用于光伏器件的混合型接觸件和光伏器件的形成方法
【專利摘要】本發(fā)明描述的是用于光伏器件的接觸件和制造該接觸件的方法。所述接觸件具有透明導電氧化物堆疊件，其中，透明導電氧化物堆疊件的第一部分是通過常壓化學氣相沉積形成的，透明導電氧化物堆疊件的第二部分是通過物理氣相沉積形成的。
【專利說明】用于光伏器件的混合型接觸件和光伏器件的形成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實施例涉及光伏器件的領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種設(shè)置在光伏器件中 的電氣接觸件及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 光伏器件通過光伏效應(yīng)將太陽光的能量直接轉(zhuǎn)換成電能。光伏器件可以是例如以 晶硅電池或薄膜電池為例的光伏電池。光伏模塊可以包括多個光伏電池或光伏器件。光伏 器件可以包括設(shè)置在基底（或覆蓋物）上的多個層。例如，光伏器件可以包括在基底上以 堆疊件形式形成的透明導電氧化物（TC0)層、緩沖層和多個半導體層。半導體層可以包括 形成在緩沖層上的諸如硫化鎘層的半導體窗口層和形成在半導體窗口層上的諸如碲化鎘 層的半導體吸收層。此外，每個層可以覆蓋器件的全部或一部分以及/或者位于該層下面 的基底或?qū)拥娜炕蛞徊糠?。例如?層"可以包括接觸表面的全部或一部分的任意量的任 意材料。
[0003] 圖1是通常順序地設(shè)置在玻璃基底110(例如，鈉鈣玻璃）上的光伏器件10的一 部分的剖視圖。多層透明導電氧化物（TC0)堆疊件150可以用作薄膜光伏器件的n型前接 觸件（frontcontact)。TC0堆疊件150具有包括阻擋層120、TC0層130和緩沖層140在 內(nèi)的若干個功能層。前接觸件可以密切地影響諸如視覺質(zhì)量、轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性和可靠性的 各種器件特性。作為半導體層的窗口層160形成在前接觸件150上方。同樣作為半導體 層的吸收層170形成在窗口層160上方。例如，窗口層160和吸收層170可以包括諸如第 II-VI族或第III-V族半導體的二元半導體，例如，ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、 CdTe、MgO、MgS、MgSe、MgTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、AIN、A1P、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、 GaSb、InS、InN、InP、InAs、InSb、TIN、TIP、TIAs、TISb或它們的混合物。窗口層和吸收層 的示例可以分別是Cds層和CdTe層。背接觸件180形成在吸收層170上方。背接觸件180 也可以是與前接觸件150相似的多層堆疊件。同樣可以為玻璃的背支持部190形成在背接 觸件180上方。
[0004] 薄膜電池可以具有兩種一般類型的前接觸件或背接觸件。第一種類型的接觸件是 完全通過常壓化學氣相沉積（APCVD)涂覆的氟摻雜的二氧化錫基（F-Sn02)堆疊件，其中， 阻擋層、TC0層和緩沖層全部通過APCVD形成。堆疊件中的TC0層是氟摻雜的511〇2層。第 二種類型的接觸件是完全濺射的物理氣相沉積（PVD)TCO堆疊件，其中，TC0層是以諸如錫 酸鎘（Cd2Sn04)、氧化銦錫（IT0)和鋁摻雜的氧化鋅（ZA0)的材料為基礎(chǔ)的。在完全濺射的 PVDTC0堆疊件中，阻擋層、TC0層和緩沖層全部通過PVD形成。這些層中的每個都具有正 性和負性。
[0005] 期望光伏器件具有緩解與完全通過APCVD涂覆的器件和完全濺射的PVD器件中的 每一種的TC0堆疊件相關(guān)的缺陷的前接觸件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是光伏器件的一部分的剖視圖。
[0007] 圖2是根據(jù)公開的實施例的光伏器件的一部分的剖視圖。
[0008] 圖3是根據(jù)圖2的公開的實施例的光伏器件的一部分的剖視圖。
[0009] 圖4是根據(jù)另一公開的實施例的光伏器件的一部分的剖視圖。
[0010] 圖5是根據(jù)圖4的公開的實施例的光伏器件的一部分的剖視圖。
[0011] 圖6是根據(jù)另一公開的實施例的光伏器件的一部分的剖視圖。
[0012] 圖7是根據(jù)圖6的公開的實施例的光伏器件的一部分的剖視圖。
[0013] 圖8是根據(jù)另一公開的實施例的光伏器件的一部分的剖視圖。
[0014] 圖9是根據(jù)圖8的公開的實施例的光伏器件的一部分的剖視圖。
