and CdTe solar cells： setting the b曰seline"，Proc.3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion(Os曰k曰， Japan ,may 2003)，PP. 491-494，WCPEC-3，Osaka(2003))，除了CdTe吸收體層厚度增加到4.5 微米和CdTe吸收體層中的深陷阱性質(zhì)從"施主"改變?yōu)橹行?。CdSe參數(shù)設(shè)置成與CdTe參數(shù)具 有相同的值，除了 CdSe中的深陷阱密度低至1/10W及帶隙是1.7eV。構(gòu)造了合金材料CdTei-xSex的性能中的變化作為X的函數(shù)的模型，X為分?jǐn)?shù)的Se替代。模型假定CdTe的蛇等于1.5eV， CdSe的帶隙等于1.7,并且彎曲系數(shù)b = 0.8。由下式給出合金的帶隙：
[0109] Eg,alloy = X Eg,Cdse+(l-X)Eg,CdTe+bx(l-X)。
[0110] 諸如載流子遷移率和介電常數(shù)值的其它材料性質(zhì)假定是獨(dú)立于合金成分并且在 CdTe和CdSe值間線性變化的深施主濃度作為X的函數(shù)取值。
[0111] 在示例2中，仿真使用檢測(cè)的DSIMS Se分布作為輸入來(lái)進(jìn)行。檢測(cè)的DSIMS分布擬 合成雙指出衰減分布并且使用擬合的參數(shù)來(lái)計(jì)算貫穿4.5微米厚的吸收體層的Se濃度分 布。
[0112] 在示例3中，假定指數(shù)的Se濃度分布，從背面中的約X = O.006增加到前面中的0.2。 裝置中的Se總量約是示例1中描述的裝置的Se總量的約4.4倍。
[0113] 在示例4中，假定Se濃度的頂帽分布。在具體的頂帽分布中，從裝置背面直到離前 界面約0.4微米X = O,在離前界面約0.4處X上升。從運(yùn)點(diǎn)直到到達(dá)吸收體層前面X = O.4。裝 置中的Se總量約是示例1中描述的裝置的Se總量的3倍。
[0114] 對(duì)于常規(guī)CdS/CcTTe光伏裝置的比較的示例1仿真測(cè)試
[0115] 對(duì)于運(yùn)個(gè)仿真，裝置沒(méi)有Se并且使用如由Gloecker所指定的輸入(除了前面說(shuō)明 的修改）。計(jì)算的運(yùn)個(gè)模型電池的性能量度(效率、V〇c、Jsc和填充因子(FF))用作其它示例 的參考等級(jí)并且它們(所述其它示例)相應(yīng)的性能量度標(biāo)準(zhǔn)化至運(yùn)個(gè)基準(zhǔn)情況。
[0116] 對(duì)于CcTTe層中線性Se濃度分布的比較的示例2仿真測(cè)試
[0117] 對(duì)于運(yùn)個(gè)仿真，使用線性Se濃度分布，假定與經(jīng)由DSIMS分布確定的量相同的Se總 量。在此計(jì)算中，輸入Se濃度的線性梯度到裝置模型中。X值設(shè)置成在背接觸為0而在前面為 約0.025。
[0118] 對(duì)于CcTTe層中常數(shù)Se濃度分布的比較的示例3仿真測(cè)試
[0119] 對(duì)于運(yùn)個(gè)仿真，假定貫穿裝置吸收體層的具有X = O.4的常數(shù)Se濃度分布。裝置中 的Se總量是示例1中描述的裝置的Se總量的約32倍。
[0120] 對(duì)于CcTTe層中線性Se濃度分布的比較的示例4仿真測(cè)試
[0121] 對(duì)于運(yùn)個(gè)仿真，假定Se濃度分布是線性斜升，在背接觸從X = O開(kāi)始并在裝置前面 增加至Ijx = O.4。裝置中的Se總量是示例1中描述的裝置的Se總量的約16倍。
[0122] 表1中公布了示例2-4和相對(duì)于比較的示例1的基準(zhǔn)電池的比較的示例2-4的性能 量度。圖11示出比較的示例2-4和示例2-4的Se濃度分布作為CdTe厚度的函數(shù)。
[0123] 如在表1中所示，裝置性能參數(shù)示出當(dāng)與沒(méi)有CdTeSe層的裝置(比較的示例1)比較 時(shí)具有非線性梯度的CdTeSe層(示例2-4)的裝置得到改善。對(duì)于同樣量的Se,裝置性能參數(shù) 進(jìn)一步示出了當(dāng)與在CdTeSe層中具有線性梯度的Se的裝置（比較的示例2)相比時(shí)，具有非 線性梯度的CdTeSe層(示例2)的裝置得到改善。"指數(shù)"和"頂幡'非線性Se濃度分布(示例3- 4)示出優(yōu)于具有常數(shù)或線性梯度Se濃度分布(比較的示例3和4)電池的效率，盡管具有在層 中存在的低得多的Se總量。
[0124] 應(yīng)當(dāng)注意，雖然試樣設(shè)置中的分布主要限制前面，但是Se分布的一些程度的偏移 可W導(dǎo)致整體裝置性能中的改善，特別是如果前和背接觸的滲雜分布或能級(jí)被調(diào)整。在此 類(lèi)情況下，可能Se峰的最佳位置不在靠近緩沖層的前界面。
[0125] 表1對(duì)于CcTTe中不同Se濃度分布的性能參數(shù)的仿真結(jié)果
