光伏裝置及其形成方法
【專利摘要】一種改進的光伏裝置及其制造方法，該光伏裝置包括鄰近半導體吸收層的界面層，其中，界面層包括在半導體層中從界面層的接觸吸收層的一側到界面層的相反的一側濃度減小的材料。
【專利說明】光伏裝置及其形成方法

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及光伏裝置及其制造方法。

【背景技術】
[0002]薄膜光伏裝置可包括在基板上沉積的半導體材料，例如，具有用作窗口層的第一半導體層和用作吸收層的第二半導體層。為了將太陽能轉換成電，例如硫化鎘層的半導體窗口層能使太陽輻射穿過而到達例如碲化鎘層的吸收層。
[0003]在光伏裝置中太陽能轉換為電的過程中，一些少數(shù)電子載流子穿過吸收層而到達與該半導體層鄰近的背接觸件，在背接觸件處一些少數(shù)電子載流子與空穴載流子結合，導致裝置內(nèi)的能量耗散，從而減小了能量轉換效率。為了消除能量耗散，可在半導體吸收層和背接觸層之間沉積另外的半導體層作為對抗少數(shù)電子載流子擴散的阻擋件或反射器。反射層由電子親和力比吸收層的電子親和力低的半導體材料制成，它促使電子載流子往回向著電子吸收層流動，從而使背接觸件處的復合最小化。
[0004]雖然反射層應減小能量耗散并增大能量轉換效率，但反射層和吸收層之間的晶格失配會部分地使這種益處失效。半導體材料包含晶格，或給定材料所特有的周期性原子排列。晶格失配指的是以不同晶格常數(shù)(定義晶格的晶胞的參數(shù)，即，晶胞的邊長或邊之間的角度)為特征的兩種材料通過一種材料沉積在另一種材料之上而放在一起的情況。通常，晶格失配會導致膜生長的錯誤取向、膜破裂以及點缺陷的生成。在典型的光伏裝置中，會在例如半導體吸收層和半導體反射層之間發(fā)生晶格失配。半導體吸收層和半導體反射層之間的晶格失配減少期望的電子反射。在光伏裝置內(nèi)的能量耗散持續(xù)，因此使反射層的期望的益處失效并降低能量轉換效率。
[0005]減輕半導體吸收層和半導體反射層之間的晶格失配的改進的光伏裝置及其制造方法是期望的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是具有多個層的光伏裝置的示意圖；
[0007]圖2是具有多個層的光伏裝置的示意圖；
[0008]圖3是具有多個層的光伏裝置的示意圖；
[0009]圖4是具有多個導電層的多層結構的示意圖；
[0010]圖5a-圖5b示出各種光伏裝置構造的摩爾分數(shù)概貌；
[0011]圖6是具有多個層的光伏裝置的示意圖；
[0012]圖7a-圖7b示出各種光伏裝置構造的摩爾分數(shù)概貌；以及
[0013]圖8是用于發(fā)電的系統(tǒng)的示意圖。

【具體實施方式】
[0014]光伏組件可包括由被圖案化成單元的各種材料層形成的多個互連的光伏電池。
[0015]參照圖1，通過一個示例，光伏裝置可包括諸如玻璃的第一基板15，前接觸件23鄰近第一基板15形成。前接觸件23可包括多層堆疊件，所述多層堆疊件包括透明導電氧化物(TCO)。
[0016]可鄰近前接觸件23設置半導體層31?？舌徑雽w層31設置背接觸件43，且可鄰近背接觸件43應用背支撐件56。背接觸件43可包括任何適合的接觸材料，包括例如，諸如鑰、鎳、銅、鋁、鈦、鈀、鎢、鈷、鉻的金屬或這些材料的氧化化合物或氮化化合物。
[0017]應該注意和理解的是，前述的層中的任何層可包括多個層，且鄰近不必意味著“直接地在上面”，使得在一些實施例中，一個或更多個另外的層可位于描述的層之間。“層”可包括接觸表面的全部或一部分的任何量的任何材料。例如，阻擋層可以可選地位于第一基板15和透明導電氧化物層23之間。阻擋層可為透明的、熱穩(wěn)定的、具有減少的針孔(即，因薄膜沉積的固有的缺陷性而會產(chǎn)生的針狀大小的孔)的數(shù)量并具有高的阻鈉能力以阻止來自第一基板15的鈉和/或污染物的擴散。緩沖層也可以可選地位于透明導電氧化物層23和半導體層31之間，以減少在半導體窗口層的形成過程中會發(fā)生的無規(guī)則的可能性?；?5和背支撐件56可作為光伏裝置的前支撐件和后支撐件,且兩者都可包括玻璃。