[0015] 圖10是根據(jù)另一公開的實施例的光伏器件的一部分的剖視圖。
[0016] 圖11是根據(jù)圖10的公開的實施例的光伏器件的一部分的剖視圖。
[0017] 圖12是根據(jù)另一公開的實施例的光伏器件的一部分的剖視圖。
[0018] 圖13是根據(jù)圖12的公開的實施例的光伏器件的一部分的剖視圖。

【具體實施方式】
[0019] 在下面的詳細描述中，參考構(gòu)成【具體實施方式】的一部分的附圖，在附圖中通過示 出可以被實踐的具體實施例的方式來示出。應(yīng)該理解的是，在整個附圖中，同樣的附圖標記 表示同樣的元件。足夠詳細地描述實施例，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用它們，將理 解的是，對公開的具體實施例可以進行結(jié)構(gòu)、材料、電氣和程序上的改變，下面僅詳細地討 論它們中的一些。
[0020] 這里描述的是包含多層的TC0堆疊件混合型接觸件的光伏器件，多層的TC0堆疊 件混合型接觸件可以是例如用于光伏器件的前接觸件。混合型前接觸件由APCVD層和PVD 層的組合制成。這樣的混合的前接觸件利用了APCVD涂層和PVD涂層的有益特性同時也消 除或緩解了它們的缺陷。因此，混合型接觸件提供通過完全地APCVDTC0堆疊件或完全濺 射的PVDTC0堆疊件不可得到的特有屬性。
[0021] 完全通過APCVD涂覆的堆疊件提供了許多優(yōu)勢。它可以用在以低成本提供高沉 積速率的在線APCVD工藝（具有用于制造諸如110U90的玻璃基底或覆蓋物的浮法玻 璃線）中。堆疊件可以包括APCVDSi02阻擋層120,APCVDSi02阻擋層120是優(yōu)良的納 (Na)阻擋層并且是足以控制器件結(jié)構(gòu)中的Na水平的相對薄的阻擋層（?25nm)。完全通 過APCVD涂覆的堆疊件可以在整個堆疊件上包括在向陽側(cè)器件反射中提供優(yōu)良的全向性 (omnidirectionality)的粗糙的表面/界面，這使得完全的APCVD類器件的外觀對視角不 敏感?？梢酝ㄟ^算術(shù)平均值（Ra)和平均均方根（rootmean-square-average，Rq)來使表 面粗糙度量化。對于完全地APCVD類TC0堆疊件的緩沖層140的表面，Ra可以在大約5nm 至大約50nm的范圍內(nèi)，Rq可以在大約27nm至大約36nm的范圍內(nèi)。包含的顏色抑制層（未 示出）進一步有益于完全地APCVD類模塊的視覺外觀。用于完全通過APCVD涂覆的堆疊件 的粗糙表面/界面和涂覆設(shè)計減小了向陽側(cè)反射損失，其中，除了來自向陽側(cè)玻璃表面的 反射（通常為?4%)以外的來自器件側(cè)的平均反射僅為?1%。此外，在堆疊件中的緩沖 層140的粗糙且多面的表面促進硫化鎘（CdS)窗口層160的成核和生長。
[0022] 完全通過APCVD涂覆的堆疊件也提供了一些缺點。在完全通過APCVD涂覆的堆疊 件中TCO層130是作為具有相對低的載流子遷移率的TCO材料的氟摻雜的Sn02。由于自由載 流子的對光的吸收和涂層中的來自制造工藝的碳剩余物這兩者的作用，因此即使在鐵含量 低的玻璃作為基底的情況下，9〇11111/叫的完全通過4?00)涂覆的堆疊件通常具有13%-15% 的范圍內(nèi)的平均光吸收率（400nm-800nm)。
[0023] 同樣地，完全濺射的PVDTCO堆疊件（其中，TCO層由Cd2Sn04制成）具有許多益 處。在完全濺射的PVDTC0堆疊件中，TC0層130是一種具有高載流子濃度和高遷移率的 公知的TC0材料。在完成的光伏器件中完全濺射的PVDTC0堆疊件可以具有6ohm/sq的片 電阻和6%的平均光吸收率。片電阻是測量的薄膜電阻。光吸收率是沒有穿過層的光的量 的測量量。濺射的阻擋層120(SiAlx0y)和緩沖層140(Sn0x*ZnSnx0y)實際上在可見光譜 中在視覺上是自由吸收。這使得對堆疊件設(shè)計的限制較少并且?guī)缀醪挥每紤]因堆疊層的光 吸收的不利后果。
[0024] 完全濺射的PVDTC0堆疊件還具有一些缺點。濺射的阻擋層120通常具有較差的 Na阻擋能力。這需要在堆疊件中使用非常厚的SiA10x阻擋層120(?200nm)。由于Si的 固有的低沉積速率，因此即使將A1加入到Si靶中通過提高導電率來增加沉積速率，進一步 劣化的與阻擋層有關(guān)的問題是濺射的阻擋層的沉積率低。濺射的PVDTC0堆疊件具有在其 沉積狀態(tài)下仍具有高的光吸收和電阻的非晶結(jié)構(gòu)。濺射的膜必須經(jīng)受熱激活相變以變成透 明的導電氧化物。濺射的堆疊件在層之間具有非常平滑的涂覆表面和界面，這使得反射很 大程度上依賴于角度。因此，具有完全濺射的PVDTC0堆疊件的模塊趨向于具有不平坦的 外觀。與完全地APCVD類器件（具有較高的Ra和Rq)相比，濺射的PVDTC0堆疊件具有 介于大約〇? 4nm至大約2. 8nm的范圍內(nèi)的Ra和介于大約0? 6nm至大約3. 5nm的范圍內(nèi)的 Rq(在測量緩沖層的表面時）。此外，具有完全地PVDTC0堆疊件的器件通常具有比完全通 過APCVD涂覆的器件的反射損失高?2%的反射損失，這大部分上是由于在完全濺射的PVD TC0堆疊件中平滑的界面和表面的"像鏡子"的反射。
