一個具體實施范例中，所述吸收層具有p型特征。也就是說，所述 吸收層吸收電磁輻射，在所述吸收層內(nèi)形成帶正電的載體。在一個具體實 施范例中，所述吸收層包括第一金屬氧化物半導體材料?？捎貌煌螤詈?大小的各種空間形態(tài)，來提供所述第一金屬氧化物半導體材料。例如，所 述第一金屬氧化物半導體材料可能為納米結(jié)構(gòu)，如納米管、納米柱、納米 晶體等。在其他實施范例中，所述第一金屬氧化物半導體材料為塊體材料。 當然，可能也有其他的變化、修^tA選擇形式。
在一個具體實施范例中，所述第一金屬氧化物半導體材料具有一光吸
收系數(shù)，對于電磁輻射，在大約400納米到800納米的波長范圍內(nèi)所述光 吸收系數(shù)大于104cm-l。在另一個實施范例中，所述第一金屬氧化物半導 體材料具有一光吸收系數(shù)，對于電磁輻射，在大約450納米到700納米的 波長范圍內(nèi)所述光吸收系數(shù)大于104cm-l。當然，可能也有其他的變化、 修M選擇形式。
所述第一金屬氧化物半導體材料具有載體遷移率的特征。在一個具體
實施范例中，所述第一金屬氧化物半導體材料的栽體遷移率為大約io-6
cm2/V-s到10、mVV-s。在另一實施范例中，所述第一金屬氧化物半導體 材料的載體遷移率為大約10_3 cmVV-s到大約103cm2/V-s。在某些實施范圍 例中，所述第一金屬氧化物半導體材料的載體遷移率為大約10—3 cm2/V-s
7到大約103 cm2/V-s。當然，可能也有其他的變化、修^51選#^式。
所述第一金屬氧化物半導體材料具有帶隙特征。在一個具體實施范例 中，所述第一吸收層具有一個大約1.0 eV到大約2.2 eV的帶隙。在另一 個實施范例中，所述第一金屬氧化物半導體材料能夠具有一個大約1.0 eV 到大約2.0eV的帶隙。在一個首選實施范例中，所述第一金屬氧化物半導 體材料能夠具有一個大約1.2 eV到大約1.8 eV的帶隙。當然，4艮據(jù)應用情 況，也可有其他的變化、修改及選擇形式。
參考圖1, 一 N+層(106)覆蓋在吸收層上，具有P型特征。在一個 具體實施范例中，所述N+層包括第二金屬氧化物半導體材料。在另一個 實施范例中，所述N+層可包括一金屬硫化物材料。所述第二金屬氧化物 材料包括一種或多種銅的氧化物及鋅氧化物等等。所述金屬-克化物材料包 括硫化鋅、硫化鐵及其他?？捎貌煌螤詈统叽绲牟煌臻g形態(tài)來提供所 述N+層。在一具體實施范例中，所述N+層可包括納米結(jié)構(gòu)的適當材料， 如納米柱、納米管、納米棒、納米晶體及其他。在一個選擇的實施范例中， 根據(jù)應用情況，也可利用其他形態(tài)提供所述N+層，如塊體材料。當然， 根據(jù)應用情況，可能也有其他的變化、修改及選擇形式。
在一個具體實施范例中，如圖l所示， 一界面區(qū)(108)由所述P吸收 層與所述N+層形成。在一個首選實施范例中，界面層允許由帶正電荷的載 體與帶負電荷的載體形成的pn結(jié)。在一個具體實施范例中，pn結(jié)特M 于pn+結(jié)和基本處于界面區(qū)附近吸收層內(nèi)的轉(zhuǎn)換區(qū)。當然，可能也有其他 的變化、修M選擇形式。
在一個具體實施范例中，所述單結(jié)太陽能電池包括所述第二吸收層上 覆蓋的一緩沖層(110 )。該緩沖層由滿足要求的適當材料制成。當然，可 能也有其他的變化、修改及選擇形式。
再次參考圖1，覆蓋在所述緩沖層上、形成一個第二電極結(jié)構(gòu)的一個 第二導體層(U2)。在一個具體實施范例中，所述第二電極結(jié)構(gòu)可由適當 材料或組合材料制成。依據(jù)實施范例，所述第二電極結(jié)構(gòu)可由透明導電電 極或反光或擋光材料構(gòu)成。首選的所述第二電極結(jié)構(gòu)包括光學透明材料， 如銦錫氧化物(ITO)、鋁鋅氧化物、氟錫氧化物及其他。在一個具體實 施范例中，所述第二電極結(jié)構(gòu)可由金屬材料制成。所述金屬材料可包括金、 銀、鎳、白金、鋁、鎢、鉬，這些金屬的一種組合物，或一種合金等。在一個具體實施范例中，可采用如濺射、電鍍、電化學沉積等技術(shù)進行金屬 材料的沉積。此外，根據(jù)應用情況，所述第二電極結(jié)構(gòu)可由^&材料構(gòu)成， 如碳或石墨。但第二電極結(jié)構(gòu)也可由導電高分子材料構(gòu)成。當然可能也有 其他的變化、修a選擇形式。