[0018]參照圖2，半導體層31可包括多個層，包括例如鄰近硫化鎘窗口層34的碲化鎘吸收層33。為了改善性能，半導體層31也可包括鄰近碲化鎘層31且鄰近背接觸件43的碲化鋅反射層32。
[0019]如上所述，在半導體吸收層33和背接觸件43之間的界面處插入的碲化鋅反射層32的意圖在于提供對抗少數(shù)電子載流子擴散至背接觸件43的阻擋件，即，稱作“電子反射”的技術。當具有硫化鎘層34和碲化鎘吸收層33但沒有反射層32的光伏裝置被照射時，通過電場來分離碲化鎘體(bulk)的耗盡區(qū)中由光產(chǎn)生的電子空穴對，從而產(chǎn)生向著硫化鎘/碲化鎘界面的電子流。然而，由于光深深地透到碲化鎘(吸收)層中，所以并不是在空間電荷區(qū)內(nèi)產(chǎn)生所有的電子空穴對，并且一些電子通過擴散到吸收層33的準中性區(qū)中而能夠逃離空間電荷區(qū)。到達準中性區(qū)的少數(shù)電子載流子可與碲化鎘體中的空穴載流子復合，或向背接觸件43擴散并在那里與空穴載流子復合。復合導致裝置內(nèi)的能量耗散，因此減小了能量轉換效率。
[0020]為了使碲化鎘層的準中性區(qū)中的復合最小化，可減小碲化鎘層的厚度，使得來自硫化鎘/碲化鎘結的電場貫穿整個碲化鎘層。然而，減小碲化鎘層的厚度顯著增多到達背接觸件43的電子的數(shù)量，導致更高的復合損失。因此，提供由電子親和力比碲化鎘的電子親和力低的半導體材料(例如，碲化鋅)制成的半導體反射層32。可在碲化鎘和背接觸件之間應用此反射層，從而通過用作對抗電子向背接觸件43流動的阻擋件來使背接觸件處的復合最小化。
[0021]碲化鋅的優(yōu)點還在于能夠用不同的方法和摻雜劑進行P型摻雜，以達到超過IXlO18Cm-3的載流子濃度，這促進空穴在光伏裝置中更有效地移動。對于維持所得的光伏裝置中的高的內(nèi)建電勢以及實現(xiàn)碲化鋅層和背接觸件43之間良好的歐姆接觸，高的載流子濃度(即，超過lX1018cm_3)是期望的。
[0022]當在碲化鎘表面上形成碲化鋅層時，在碲化鎘/碲化鋅異質(zhì)界面處會發(fā)生晶格失配。晶格失配通過界面缺陷的形成導致兩個半導體之間的界面處的應力。從電學上來說，界面缺陷會增大復合損失，從而在光伏裝置內(nèi)導致另外的能量耗散并降低能量轉換效率，因此使反射層32的期望的益處失效。
[0023]本發(fā)明通過引入中間半導體層以替代碲化鋅層，或作為碲化鎘層和碲化鋅層之間的另外的層來使碲化鎘層和碲化鋅層之間的晶格失配的負面影響最小化，其中，所述中間半導體層提供逐漸的或階梯式的晶格常數(shù)的轉變，從而形成分級的中間層。不論是何種情況，這樣的中間層可由一個或若干個Cd(1-X)Zn(X)Te層組成，其中X定義O和I之間的任何合適的數(shù)，且當中間層遠離碲化鎘層時，鋅的摩爾分數(shù)逐漸地或階梯式地增大。例如，X可定義大于約0.0001、大于約0.1、大于約0.2、大于約0.3、大于約0.4、小于約0.9999、小于約0.8、小于約0.7、小于約0.6或小于約0.5的數(shù)。此外，X可定義在約0.1至約0.3、約0.2至約0.4、約0.3至約0.5、約0.4至約0.6、約0.5至約0.7、約0.6至約0.8、約0.7至約0.9或約0.8至約I的范圍內(nèi)的數(shù)。
[0024]作為具體示例，當引入中間層替代碲化鋅層32(圖2)時，可鄰近碲化鎘層放置單個可行的Cd(1-X)Zn(X)Te層，其中X在0.2至0.3的范圍內(nèi)。該中間層足以能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的電子反射、增大開路電壓，并且因為減小的晶格失配(碲化鎘和碲化鋅之間出現(xiàn)的錯位的僅僅大致20%至40% )，所以同時減輕界面缺陷。
