如通過控制蒸鍛速率、例如通過擋板或 溫度控制來調(diào)節(jié)。
[0084] 在其它過程步驟中可W在緩沖層5上沉積第二緩沖層6和前電極7。另外，可W進 行層結(jié)構(gòu)1到薄層太陽能電池100或太陽能模塊的接線和接觸。
[00財圖8示出了用于制造按照本發(fā)明的、由NaxIniSy化構(gòu)成的緩沖層5的順列方法的 示意圖。在順列方法中，帶有背電極3和吸收層4的襯底2被引導(dǎo)在例如兩個氯化鋼源8 和兩個硫化銅源9的蒸發(fā)瓣11、12處經(jīng)過。輸送方向通過箭頭用附圖標記10給出。源8、 9交替布置，其中氯化鋼源8的蒸發(fā)瓣11和硫化銅源9的蒸發(fā)瓣12相互重疊。通過運種方 式，吸收層4被用多個薄的氯化鋼和硫化銅層鍛層，所述氯化鋼和硫化銅相互混合。氯化鋼 源8和硫化銅源9例如是從中熱蒸發(fā)氯化鋼或硫化銅的瀉流室?？商鎿Q地，任何其它產(chǎn)生 蒸發(fā)瓣11、12方式均適合用來沉積緩沖層5,只要可W控制鋼、氯、銅和硫的物質(zhì)量份額的 比例?？商鎿Q的源例如是直線蒸發(fā)器的蒸發(fā)舟或者電子射線蒸發(fā)器的相蝸。
[0086] 在用于執(zhí)行按照本發(fā)明的方法的一種替換裝置中，氯化鋼8和硫化銅9的多個源 二維交替布置，例如W棋盤圖案布置。
[0087] 圖9W旋轉(zhuǎn)方法為例示出按照本發(fā)明的方法的另一種替換實施方式。具有背電極 3和吸收層4的襯底2布置在可旋轉(zhuǎn)的試樣載體13上，例如布置在試樣轉(zhuǎn)盤上。交替布置 的氯化鋼源8和硫化銅源9位于試樣載體13下方。在沉積按照本發(fā)明的緩沖層5期間試 樣載體13被旋轉(zhuǎn)。由此襯底2在蒸發(fā)瓣11、12中運動并且被鍛層。
[0088] 在氯化鋼8和硫化銅9的蒸發(fā)源情況下，無論是在襯底2在可旋轉(zhuǎn)試樣載體13上 旋轉(zhuǎn)的實驗室過程中還是在直線送進襯底2的工業(yè)順列方法中，均可W如此選擇源8、9的 蒸發(fā)速率和布置，使得首先W提高的氯化鋼份額對吸收層4進行鍛層。運可W導(dǎo)致在吸收 層4界面處的緩沖層5中形成有利的氯梯度，如圖6中所示。
[0089] 從氯化鋼把鋼和氯引入到硫化銅緩沖層5中有多個特殊的優(yōu)點。氯化鋼是無毒的 而且成本低廉，并且可W如已經(jīng)提到的那樣容易地通過熱方法來施加。在熱蒸發(fā)時氯化鋼 作為化Cl分子蒸發(fā)并且不解離為鋼和氯。運所具有的特殊優(yōu)點是，在蒸發(fā)期間不出現(xiàn)有毒 的和腐蝕性的氯。
[0090] 從氯化鋼引入鋼和氯提供附加的生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)點。只須蒸鍛一種材料，運與諸如 化CVlnzSs的可能材料混合相比大大簡化了過程。運樣，例如從CT.Ewing,K.H.stern, "EquilibriumVaporizationRatesandVaporPressuresofSolidandLiquidSodium Chloride，PotassiumChloride，PotassiumBromide，CesiumIodide，andLithium Fluoride" ,J.Phys.Chem. ,1974, 78, 20,1998-2005己知鋼的蒸汽壓力曲線，并且熱蒸發(fā)過 程可W容易地通過溫度進行控制。另外，用于蒸發(fā)氯化鋼的裝置可W容易地集成到現(xiàn)有的 熱硫化銅鍛層設(shè)備中。
[0091] 從上述實施變得清楚的是，通過本發(fā)明可W克服迄今為止在薄層太陽能電池中使 用的CdS緩沖層或替代的緩沖層的缺點，其中由此產(chǎn)生的薄層太陽能電池的效率和穩(wěn)定性 同樣非常好或更好。同時所述制造方法成本低廉、有效而且環(huán)保。
[0092] 已證明，利用按照本發(fā)明的層系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)與在傳統(tǒng)的CdS緩沖層中存在的太陽 能電池特性相媳美的太陽能電池特性。利用按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可W實現(xiàn)直至14. 5%的高效 率。運對于專業(yè)人員而言是意想不到和令人驚奇的。
[0093] 附圖標記
[0094] 1 層系統(tǒng) 陽0巧]2 襯底
[0096] 3 背電極
[0097] 4 吸收層 陽〇9引 5 緩沖層
[0099] 6 第二緩沖層
[0100] 7 前電極 陽1〇1] 8 氯化鋼源
[0102] 9 硫化銅源 陽103] 10 輸送方向
[0104] 11 氯化鋼蒸發(fā)瓣
[0105] 12 硫化銅蒸發(fā)瓣 陽106] 13 試樣載體 陽107] 100 薄層太陽能電池
[0108] S 層深度。
【主權(quán)項】