圖2為根據(jù)本發(fā)明，實施范例所述的界面區(qū)詳圖。如圖所示，覆蓋在 吸收層(204)上、形成一pn結(jié)的一個N+層(202)。在一個具體實施范 例中，所述吸收層具有P型雜質(zhì)特征以及具有光吸收系數(shù)，對于電磁輻射， 在大約400納米到750納米的波長范圍內(nèi)大于該光吸收系數(shù)大約104 cm-l。當暴露在電磁輻射中時，所述吸收層內(nèi)形成電子空穴對，并且界面 區(qū)附近吸收層區(qū)域內(nèi)基本形成一轉(zhuǎn)換區(qū)(206)。例如，所述吸收層可由具 有大約1.0eV到大約2.0eV帶隙的第一金屬氧化物半導體材料形成。在一 個具體實施范圍中，所述第一金屬氧化物半導體材料可包括銅的氧化物， 如氧化銅或氧化亞銅，鐵的氧化物，如氧化亞鐵及氧化鐵，氧化鴒及其他 適當材料?？衫貌煌臻g配置提供所述第一金屬氧化物半導體材料，例 如納米結(jié)構(gòu)，如納米柱、納米管、納米棒、納米晶體及其他。在另一個實 施范例中，根據(jù)應用情況，可利用塊體材料形式提供所述第一金屬氧化物 半導體材料。當然可能也有其他的變化、修^選擇形式。
在一個具體實施范例中，所述N+層可包括第二金屬氧化物材料、金屬 硫化物材料、 一種組合或其他合適材料。在一個具體實施范例中，所述N十 層具有所述第二帶隙范圍為2.8eV到4.5eV的特征。所述第二金屬氧化物 材料包括氧化鋅等，可利用不同空間配置提供所述第二金屬氧化物材料， 例如，以納米機構(gòu)形式，如納米柱、納米管、納米晶體及其他。才艮據(jù)應用 情況，也可利用塊體材料形式提供所述第二金屬氧化物材料。當然可能也 有其他的變化、修改及選擇形式。
在一個具體實施范例中，所述P型層具有第一帶隙范圍為大約1.0eV 到大約2.0eV的特征。所述N+層具有第二帶隙范圍為大約2.8eV到大約 5.0eV的特征。在一個具體實施范例中，第二帶隙大于第一帶隙。例如， 所述N+層可包括具有一個大約3.4eV帶隙的氧化鋅材料，所述吸收層可包 括具有一個大約1.2eV帶隙的氧化銅。當然可能也有其他的變化、修M 選擇形式。
圖3-8為在一個具體實施范例中，采用薄膜金屬氧化物半導體材料制作 單結(jié)太陽能電池的示意圖。這些示意圖僅為制作方法的舉例，并不過度限制該權(quán)利要求。精通該項技術(shù)的人可識別其他變化、修改和選擇形式。如
圖3所示，提供一141構(gòu)件(302 )。所ii^構(gòu)件包括一表面區(qū)域(304)。 根據(jù)應用情況，所述^L構(gòu)件可由絕緣材料、導電材料或半導體材料制成。 在一個具體實施范例中，半導體材料可為金屬鎳、鉬、鋁或不銹鋼等金屬
合金。在一個實施范例中，所述半導體材料可包括硅、鍺、硅鍺化合物半 導體材料，如III-V族，II-VI族材料及其他。在一個具體實施范例中，絕 緣材料可為透明材料，如玻璃、石英與熔融石英。此外，根據(jù)應用情況， 所述絕緣材料可為高分子材料，陶瓷材料或單層或?qū)訝顝秃喜牧稀Ｒ罁?jù)實 施例，高分子材料可包括丙烯酸材料，聚碳酸酯材料及其他。
參考圖4，所述方法包括在^L構(gòu)件的表面區(qū)域上形成第一電極結(jié)構(gòu) (402)。在一個具體實施范例中，所述第一電極結(jié)構(gòu)可由合適的材料或組 合材料制成。依據(jù)實施范例，所述第一電極結(jié)構(gòu)也可由透明導電電極或 反光或擋光材料制成。所述光學透明材料包括銦錫氧化物(ITO)、鋁摻 雜的氧化鋅、氟摻雜的氧化錫及其他。所述透明導電材料可釆用賊射或化 學氣相沉積等技術(shù)沉積。在一個具體實施范例中，所述第一電極可由金屬 材料制成。所述金屬材料可包括金、銀、鎳、白金、鋁、鎢、鉬，這些金 屬的一種組合，或一種M等。在一個具體實施范例中，所述金屬材料可 采用濺射、電鍍、電化學沉積及其他技術(shù)進行沉積。此外，所述第一電極 結(jié)構(gòu)可由碳或石墨等a材料制成。根據(jù)應用情況，第一電極結(jié)構(gòu)也可由 導電高分子材料制成。當然可能也有其他的變化、修^選擇形式。
參考圖5，該方法包括所述第一電極結(jié)構(gòu)上形成一個吸收層(502)。 在具體實施范例中，所述吸收層具有P型雜質(zhì)特征。所述吸收層的特征在 于一光吸收系數(shù)，在具體實施例中，其在400納米到大約750納米的波長 范圍內(nèi)大于大約104cm-l。在一個具體實施范例中，所述吸收層可由帶隙 范圍大約1.0eV到大約2.0eV的第一金屬氧化物半導體材料制成。例如， 所述金屬氧化物半導體材料可為銅的氧化物(氧化銅，氧化亞銅或其組合 物)，其通過電化學方法或化學氣相沉積才支術(shù)進行沉積。當然可能也有其 他的變化、修^L選擇形式。