[0025]改變x(它定義Cd(1-X)Zn(X)Te層的鋅摩爾分數(shù))的范圍可具有優(yōu)點和缺點。例如，可行的Cd(1-X)Zn(X)Te層(其中，0〈x〈0.2)可鄰近碲化鎘層放置。該層將具有更多地減小晶格失配的優(yōu)點，但是缺點在于僅略微地增大電子反射，從而減小了對開路電壓的益處。相反，可行的Cd (1-x) Zn (X)Te層(其中，0.3<x<0.5)將具有增大電子反射的益處，但是伴隨著這方面的增大，相對而言，該層將具有晶格失配增大的缺點，導致能量耗散。X的最佳值將相對于中間層的特定需要來平衡這些優(yōu)點和缺點。X的最佳值也可以取決于影響界面品質(zhì)的其他因素，例如使用的生長工藝、生長溫度和生長速率。
[0026]作為另一示例性實施例，可將在X在0.2至0.3的范圍內(nèi)的情況下建立的單個可行的Cd (1-x) Zn (X) Te層作為中間層引入碲化鎘層33和碲化鋅層32 (圖2)之間。如上所述，由于中間層的接觸碲化鎘層的表面與中間層的接觸碲化鋅層32的表面之間的減小的晶格失配，所以該中間層將減輕界面缺陷，同時隨著更靠近碲化鋅層32，增大電子反射能力。下面詳細地描述使用中間層Cd(1-X)Zn(X)Te的其他示例，其中，x的值在中間層內(nèi)變化。
[0027]參照圖3，通過例如引入中間層以替代碲化鋅層，光伏裝置20可包括鄰近透明導電氧化物層沉積的硫化鎘層220。透明導電氧化物層可以是經(jīng)過退火的透明導電氧化物堆疊件210的一部分?？舌徑蚧k層220沉積碲化鎘層230?？舌徑诨k層230沉積碲化鎘鋅層240。碲化鎘鋅層240可具有任何合適的厚度，包括例如大于約10A、大于約50A、大于約100A、小于約I μ m、小于約0.5 μ m或小于約0.2 μ m?？舌徑喕k鋅層240沉積背接觸層250，且可鄰近接觸層250應用背支撐件200。碲化鎘鋅層240可具有約(l_x):x的鎘對鋅的摩爾-摩爾比，其中X定義從O至I的數(shù)。
[0028]碲化鎘鋅層240也可包括多個碲化鎘鋅層的堆疊件。參照圖4，通過示例，碲化鎘鋅層240可包含三個層，313a-313c。層313a_313c中的每一個可由特定百分比的鎘或鋅構成。例如，層313a可大于80%的鎘，層313c可大于80%的鋅，且層313b可小于大致80%的鎘和小于大致80%的鋅。層313a-313c中的每一個也可為具有(l_x):x的鎘對鋅的摩爾-摩爾比的碲化鎘鋅的層，其中X定義從O至I的數(shù)。例如，X可定義大于約0.0001、大于約0.1、大于約0.2、大于約0.3、大于約0.4、小于約0.9999、小于約0.8、小于約0.7、小于約0.6或小于約0.5的數(shù)。例如，X可定義在約0.1至約0.3、約0.2至約0.4、約0.3至約0.5、約0.4至約0.6、約0.5至約0.7、約0.6至約0.8、約0.7至約0.9或約0.8至約I的范圍內(nèi)的數(shù)。層313b可具有比前面的層313a高的鋅摩爾分數(shù)。同樣地，層313c可具有比層313b高的鋅摩爾分數(shù)。堆疊件中的每一層可具有比約1A大且比約I μπι小的厚度。
[0029]盡管圖4描繪了碲化鎘鋅層240內(nèi)的三個層313a、313b、313c，但本發(fā)明并不因此受限。本發(fā)明可具有任意數(shù)量的碲化鎘/鋅層。例如，碲化鎘鋅/層可從一層(在該層內(nèi)鎘對鋅的濃度逐漸地改變的情況下)到不定的層數(shù)(在使用鎘對鋅的不同濃度的多個層的情況下)。
[0030]單個碲化鎘鋅層240中的鋅對鎘的摩爾比也可以貫穿層而變化，并且隨著距碲化鎘層230的距離增大而增大。例如，在碲化鎘鋅層240中和/或靠近碲化鎘/碲化鎘鋅界面的鎘的濃度可大于約90 %，但小于或等于99 %。相反地，鋅的濃度可小于約10 %，但大于或等于I %。具體地，隨著碲化鎘鋅層240的厚度(因此，距碲化鎘層230的距離)增大，碲化鎘鋅層240中的鎘濃度可逐漸地減小，同時相對的鋅濃度增大。因此，沉積之后緊接著，碲化鎘鋅層240的暴露的表面可具有顯著高的鋅濃度，例如大于約70%、大于約80%、大于約90%、甚至基本上接近100%。