[0025] 參照圖2,現(xiàn)在將參照用在薄膜光伏器件中的混合型前接觸件的制造來描述第一 實施例。圖2是光伏器件20 (圖3)的一部分的剖視圖?；旌闲蚑C0的前接觸件由三個功 能層220、240、250組成。層220是被沉積成鄰近于玻璃基底210的APCVDSi02阻擋層。層 220不僅用作阻擋層220,而且還提供濺射的層順序地沉積在其上的粗糙的表面。層240是 濺射的TC0層（例如，Cd2Sn04)。層250是濺射的緩沖層（例如，Sn02)。層240和250共形 地形成在下方的層220的粗糙涂層上，并且層240和250同樣具有粗糙表面。
[0026] 盡管在圖2中的混合型前接觸件中的層240和250被示出為具有高粗糙度，但是 粗糙水平可以根據(jù)堆疊件的生長條件和預(yù)先執(zhí)行的熱處理而與層220的粗糙水平不同。應(yīng) 該注意到的是，混合型前接觸件的光收益不需要層240和層250具有層220的表面粗糙度。 這是因為光因混合型前接觸件的漫散射可以通過層220的粗糙表面（或?qū)?20和240之間 的界面）來實現(xiàn)。對于本公開的混合型前接觸件的APCVD部分可以是多于一種材料（例 如，511〇2、1102、510 2等）的"堆疊件"的其他實施例來說，尤其是這樣。盡管不需要，但是當 緩沖層250具有粗糙表面時，其可以具有大約5nm至大約50nm的表面粗糙度平均值（Ra)。
[0027] 圖3示出了具有如上所述的層220、240和250并且具有光伏器件的額外的層的光 伏器件20。為了簡便起見，圖3示出了具有平滑表面的層220、240、250，但是應(yīng)該理解的是， 這些表面是如上所述的并且如圖2中所描繪的。作為半導體層的窗口層260形成在緩沖層 250上方。同樣為半導體層的吸收層270形成在窗口層260上方。背接觸件280形成在吸 收層270上方。背接觸件280也可以是多層的堆疊件。背支撐部290形成在背接觸件280 上方。
[0028] 參照圖4,現(xiàn)在將參照用在薄膜光伏器件中的混合型前接觸件的制造來描述第二 實施例。圖4是光伏器件30(圖5)的一部分的剖視圖。根據(jù)這個實施例，APCVD阻擋層是 取代圖2中示出的單層220的雙層221、222。因此，阻擋層由形成在玻璃基底210上方的層 221和222組成。層221是具有粗糙表面的高折射率APCVD層（例如，Sn02)。層222是具 有粗糙表面的低折射率APCVD層（例如，Si02)。層221和222 -起不僅用作具有粗糙表面 的Na阻擋層，而且還因低折射率和高折射率的組合而用作進一步減小反射損失的顏色抑 制層。層221和222優(yōu)選地應(yīng)該是分別具有高折射率（即，在589nm的波長下大約2. 0至 大約2. 4的折射率）和低折射率（即，在589nm的波長下大約1. 45至大約1. 5的折射率） 的光學材料。高折射率的材料可以包括但不限于SiNx、Sn02、Ti02、Ta205和Nb205。低折射率 的材料可以包括但不限于Si02、SiAlx0y和A1203。層240是濺射的TC0層（例如，Cd2Sn04)。 層250是濺射的緩沖層（例如，Sn02)?；旌闲颓敖佑|件堆疊件的濺射的緩沖層250不需要 具有與完全地APCVD類TC0堆疊件相似的Ra和Rq。再次，混合型前接觸件的光學收益不需 要濺射的層240和250具有APCVD層的表面粗糙度。
[0029] 圖5示出了具有如上所述的層221、222、240和250并且具有光伏器件的額外的層 的光伏器件30。再次，為了簡便起見，在圖5中示出了具有平滑表面的層221、222、240和 250,但是應(yīng)該理解的是，這些表面是如上所述的并且如圖4中所描繪的。作為半導體層的 窗口層260形成在緩沖層250上方。同樣為半導體層的吸收層270形成在窗口層260上 方。背接觸件280形成在吸收層270上方。背接觸件280也可以是多層的堆疊件。背支撐 部290形成在背接觸件280上方。