在一個具體實施范例中，該方法包括所述吸收層上形成的一個N+層 (602)。所述吸收層具有一 P型雜質(zhì)特征，如圖6所示。在具體實施范 例中，所述N+層可包括第二金屬氧化物半導體材料?；蛘撸鯪+層可 包括金屬硫化物材料。所述第二金屬氧化物可包括一種或多種銅的氧化
10物、氧化鋅及其他。金屬硫化物材料可包括硫化鋅、減，化鐵及其他?？衫?br> 用不同形狀和尺寸的不同空間形態(tài)來提供所述N+層。在一個具體實施范例 中，所述N+層可包括納米結(jié)構(gòu)的合適材料，如納米柱、納米管、納米棒、 納米晶體及其他。在另一個實施范例中，根據(jù)應用情況，也可利用其他形 態(tài)提供所述N+層，如塊體材料。當然可能也有其他的變化、修M選擇 形式。
參考圖7,采用薄層金屬氧化物半導體材料制作單結(jié)太陽能電池的方 法，包括提供所述N+層的表面區(qū)域覆蓋的一個緩沖層(702)。在一個具 體實施范例中，所述緩沖層包括高電阻率材料。當然可能也有其他的變化、 修^5L選，式。
如圖8所示，方法包括所述緩沖層上形成一個第二電極結(jié)構(gòu)(802)， 從而形成一個第二導電層的方法。在一個具體實施范例中，所述第二電極 結(jié)構(gòu)可由一種合適的材料或一種組合材料構(gòu)成。依據(jù)實施范例，所述第二 電極結(jié)構(gòu)可由透明導電電極，或反光或擋光材料制成。所述光學透明導電 材料可包括銦錫氧化物(ITO)、鋁摻雜的氧化鋅、氟摻雜的氧化錫及其他。 所述光學透明導電材料可采用賊射或化學^目沉積等技術(shù)進行沉積。
在一個具體實施范圍例中，第一電極可由一種金屬材料制成。所述金 屬材料可包括金、銀、鎳、白金、鋁、鵠、鉬，這些金屬的一種組合，或 一種合金等。在一個具體實施范例中，所述金屬材料可釆用濺射、電鍍、 電化學沉積及其他技術(shù)進行沉積?；蛘?，第二電極結(jié)構(gòu)可由碳或石墨等碳 基材料構(gòu)成?；蛘撸鶕?jù)應用情況，所述第二電極結(jié)構(gòu)可由導電高分子材 料構(gòu)成。當然可能也有其他的變化、修^b5L選擇形式。
此處描述的實例及實施例僅為說明目的，精通該技術(shù)的人員可進行各 種細小的修改或變化，其將包含在申請范圍與附加要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括具有一表面區(qū)域的基板構(gòu)件；所述基板構(gòu)件表面區(qū)域上覆蓋的第一導電層；覆蓋在所述導電層上的一個P型吸收層，所述P型吸收層具有P型雜質(zhì)特征和在400nm到800nm的波長范圍內(nèi)大于104cm-1的第一光吸收系數(shù)；覆蓋在所述P型吸收層上的一個N+層；所述P型吸收層的第一表面區(qū)與所述N+層的第二表面區(qū)的附近區(qū)域內(nèi)，所形成的一個界面區(qū)。覆蓋在所述N+層上的一個高阻緩沖層；以及覆蓋在所述緩沖層上的第二導電層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中所述P型吸收層包括第一金屬氧化物半 導體材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中所述P型吸收層包括納米結(jié)構(gòu)材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中所述P型吸收層包括塊體材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中所述P型吸收層由銅的氧化物制成(如 氧化銅，氧化亞銅)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中所述P型吸收層的帶隙范圍大約1.0-大約 2.0eV。
7. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中所述N+層包括第二金屬氧化物材料或 金屬硫化物材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中所述N+層的帶隙范圍大約2.5-大約 5.0eV。
9. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中所述第二金屬氧化物材料為納米結(jié)構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中所述第二金屬氧化物材料為塊體材料。
11. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中所述金屬硫化物材料選自硫化鋅、硫 化鐵或其它金屬硫化物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中所述金屬硫化物材料為納米結(jié)構(gòu)材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中所述金屬硫化物材料為塊體材料。
14. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中由所述P型吸收層和所述N+層形成的 界面區(qū)包括一個PN結(jié)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中所述PN結(jié)是一個PN+結(jié)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其中所述基板為金屬基板如鋁基板、不銹
17. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，所述第一導電層包括透明導電材料例如銦 錫氧化物(ITO)、鋁摻雜的氧化鋅、氟摻雜的氧化錫等。
18. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，所述第二導電層包括透明導電材料例如銦 錫氧化物(ITO)、鋁摻雜的氧化鋅、氟摻雜的氧化錫等。
19. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，所述第一導電層包括金屬材料、導電聚合 物材料或^導體材料。
20. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，所述第二導電層包括金屬材料、導電聚合 物材料或^導體材料。
21. 根據(jù)權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，所述緩沖層包括高阻材料。
22. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的結(jié)構(gòu)，所述單結(jié)太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率高于大約 5%。
23. —種生產(chǎn)太陽能電池的方法，所述方法包括提供具有一表面區(qū)域的141構(gòu)件；制作第一導電層，其覆蓋在所述其板構(gòu)件的表面區(qū)域上；制作一P型吸收層，其覆蓋在所述導電層上，所述P型吸收層具有P型 雜質(zhì)特征和第一光吸收系數(shù)，所述第一光吸收系數(shù)在400nm到800nm的波 長范圍內(nèi)大于104cm-l;制作覆蓋在所述P型吸收層上的 一個N+層；制作由所述P型吸收層和所述N+層形成的一個界面區(qū)；制作覆蓋在所述N+層上的一個高阻緩沖層；以及制作覆蓋在所述緩沖層上的第二導電層。
全文摘要
一種單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括具有表面區(qū)域的基板構(gòu)件；所述基板構(gòu)件表面區(qū)域上覆蓋的第一電極結(jié)構(gòu)；第一電極結(jié)構(gòu)上形成的P型吸收層。在具體的實施例中，所述P型吸收層具有P型雜質(zhì)特征和第一光吸收系數(shù)，所述第一光吸收系數(shù)在400nm到800nm的波長范圍內(nèi)大于104cm-1。P型層及P型層與N+層的附近區(qū)域內(nèi)形成的界面區(qū)之上，設置了一個N+層。所述結(jié)構(gòu)還包括N+層上覆蓋的高阻緩沖層；以及緩沖層上覆蓋的第二電極結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L31/102GK101578709SQ200880001627
公開日2009年11月11日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者霍華德·W·H·李 申請人:Stion太陽能電池有限公司