[0031]可使用任何適合的技術來沉積碲化鎘鋅層240。例如，可使用擴散工藝由氣相鋅源或使用擴散由固態(tài)鋅源將鋅原子的漸變的概貌引入碲化鎘層中?？蛇x擇地，可通過同時沉積鎘和鋅并逐漸地改變供給的每種的量來沉積碲化鎘鋅層。也可以沉積多個碲化鎘鋅層，其中每層具有固定的組成。
[0032]圖5a和圖5b示出用于引入中間層或多個層以替代碲化鋅層的兩個示例層構造的鋅/鎘摩爾分數(shù)概貌。圖5a描繪了遠離碲化鎘層向背接觸件移動時，中間層中的鋅摩爾分數(shù)從O到I的階梯式的增大。圖5b描繪了遠離碲化鎘層向背接觸件移動時，中間層中的鋅摩爾分數(shù)從O到I的逐漸的增大(相對于圖5a中的階梯式表示)。
[0033]參照圖6，通過例如在碲化鎘層和碲化鋅層之間引入中間層，光伏裝置40可包括鄰近透明導電氧化物層沉積的硫化鎘層420。透明導電氧化物層可以是經(jīng)過退火的透明導電氧化物堆疊件410的一部分?？舌徑蚧k層420沉積碲化鎘層430?？舌徑诨k層430沉積碲化鎘鋅層440?？舌徑诨k鋅層440沉積碲化鋅層445。碲化鎘鋅層440可具有任何合適的厚度，包括例如大于約10A、大于約50A、大于約100A、小于約I μπι、小于約
0.5 μ m或小于約0.2 μ m?？舌徑诨\層445沉積背接觸層450，且可鄰近背接觸層450沉積背支撐件400。
[0034]應該注意和理解的是，參照圖3或圖4的碲化鎘鋅層240的任何上述描述或在此描述的中間層的任何其他實施例可描述或應用于參照圖6的碲化鎘鋅層440。
[0035]圖7a和圖7b示出用于在碲化鎘層和碲化鋅層之間引入中間層的兩個示例層構造的鋅/鎘摩爾分數(shù)概貌。圖7a描繪了遠離碲化鎘層向碲化鋅層移動時，中間層中的鋅摩爾分數(shù)從O到I的階梯式的增大。圖7b描繪了遠離碲化鎘層向碲化鋅層移動時，中間層中的鋅摩爾分數(shù)從O至I的逐漸的增大(相對于圖7a中的階梯式表示)。
[0036]可將使用在此討論的方法制造的光伏裝置/電池合并成為一個或更多個光伏組件，光伏組件繼而可連接成為陣列。參照圖8，通過示例，光伏陣列60可包括一個或更多個互連的光伏組件601。光伏組件601中的一個或更多個可包括具有在此討論的多層結構或光伏裝置構造中的任一者的一個或更多個光伏電池611。
[0037]通過圖解和示例來提供上述的實施例。應該理解的是，上面提供的示例可在某些方面修改并仍然保留在權利要求的范圍內(nèi)。應該理解的是，盡管已經(jīng)參照上面的優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但其他實施例也在權利要求的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種光伏裝置，包括: 第一半導體層，包括第一材料；以及 界面層，鄰近第一半導體層，包括含有第一材料和第二材料的混合物， 其中，相對于第二材料的第一材料的濃度在界面層的面對第一半導體層的第一側上較高，在界面層的相反的第二側上較低。
2.如權利要求1所述的光伏裝置，其中，相對于第二材料的第一材料的濃度根據(jù)遠離界面層與第一半導體層接觸處的距離而減小。
3.如權利要求1所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):x，其中，X定義從O至I的數(shù)。
4.如權利要求1所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):x，其中，X定義大于約0.2的數(shù)。
5.如權利要求1所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):x，其中，X定義大于約0.5的數(shù)。
6.如權利要求1所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):x，其中，X定義小于約0.8的數(shù)。
7.如權利要求1所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):x，其中，X定義小于約0.5的數(shù)。