[0030] 參照圖6,現(xiàn)在將參照用在薄膜光伏器件中的混合型前接觸件的制造來描述第三 實施例。圖6是光伏器件40(圖7)的一部分的剖視圖。根據(jù)這個實施例，光伏器件40在 APCVD雙層221、222下方包括額外的低折射率的APCVD層223。層221是具有粗糙表面的高 折射率APCVD層（例如，Sn02)。層222是具有粗糙表面的低折射率APCVD層（例如，Si02)。 層221和222 -起不僅用作具有粗糙表面的Na阻擋層，而且還用作用于進一步減小反射損 失的顏色抑制層。層221和222優(yōu)選地應(yīng)該是分別具有高折射率（S卩，在589nm的波長下大 約2. 0至大約2. 4的折射率）和低折射率（即，在589nm的波長下大約1. 45至大約1. 5的 折射率）的光學材料。高折射率的材料可以包括但不限于SiNx、Sn02、Ti02、Ta205和Nb205。 低折射率的材料可以包括但不限于Si02、SiAlx0y和A1203。層223可以包括但不限于Si02、 SiAlx0y和A1203。換言之，這個層可以與層222的材料相同或相似。層223的厚度可以為大 約100A至大約2000A。層223的主要功能是進一步改善堆疊件的Na阻擋能力并對混合 型接觸件的APCVD部分的表面/界面粗糙度提供額外的杠桿作用。層240是濺射的TC0層 (例如，Cd2Sn04)。層250是濺射的緩沖層（例如，Sn02)。混合型前接觸件堆疊件的濺射的 緩沖層250不需要具有與完全地APCVD類TC0堆疊件相似的Ra和Rq。再次，混合型前接觸 件的光學收益不需要濺射的層240和250具有APCVD層的表面粗糙度。
[0031] 圖7示出了具有如上所述的層221、222、223、240和250并且具有光伏器件的額外 的層的光伏器件40。再次，為了簡便起見，在圖7中示出了具有平滑表面的層221、222、223、 240和250,但是應(yīng)該理解的是，這些表面是如上所述的并且如圖6中所描繪的。作為半導體 層的窗口層260形成在緩沖層250上方。同樣為半導體層的吸收層270形成在窗口層260 上方。背接觸件280形成在吸收層270上方。背接觸件280也可以是多層的堆疊件。背支 撐部290形成在背接觸件280上方。
[0032] 參照圖8,現(xiàn)在將參照用在薄膜光伏器件中的混合型前接觸件的制造來描述第四 實施例。圖8是光伏器件50 (圖9)的一部分的剖視圖。層220是沉積在玻璃基底210上 方的APCVD3102層。層240是濺射的TC0層（例如，Cd2Sn04)。根據(jù)這個實施例，加入了濺 射的粘結(jié)層230以增強APCVDSi02層220和濺射的TC0層240之間的粘附。濺射的粘結(jié) 層230還提供了用于Na阻擋的額外的加強。濺射的粘結(jié)層230可以包括但不限于Si02或 SiAlx0y。層250是濺射的緩沖層（例如，Sn02)。層230、240和250共形地形成在下方的層 220的粗糙涂層上并且層230、240和250具有粗糙的表面。
[0033] 圖9示出了具有如上所述的層220、230、240和250并且具有光伏器件的額外的層 的光伏器件50。再次，為了簡便起見，在圖9中示出了具有平滑表面的層220、230、240和 250,但是應(yīng)該理解的是，這些表面是如上所述的并且如圖8中所描繪的。作為半導體層的 窗口層260形成在緩沖層250上方。同樣為半導體層的吸收層270形成在窗口層260上 方。背接觸件280形成在吸收層270上方。背接觸件280也可以是多層的堆疊件。背支撐 部290形成在背接觸件280上方。
[0034] 參照圖10,現(xiàn)在將參照用在薄膜光伏器件中的混合型前接觸件的制造來描述第五 實施例。圖10是光伏器件60(圖11)的一部分的剖視圖。根據(jù)這個實施例，光伏器件60 既包含APCVD阻擋雙層221、222又包含濺射的粘結(jié)層230。阻擋層由形成在玻璃基底210 上方的層221和222組成。層221是具有粗糙表面的高折射率APCVD層（例如，Sn02)。層 222是具有粗糙表面的低折射率APCVD層（例如，Si02)。層221和222 -起不僅用作具有 粗糙表面的Na阻擋層，而且還用作用于進一步減小反射損失的顏色抑制層。層221和222 優(yōu)選地應(yīng)該是分別具有高折射率（即，在589nm的波長下大約2. 0至大約2. 4的折射率） 和低折射率（即，在589nm的波長下大約1. 45至大約1. 5的折射率）的光學材料。高折射 率的材料可以包括但不限于SiNx、Sn02、Ti02、Ta205和Nb205。低折射率的材料可以包括但不 限于Si02、SiAlx0y和A1203。TC0層240是濺射的TC0層（例如，Cd2Sn04)。加入濺射的粘 結(jié)層230以加強低折射率的APCVD層222和濺射的TC0層240之間的粘附，并提供用于Na 阻擋的額外的加強。濺射的粘結(jié)層230可以包括但不限于Si02*SiAlx0y。層250是濺射 的緩沖層（例如，Sn02)。層230、240和250共形地形成在下方的層222的粗糙涂層上并且 層230、240和250具有粗糙的表面。