1. 用于薄層太陽能電池（100)的層系統(tǒng)（I)，包括： 包含硫族化合物半導(dǎo)體的吸收層（4)， 布置在吸收層（4)上的緩沖層（5)，其中所述緩沖層（5)包含NaxIn1S yClz，其中 0? 05 彡 X < 0? 2 或者 0? 2 < X 彡 0? 5， 0? 6 < x/z < 1. 4 且 I ^ y ^ 2〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的層系統(tǒng)（1)，其中0. 1彡X < 0. 2或者0. 2 < X彡0. 3。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的層系統(tǒng)（1)，其中0. 8 < x/z < 1. 2。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的層系統(tǒng)（1)，其中1. 3 < y < 1. 5。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的層系統(tǒng)（1)，其中所述緩沖層（5)具有IOnm至IOOnm 并且優(yōu)選20nm至60nm的層厚。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的層系統(tǒng)（1)，其中所述緩沖層（5)包含< 10%原子 百分比的氧份額和/或< 10%原子百分比的銅份額。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的層系統(tǒng)（1)，其中緩沖層（5)中鈉和氯的份額具有 非恒定的深度分布。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的層系統(tǒng)（1)，其中緩沖層（5)中鈉和氯的物質(zhì)量份額具有從 朝向吸收層（4)的表面向緩沖層（5)內(nèi)部下降的梯度。9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的層系統(tǒng)（1)，其中硫族化合物半導(dǎo)體包含Cu2ZnSn (S， Se) 4、Cu (In，Ga，Al) (S，Se) 2并且優(yōu)選包含 CuInSe 2、CuInS2、Cu (In，Ga) Se2或者 Cu (In，Ga) (S， Se)2〇10. 薄層太陽能電池（1〇〇)，包括： 襯底（2)， 布置在襯底（2)上的背電極（3)， 布置在背電極（3)上的根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的層系統(tǒng)（1)，以及 布置在層系統(tǒng)（1)上的前電極（7)。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄層太陽能電池（100)，其中第二緩沖層（6)布置在緩沖 層（5)和前電極（7)之間，并且第二緩沖層（6)優(yōu)選包含未摻雜的氧化鋅和/或未摻雜的 氧化鋅鎂。12. 用于制造薄層太陽能電池（100)的層系統(tǒng)（1)的方法，其中 a) 提供包含硫族化合物半導(dǎo)體的吸收層（4)，并且 b) 將緩沖層（5)布置在吸收層⑷上，其中所述緩沖層（5)包含NaxIn1SyCl z，其中 0? 05 彡 X < 0? 2 或者 0? 2 < X 彡 0? 5， 0? 6 < x/z < 1. 4 且 I ^ y ^ 2〇13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中在步驟b)中優(yōu)選通過原子層沉積（ALD)、離子 層氣相沉積（ILGAR)、濺射熱解、化學(xué)蒸汽沉積（CVD)或物理蒸汽沉積（PVD)、濺射、熱蒸發(fā) 或者電子射線蒸發(fā)，特別優(yōu)選從單獨的氯化鈉源（8)和硫化銦源（9)，將氯化鈉和硫化銦施 加到吸收層（4)上。14. 根據(jù)權(quán)利要求12或權(quán)利要求13所述的方法，其中以順列方法或者以旋轉(zhuǎn)方法引導(dǎo) 吸收層（4)在至少一個氯化鈉蒸發(fā)瓣（11)和至少一個硫化銦蒸發(fā)瓣（12)處經(jīng)過，并且蒸 發(fā)瓣（11，12)優(yōu)選部分地相互重疊。15.在薄層太陽能電池（100)或者太陽能模塊中使用根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的 層系統(tǒng)（1)的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種薄層太陽能電池的層系統(tǒng)(1)，該層系統(tǒng)具有包含硫族化合物半導(dǎo)體的吸收層(4)和布置在吸收層(4)上的緩沖層(5)，其中所述緩沖層(5)包含NaxIn1SyClz，其中0.05≤x＜0.2或者0.2＜x≤0.5、1≤y＜2且0.6≤x/z＜1.4。
【IPC分類】H01L31/032, H01L31/0392, H01L31/18
【公開號】CN105144401
【申請?zhí)枴緾N201380032809
【發(fā)明人】T·哈普, S·約斯特, J·帕爾姆, S·波爾納, T·達利博爾, R·迪特米勒
【申請人】法國圣戈班玻璃廠
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2013年6月19日
【公告號】EP2865011A1, US20150295105, WO2013189968A1