8.如權利要求1所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):x，其中，X定義從約0.2至0.3的數(shù)。
9.如權利要求1所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):x，其中，X定義從約0.6到0.8的數(shù)。
10.如權利要求1所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):x，其中，X定義從約0.8到I的數(shù)。
11.如權利要求3所述的光伏裝置，其中，在界面層與第一半導體層的接觸處X等于大約0，并且在界面層中距離界面層與第一半導體層的接觸處最遠的點處X等于大約I。
12.如權利要求1所述的光伏裝置，其中，界面層包括分立的多個界面層的堆疊件，每一層包括所述第一材料和第二材料的均勻混合物，每一層具有所述第一材料和第二材料的不同的濃度。
13.如權利要求12所述的光伏裝置，其中，隨著分立的界面層距離第一半導體層越來越遠，每個分立的界面層中的所述第一材料與所述第二材料的摩爾-摩爾比逐漸減小。
14.如權利要求13所述的光伏裝置，其中，每個分立的界面層中的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(Ι-x): X，其中，對于每個分立的界面層，X定義從O至I的不同的數(shù)。
15.如權利要求11所述的光伏裝置，其中，從界面層的所述第一側到所述第二側，相對于第二材料的第一材料的濃度連續(xù)地改變。
16.如權利要求1所述的光伏裝置，還包括鄰近界面層的包括第二材料的第二半導體層。
17.如權利要求16所述的光伏裝置，其中，相對于第二材料的第一材料的濃度根據(jù)遠離界面層與第一半導體層接觸處的距離而減小。
18.如權利要求16所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):x，其中，X定義從O至I的數(shù)。
19.如權利要求16所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):x，其中，X定義大于約0.2的數(shù)。
20.如權利要求16所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):x，其中，X定義大于約0.5的數(shù)。
21.如權利要求16所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):x，其中，X定義小于約0.8的數(shù)。
22.如權利要求16所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):x，其中，X定義小于約0.5的數(shù)。
23.如權利要求16所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):χ，其中，X定義從約0.2至0.3的數(shù)。
24.如權利要求16所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):x，其中，X定義從約0.6至0.8的數(shù)。
25.如權利要求16所述的光伏裝置，其中，貫穿界面層的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾比是大約(1-x):χ，其中，X定義從約0.8至I的數(shù)。
26.如權利要求18所述的光伏裝置，其中，在界面層與第一半導體層的接觸處X等于大約0，并且在界面層與第二半導體層的接觸處X等于大約I。
27.如權利要求16所述的光伏裝置，其中，界面層包括分立的多個界面層的堆疊件，每個層包括所述第一材料和第二材料的均勻混合物，每個層具有所述第一材料和第二材料的不同的濃度。
28.如權利要求27所述的光伏裝置，其中，從第一半導體材料向第二半導體材料移動時，每個分立的界面層中的所述第一材料與所述第二材料的摩爾-摩爾比逐漸減小。