[0035] 圖11示出了具有如上所述的層221、222、230、240和250并且具有光伏器件的額 外的層的光伏器件60。再次，為了簡便起見，在圖11中示出了具有平滑表面的層221、222、 230、240和250,但是應(yīng)該理解的是，這些表面是如上所述的并且如圖10中所描繪的。作為 半導體層的窗口層260形成在緩沖層250上方。同樣為半導體層的吸收層270形成在窗口 層260上方。背接觸件280形成在吸收層270上方。背接觸件280也可以是多層的堆疊件。 背支撐部290形成在背接觸件280上方。
[0036] 參照圖12,現(xiàn)在將參照用在薄膜光伏器件中的混合型前接觸件的制造來描述第六 實施例。圖12是光伏器件70(圖13)的一部分的剖視圖。根據(jù)這個實施例，光伏器件70 包括在APCVD雙層221、222下方的額外的低折射率APCVD層223。層221是具有粗糙表面 的高折射率APCVD層（例如，Sn02)。層222是具有粗糙表面的低折射率APCVD層（例如， Si02)。層221和222 -起不僅用作具有粗糙表面的Na阻擋層，而且還用作用于進一步減小 反射損失的顏色抑制層。層221和222優(yōu)選地應(yīng)該是分別具有高折射率（即，在589nm的 波長下大約2. 0至大約2. 4的折射率）和低折射率（即，在589nm的波長下大約1. 45至大 約1. 5的折射率）的光學材料。高折射率的材料可以包括但不限于SiNx、Sn02、Ti02、Ta205 和Nb205。低折射率的材料可以包括但不限于Si02、SiAlxOy和A1203。層223可以包括但不 限于Si02、SiAlx0y和A1203。換言之，該層可以與層222的材料相同或相似。層223的厚度 可以為大約100A至大約2000A。層223的主要功能是進一步改善堆疊件的Na阻擋能力 并對混合型接觸件的APCVD部分的表面/界面粗糙度提供額外的杠桿作用。TC0層240是 濺射的TC0層（例如，Cd2Sn04)。加入濺射的粘結(jié)層230以加強低折射率的APCVD層222和 濺射的TC0層240之間的粘附，并提供用于Na阻擋的額外的加強。濺射的粘結(jié)層230可以 包括但不限于Si02或SiAlx0y。層250是濺射的緩沖層（例如，Sn02)。層230、240和250 共形地形成在下方的層222的粗糙涂層上并且層230、240和250具有粗糙的表面。
[0037] 圖13示出了具有如上所述的層221、222、223、230、240和250并且具有光伏器件 的額外的層的光伏器件70。再次，為了簡便起見，在圖13中示出了具有平滑表面的層221、 222、223、230、240和250，但是應(yīng)該理解的是，這些表面是如上所述的并且如圖12中所描繪 的。作為半導體層的窗口層260形成在緩沖層250上方。同樣為半導體層的吸收層270形 成在窗口層260上方。背接觸件280形成在吸收層270上方。背接觸件280也可以是多層 的堆疊件。背支撐部290形成在背接觸件280上方。
[0038] 在上面討論的各個實施例中，具體的層可以由下面的材料形成并且具有下面的特 性。阻擋層220可以是由Si02形成的APCVD層并且可以具有大約1〇〇A至大約1000A的 厚度。高折射率的層221可以是由SiNx、Sn02、Ti02、Ta205和Nb205中的一種形成的APCVD層 并且可以具有大約1〇〇A至大約丨〇〇〇A的厚度。低折射率的層222可以是由Si02、SiAlx0y 和A1203中的一種形成的APCVD層并且可以具有大約丨〇〇A至大約丨000A的厚度。層223 可以是由Si02、SiAlx0y和A1203中的一種形成的APCVD層。粘結(jié)層230可以通過物理氣相 沉積形成，可以由3102和51八1 !￡07中的一種形成，并且可以具有大約丨〇〇A至大約丨〇〇〇A 的厚度。濺射的TC0層240可以由F-Sn02、Cd2Sn04、ITO、CIO和ZAO中的一種形成并且可 以具有大約500A至大約5000A的厚度。濺射的緩沖層250可以由Sn02、ZnO、ln203和 ZnSnx0y中的一種形成并且可以具有大約50A至大約2000A的厚度。
[0039] 混合型前接觸件提供許多益處。通過APCVDSi02層或Sn02/Si02的雙層提供了對 移動離子的阻擋。已經(jīng)證實這些層在限制諸如Na的移動離子從玻璃基底的遷移方面是優(yōu) 越的。由于混合型前接觸件的改善的阻擋能力，因此在半導體沉積工藝中允許可變的較寬 的工藝窗口（widerprocessingwindow),例如，在整個工藝中基底的速度、半導體的厚度、 沉積速率和溫度分布。