29.如權利要求28所述的光伏裝置，其中，每個分立的界面層中的第一材料和第二材料之間的摩爾-摩爾是大約(1-x):x，其中，對于每個分立的界面層，X定義從O至I的不同的數(shù)。
30.如權利要求1所述的光伏裝置，其中，第一材料為鎘，第二材料為鋅。
31.如權利要求16所述的光伏裝置，其中，第一材料為鎘，第二材料為鋅。
32.一種光伏裝置，包括: 基板； 半導體吸收層，鄰近基板，包括第一材料和第三材料；以及 中間半導體層，鄰近半導體吸收層，包括第一材料和第二材料的混合物， 其中，相對于第二材料的第一材料的濃度在界面層的與半導體吸收層接觸的第一側上較高，在界面層的相反的第二側上較低。
33.如權利要求32所述的光伏裝置，其中，中間半導體層的組成從中間半導體層與半導體吸收層接觸處的大致70%的第一材料和30%的第二材料變?yōu)樵谥虚g半導體層中距離中間半導體層與半導體吸收層接觸處最遠的點處的大致30%的第一材料和70%的第二材料。
34.如權利要求32所述的光伏裝置，其中，中間半導體層的組成從中間半導體層與半導體吸收層接觸處的大致80%的第一材料和20%的第二材料變?yōu)樵谥虚g半導體層中距離中間半導體層與半導體吸收層接觸處最遠的點處的大致20%的第一材料和80%的第二材料。
35.如權利要求32所述的光伏裝置，其中，中間半導體層的組成從中間半導體層與半導體吸收層接觸處的大致90%的第一材料和10%的第二材料變?yōu)樵谥虚g半導體層中距離中間半導體層與半導體吸收層接觸處最遠的點處的大致10%的第一材料和90%的第二材料。
36.如權利要求32所述的光伏裝置，其中，中間半導體層的組成從中間半導體層與半導體吸收層接觸處的大致100%的第一材料和0%的第二材料變?yōu)樵谥虚g半導體層中距離中間半導體層與半導體吸收層接觸處最遠的點處的大致0%的第一材料和100%的第二材料。
37.如權利要求32所述的光伏裝置，其中，中間半導體層包括不同組成的多個層。
38.如權利要求37所述的光伏裝置，其中，不同組成的多個層是碲化鎘鋅層。
39.如權利要求37所述的光伏裝置，其中，不同組成的多個不同的層包括: 第一層，具有大于大致80%的第一材料的組成并且最接近半導體吸收層； 第二層，具有大于大致80%的第二材料的組成并且最遠離半導體吸收層；以及 至少一個第三層，在第一層和第二層之間，具有小于大致80%的第一材料和小于大致80%的第二材料的組成。
40.如權利要求32所述的光伏裝置，其中，第一材料為鎘，第二材料為鋅。
41.如權利要求32所述的光伏裝置，還包括鄰近中間半導體層的包括第二材料的半導體反射層。
42.如權利要求41所述的光伏裝置，其中，中間半導體層的組成從中間半導體層與半導體吸收層接觸處的大致70%的第一材料和30%的第二材料變?yōu)橹虚g半導體層與半導體反射層接觸處的大致30%的第一材料和70%的第二材料。
43.如權利要求41所述的光伏裝置，其中，中間半導體層的組成從中間半導體層與半導體吸收層接觸處的大致80%的第一材料和20%的第二材料變?yōu)橹虚g半導體層與半導體反射層接觸處的大致20%的第一材料和80%的第二材料。
44.如權利要求41所述的光伏裝置，其中，中間半導體層的組成從中間半導體層與半導體吸收層接觸處的大致90%的第一材料和10%的第二材料變?yōu)橹虚g半導體層與半導體反射層接觸處的大致10%的第一材料和90%的第二材料。
45.如權利要求41所述的光伏裝置，其中，中間半導體層的組成從中間半導體層與半導體吸收層接觸處的大致100%的第一材料和O %的第二材料變?yōu)橹虚g半導體層與半導體反射層接觸處的大致0%的第一材料和100%的第二材料。
46.如權利要求41所述的光伏裝置，其中，中間半導體層包括不同組成的多個層。
47.如權利要求46所述的光伏裝置，其中，不同組成的多個層是碲化鎘鋅層。
48.如權利要求46所述的光伏裝置，其中，不同組成的多個層包括: 第一層，具有大于大致80%的第一材料的組成并且最接近半導體吸收層； 第二層，具有大于大致80%的第二材料的組成并且最接近半導體反射層；以及 至少一個第三層，在第一層和第二層之間，具有小于大致80%的第一材料和小于大致80%的第二材料的組成。
49.一種光伏裝置,包括: 碲化鎘層；以及 碲化鎘鋅層，鄰近碲化鎘層， 其中，在碲化鎘鋅層中，相對于鋅的鎘的濃度在碲化鎘鋅層的面對碲化鎘層的第一側上較高，在碲化鎘鋅層的相反的第二側上較低。
50.如權利要求49所述的光伏裝置，其中，從碲化鎘鋅層中鎘的較高濃度到碲化鎘鋅層中鎘的較低濃度的減小為逐漸的。
51.如權利要求49所述的光伏裝置，其中，從碲化鎘鋅層中鎘的較高濃度到碲化鎘鋅層中鎘的較低濃度的減小為階梯式的。
52.如權利要求49所述的光伏裝置，還包括鄰近碲化鎘鋅層的碲化鋅層。
53.如權利要求52所述的光伏裝置，其中，從碲化鎘鋅層中鎘的較高濃度到碲化鎘鋅層中鎘的較低濃度的減小為逐漸的。
54.如權利要求52所述的光伏裝置，其中，從碲化鎘鋅層中鎘的較高濃度到碲化鎘鋅層中鎘的較低濃度的減小為階梯式的。
55.一種制造光伏裝置的方法，該方法包括如下步驟: 鄰近基板沉積第一材料的第一半導體層；以及 鄰近第一半導體層沉積包含第一材料和第二材料的混合物的界面層。
56.如權利要求55所述的方法，其中，沉積界面層的步驟還包括以大約(1-x):x的第一材料與第二材料摩爾比沉積界面層，其中，X定義從O至I的數(shù)，所述數(shù)在所述界面層的厚度方向上改變。
57.如權利要求56所述的方法，其中，X為在約0.2與0.3之間變化的數(shù)。
58.如權利要求56所述的方法，其中，X為在約0.6與0.8之間變化的數(shù)。
59.如權利要求56所述的方法，其中，X為在約0.8與I之間變化的數(shù)。
60.如權利要求55所述的方法，其中，沉積界面層的步驟包括:與界面層中的給定點距第一半導體層的距離成比例地減小給定點處的相對于第二材料的第一材料的濃度。
61.如權利要求60所述的方法，其中，沉積界面層的步驟包括:從界面層與第一半導體層接觸處的大致70%的第一材料和30%的第二材料到界面層中距第一半導體層最遠的點處的大致30%的第一材料和70%的第二材料逐漸地改變中間半導體層的組成。
62.如權利要求60所述的方法，其中，沉積界面層的步驟包括:從界面層與第一半導體層接觸處的大致80%的第一材料和20%的第二材料到界面層中距第一半導體層最遠的點處的大致20%的第一材料和80%的第二材料逐漸地改變中間半導體層的組成。
63.如權利要求60所述的方法，其中，沉積界面層的步驟包括:從界面層與第一半導體層接觸處的大致90%的第一材料和10%的第二材料到界面層中距第一半導體層最遠的點處的大致10%的第一材料和90%的第二材料逐漸地改變中間半導體層的組成。
64.如權利要求60所述的方法，其中，沉積界面層的步驟包括:從界面層與第一半導體層接觸處的大致100%的第一材料和0%的第二材料到界面層中距第一半導體層最遠的點處的大致0%的第一材料和100%的第二材料逐漸地改變中間半導體層的組成。
65.如權利要求55所述的方法，其中，沉積界面層的步驟包括直接在第一半導體層上沉積界面層。
66.如權利要求55所述的方法，還包括鄰近界面層沉積第二半導體層。
67.如權利要求55所述的方法，其中，沉積界面層的步驟包括:沉積至少三個分立的層的堆疊件，其中，所述堆疊件中的各個接續(xù)的分立的層的第一材料與第二材料的摩爾-摩爾比從第一半導體層到第二半導體層逐漸地或階梯式地增大。
68.如權利要求67所述的方法，其中，堆疊件中的每個分立的層具有大約(1-x):x的第一材料與第二材料的摩爾比，其中，對于每個分立的層，X定義從O至I的不同的數(shù)。
69.如權利要求55所述的方法，其中，沉積界面層的步驟包括沉積碲化鎘和碲化鋅的混合物。
【文檔編號】H01L31/0296GK104247037SQ201280062411
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2012年10月16日 優(yōu)先權日:2011年10月17日
【發(fā)明者】伊戈爾·桑金, 馬庫斯·格洛克勒, 本雅明·布勒, 基蘭·崔西 申請人:第一太陽能有限公司