[0040] 在各個描述的實施例中APCVD阻擋層的界面粗糙度還提供了較小的反射損失。測 試一致地表明，完全APCVD器件的平均反射損失比以完全濺射的PVDTC0堆疊件為基礎(chǔ)的 平均反射損失少1.5%-2%。主要是通過界面粗糙度產(chǎn)生的完全地APCVD器件的益處。這 可以通過對向陽側(cè)反射的測試來表明。測試結(jié)果表明，完全地APCVD器件的低反射損失主 要是由于APCVD堆疊件的界面粗糙度引起。TCO特性的改進將進一步有助于提高效率。
[0041] 就若干原因來說，具有混合型接觸件的光伏器件具有提高了的可靠性?；旌闲颓?接觸件的較好的Na阻擋導致器件結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)的水平降低。粗糙的緩沖層250的表面在 緩沖層和CdS窗口層之間提供了較強的界面，這增強了對界面剝離的抵抗性?；旌闲颓敖?觸件的制造也大部分地消除了對具有非常低的沉積速率的厚的濺射的SiAlx0y阻擋層的需 要。這有助于減少制造成本。公開的實施例的混合型前接觸件也減少了反射損失，這使得 光伏器件的效率更高。制造成品率因較少限制的工藝窗口而增大。此外，以混合型前接觸 件為基礎(chǔ)的光伏器件具有與完全地通過APCVD涂覆的堆疊件相似的外觀，因此由于減小的 大小和優(yōu)越的全向的向陽側(cè)器件反射而普遍地看起來更好。
[0042] 盡管已經(jīng)詳細地描述了公開的實施例，但是應(yīng)該容易理解的是，本發(fā)明不限于公 開的實施例。相反，公開的實施例可以被修改為包含迄今未描述的許多變形、改變、替換或 等同布置。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于光伏器件的接觸件，所述接觸件包括： 光伏器件的透明導電氧化物堆疊件，其中，透明導電氧化物堆疊件的第一部分通過常 壓化學氣相沉積形成，透明導電氧化物堆疊件的第二部分通過物理氣相沉積形成。
2. 如權(quán)利要求1所述的接觸件，其中，透明導電氧化物堆疊件包括阻擋層、透明導電氧 化物層和緩沖層。
3. 如權(quán)利要求2所述的接觸件，其中，阻擋層通過常壓化學氣相沉積形成，透明導電氧 化物層和緩沖層通過物理氣相沉積形成。
4. 如權(quán)利要求1所述的接觸件，其中，接觸件是光伏器件的前接觸件。
5. 如權(quán)利要求2所述的接觸件，其中，緩沖層包括Si02。
6. 如權(quán)利要求2所述的接觸件，其中，透明導電氧化物層是從由F-Sn02、Cd2Sn04、ITO、 CIO和ZAO組成的組中選擇的。
7. 如權(quán)利要求2所述的接觸件，其中，緩沖層是從由Sn02、Zn0、In2O3和ZnSnxOy組成的 組中選擇的。
8. 如權(quán)利要求2所述的接觸件，其中，緩沖層具有大約5nm至大約50nm的表面粗糙度 均值。
9. 如權(quán)利要求2所述的接觸件，其中，阻擋層包括形成在具有大約2. 0至大約2. 4的折 射率的第二材料上方的具有大約1. 45至大約1. 50的折射率的第一材料。
10. 如權(quán)利要求9所述的接觸件，其中，阻擋層的第一材料是從由Si02、SiAlx0y和Al2O3 組成的組中選擇的。
11. 如權(quán)利要求9所述的接觸件，其中，阻擋層的第二材料是從由SiNx、SnO2、TiO2、Ta2O5 和Nb2O5組成的組中選擇的。
12. 如權(quán)利要求1所述的接觸件，所述接觸件還包括通過物理氣相沉積形成在透明導 電氧化物堆疊件的第一部分上方的粘結(jié)層。
13. 如權(quán)利要求12所述的接觸件，其中，粘結(jié)層是從由SiO2和SiAlxOy組成的組中選擇 的。
14. 如權(quán)利要求9所述的接觸件，所述接觸件還包括通過物理氣相沉積形成在阻擋層 上方的粘結(jié)層。
15. 如權(quán)利要求14所述的接觸件，其中，粘結(jié)層是從由SiO2和SiAlxOy組成的組中選擇 的。
16. 如權(quán)利要求2所述的接觸件，其中，阻擋層具有大約100A至大約1 〇〇〇A的厚度。
17. 如權(quán)利要求9所述的接觸件，其中，阻擋層的第一材料具有大約100A至大約 1000A的厚度，阻擋層的第二材料具有大約looA至大約loot)A的厚度。
18. 如權(quán)利要求2所述的接觸件，其中，透明導電氧化物層具有大約500A至大約 5000A的厚度。
19. 如權(quán)利要求2所述的接觸件，其中，緩沖層具有大約50A至大約2000A的厚度。
20. 如權(quán)利要求12所述的接觸件，其中，粘結(jié)層具有大約100A至大約1000A的厚 度。
21. 如權(quán)利要求9所述的接觸件，所述接觸件還包括位于阻擋層下方的從由Si02、 SiAlxOy和Al2O3組成的組中選擇的APCVD沉積的材料。
22. -種光伏器件，所述光伏器件包括： 光伏器件的基底； 接觸件，設(shè)置在基底上方，包括： 阻擋層，通過常壓化學氣相沉積形成； 透明導電氧化物層，通過物理氣相沉積形成在阻擋層上方；以及 緩沖層，通過物理氣相沉積形成在透明導電氧化物層上方。
23. 如權(quán)利要求22所述的光伏器件，其中，基底是鈉鈣玻璃或太陽能浮法玻璃中的一 種。
24. 如權(quán)利要求22所述的光伏器件，其中，阻擋層包括Si02。
25. 如權(quán)利要求22所述的光伏器件，其中，透明導電氧化物層是從由F-Sn02、Cd2Sn04、 ITO、CIO和ZAO組成的組中選擇的。
26. 如權(quán)利要求22所述的光伏器件，其中，緩沖層是從由Sn02、Zn0、In2O3和ZnSnxOy組 成的組中選擇的。
27. 如權(quán)利要求22所述的光伏器件，其中，阻擋層與基底接觸地形成。
28. 如權(quán)利要求22所述的光伏器件，其中，阻擋層具有大約100A至大約1000A的 厚度。
29. 如權(quán)利要求22所述的光伏器件，其中，阻擋層包括形成在具有大約2. 0至大約2. 4 的折射率的第二材料上方的具有大約1. 45至大約1. 50的折射率的第一材料。
30. 如權(quán)利要求29所述的光伏器件，其中，阻擋層的第一材料是從由Si02、SiAlxOy和 Al2O3組成的組中選擇的。
31. 如權(quán)利要求29所述的光伏器件，其中，阻擋層的第二材料是從由SiNx、Sn02、Ti02、 Ta2O5和Nb2O5組成的組中選擇的。
32. 如權(quán)利要求29所述的光伏器件，其中，阻擋層的第一材料具有大約100A至大約 1000A的厚度，阻擋層的第二材料具有大約100A至大約1000A的厚度。
33. 如權(quán)利要求22所述的光伏器件，其中，透明導電氧化物層具有大約500A至大約 5000A的厚度。
34. 如權(quán)利要求22所述的光伏器件，其中，緩沖層具有大約50A至大約2000A的厚 度。
35. 如權(quán)利要求22所述的光伏器件，所述光伏器件還包括通過物理氣相沉積形成在阻 擋層上方的粘結(jié)層。
36. 如權(quán)利要求35所述的光伏器件，其中，粘結(jié)層是從由SiO2和SiAlxOy組成的組中選 擇的。
37. 如權(quán)利要求35所述的光伏器件，其中，粘結(jié)層為大約1()()人至大約1000A。
38. 如權(quán)利要求29所述的光伏器件，所述光伏器件還包括通過物理氣相沉積形成在阻 擋層上方的粘結(jié)層。
39. 如權(quán)利要求38所述的光伏器件，其中，粘結(jié)層是從由SiO2和SiAlxOy組成的組中選 擇的。
40. 如權(quán)利要求38所述的光伏器件，其中，粘結(jié)層具有大約丨OO人至大約丨OOOA的厚 度。
41. 如權(quán)利要求22所述的光伏器件，所述光伏器件還包括： 窗口層，形成在緩沖層上方； 吸收層，形成在窗口層上方； 背接觸件，形成在吸收層上方；以及 背支撐部，形成在背接觸件上方。
42. 如權(quán)利要求43所述的光伏器件，其中，窗口層是從由ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、 CdS、CdSe、CdTe、MgO、MgS、MgSe、MgTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、AIN、A1P、AlAs、AlSb、GaN、 GaP、GaAs、GaSb、InS、InN、InP、InAs、InSb、TIN、TIP、TIAs、TlSb和它們的混合物組成的組 中選擇的。
43. 如權(quán)利要求41所述的光伏器件，其中，吸收層是從由CIGSXdTe和非晶Si組成的 組中選擇的。
44. 如權(quán)利要求41所述的光伏器件，其中，窗口層具有大約50A至大約丨000A的厚 度。
45. 如權(quán)利要求22所述的光伏器件，其中，緩沖層具有大約5nm至大約50nm的表面粗 糖度平均值。
46. 如權(quán)利要求29所述的光伏器件，所述光伏器件還包括位于阻擋層下方的從由 Si02、SiAlxOy和Al2O3組成的組中選擇的APCVD沉積的材料。
47. -種形成光伏器件的方法，所述方法包括下述步驟： 通過常壓化學氣相沉積在光伏器件的玻璃基底上方形成阻擋層； 通過物理氣相沉積在阻擋層上方形成透明導電氧化物層；以及 通過物理氣相沉積在透明導電氧化物層上方形成緩沖層。
48. 如權(quán)利要求47所述的方法，所述方法還包括下述步驟： 在緩沖層上方形成窗口層； 在窗口層上方形成吸收層； 在吸收層上方形成背接觸件；以及 在背接觸件上方形成背支撐部。
49. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中，阻擋層包括Si02。
50. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中，阻擋層具有大約〗〇〇A至大約1000A的厚度。
51. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中，透明導電氧化物層是從由F-Sn02、Cd2Sn04、ΙΤ0、 CIO和ZAO組成的組中選擇的。
52. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中，透明導電氧化物層具有大約500A至大約 5000A的厚度。
53. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中，緩沖層是從由Sn02、Zn0、In2O3和ZnSnxOy組成的 組中選擇的。
54. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中，緩沖層具有大約50A至大約2000A的厚度。
55. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中，阻擋層包括形成在具有大約2. 0至大約2. 4的折 射率的第二材料上方的具有大約I. 45至大約I. 50的折射率的第一材料。
56. 如權(quán)利要求55所述的方法，其中，第一材料是從由Si02、SiAlx0y和Al2O3組成的組 中選擇的。
57. 如權(quán)利要求55所述的方法，其中，第二材料是從由SiNx、Sn02、Ti02、Ta2O5和Nb2O5 組成的組中選擇的。
58. 如權(quán)利要求55所述的方法，其中，阻擋層的第一材料具有大約100A至大約 1000A的厚度，阻擋層的第二材料具有大約100A至大約1000A的厚度。
59. 如權(quán)利要求47所述的方法，所述方法還包括在阻擋層上方形成粘結(jié)層。
60. 如權(quán)利要求59所述的方法，其中，粘結(jié)層是從由SiO2和SiAlOx組成的組中選擇的。
61. 如權(quán)利要求59所述的方法，其中，粘結(jié)層具有大約丨〇〇A至大約1000A的厚度。
62. 如權(quán)利要求48所述的方法，其中，窗口層是從由ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、 CdSe、CdTe、MgO、MgS、MgSe、MgTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、AIN、A1P、AlAs、AlSb、GaN、GaP、 GaAs、GaSb、InS、InN、InP、InAs、InSb、TIN、TIP、TIAs、TlSb和它們的混合物組成的組中選 擇的。
63. 如權(quán)利要求48所述的方法，其中，吸收層是從由CIGSXdTe和非晶Si組成的組中 選擇的。
64. 如權(quán)利要求48所述的方法，其中，窗口層具有大約50A至大約1000A的厚度。
65. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中，緩沖層形成為具有大約5nm至大約50nm的表面 粗糙度平均值。
66. 如權(quán)利要求55所述的方法，所述方法還包括在阻擋層上方形成粘結(jié)層。
67. 如權(quán)利要求66所述的方法，其中，粘結(jié)層是從由SiO2和SiAlxOy組成的組中選擇 的。
68. 如權(quán)利要求66所述的方法，其中，粘結(jié)層具有大約100A至大約1000A的厚度。
69. 如權(quán)利要求55所述的方法，所述方法還包括在阻擋層下方形成從由Si02、SiAlxOy 和Al2O3組成的組中選擇的APCVD沉積的材料。
70. -種形成用于光伏器件的接觸件的方法，所述方法包括下述步驟： 形成用于光伏器件的透明導電氧化物堆疊件，其中，透明導電氧化物堆疊件的第一部 分通過常壓化學氣相沉積形成，透明導電氧化物堆疊件的第二部分通過物理氣相沉積形 成。
71. 如權(quán)利要求70所述的方法，其中，透明導電氧化物堆疊件包括阻擋層、透明導電氧 化物層和緩沖層。
72. 如權(quán)利要求71所述的方法，其中，阻擋層通過常壓化學氣相沉積形成，透明導電氧 化物層和緩沖層通過物理氣相沉積形成。
73. 如權(quán)利要求70所述的方法，其中，接觸件為前接觸件。
【文檔編號】H01L31/18GK104321882SQ201280062486
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月17日
【發(fā)明者】趙志波, 本雅明·布勒, 李政昊, 馬庫斯·格勒克勒, 大衛(wèi)·黃, 斯科特·米爾斯, 邵銳 申請人:第一太陽能有限公司, 趙志波, 本雅明·布勒, 李政昊, 馬庫斯·格勒克勒, 大衛(wèi)·黃, 斯科特·米爾斯, 邵銳