[0128]所附權(quán)利要求意在與其已經(jīng)所構(gòu)思的一樣廣泛地來(lái)主張本發(fā)明的權(quán)利，且本文呈 現(xiàn)的示例是從多種的所有可能的實(shí)施例中選擇的實(shí)施例的說(shuō)明。因此，所附權(quán)利要求并不 由用于示出本發(fā)明的特征的示例的選擇所限制正是申請(qǐng)者的意圖。如權(quán)利要求中所使用 的，詞語(yǔ)"包括"W及其語(yǔ)法上的變形邏輯上也對(duì)著（subtend)和包括變化和不同程度的短 語(yǔ)，諸如例如，但不限于此，"實(shí)質(zhì)上由......組成"和"由......組成"。在必要的情形，已提 供范圍；運(yùn)些范圍包含其間的所有子范圍。將預(yù)期，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將想起在運(yùn)些范圍 內(nèi)的變化，并且在還沒(méi)有獻(xiàn)出給公眾的情況下，那些變化應(yīng)當(dāng)在可能的情況下被解釋為由 所附權(quán)利要求覆蓋。還預(yù)料的是，科學(xué)和技術(shù)上的發(fā)展將使得等同和替代(其由于語(yǔ)言不精 確的原因，現(xiàn)在不可設(shè)想)成為可能，并且運(yùn)些變化在可能的情況下也應(yīng)當(dāng)被解釋為由所附 權(quán)利要求覆蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光伏裝置，包括： 層置；以及 吸收體層，安置在所述層疊上，其中所述吸收體層包括硒，且其中硒的原子濃度跨所述 吸收體層的厚度非線性變化。2. 如權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中所述硒的原子濃度跨所述吸收體層的厚度非單 調(diào)地變化。3. 如權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中所述吸收體層中的硒的原子濃度具有包括指數(shù) 分布、頂帽分布、階躍改變分布、鋸齒分布、方波分布、冪律分布或其組合的分布。4. 如權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中所述吸收體層包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第 一區(qū)域安置成相對(duì)于所述第二區(qū)域接近所述層疊，以及 其中，所述第一區(qū)域中硒的平均原子濃度大于所述第二區(qū)域中硒的平均原子濃度。5. 如權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中所述吸收體層包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第 一區(qū)域安置成相對(duì)于所述第二區(qū)域接近所述層疊，以及 其中，所述第一區(qū)域中硒的平均原子濃度低于所述第二區(qū)域中硒的平均原子濃度。6. 如權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中所述吸收體層包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第 一區(qū)域安置成相對(duì)于所述第二區(qū)域接近所述層疊，以及 其中，所述第一區(qū)域具有比所述第二區(qū)域的帶隙更低的帶隙。7. 如權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中所述吸收體層還包括鎘和碲。8. 如權(quán)利要求7所述的光伏裝置，其中所述吸收體層還包括硫、氧、銅、氯或其組合。9. 如權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中在所述吸收體層中，至少部分硒以三元化合物、 四元化合物或其組合的形式存在。10. 如權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中所述吸收體層包括多個(gè)層，且其中硒的濃度跨 所述多個(gè)層變化。11. 如權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中所述層疊包括： 安置在支撐件上的透明傳導(dǎo)層；以及 安置在所述透明傳導(dǎo)層和所述吸收體層之間的緩沖層。12. 如權(quán)利要求11所述的光伏裝置，其中所述層疊還包括安置在所述緩沖層和所述吸 收體層之間的中間層。13. 如權(quán)利要求11所述的光伏裝置，其中所述層疊還包括安置在所述緩沖層和所述吸 收體層之間的窗口層。14. 如權(quán)利要求13所述的光伏裝置，其中所述窗口層包括硫化鎘、氧化硫化鎘、硫化鋅、 硫化鎘鋅、硒化鎘、硒化銦、硫化銦或其組合。15. 如權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中所述裝置基本沒(méi)有硫化鎘層。16. -種光伏裝置，包括： 層疊，包括： 安置在支撐件上的透明傳導(dǎo)氧化物層、安置在所述透明傳導(dǎo)氧化物層上的緩沖層和安 置在所述緩沖層上的窗口層；以及 吸收體層，安置在所述層疊上，其中所述吸收體層包括硒，以及其中硒的原子濃度跨所 述吸收體層的厚度非線性變化。17. -種制作光伏裝置的方法，包括： 提供層疊上的吸收體層，其中所述吸收體層包括硒，以及其中硒的原子濃度跨所述吸 收體層的厚度非線性變化。18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述硒的原子濃度跨所述吸收體層的厚度非單調(diào) 地變化。19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中提供吸收體層的步驟包括采用硒源與半導(dǎo)體材料 接觸。20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述硒源包括元素硒、硒化鎘、硒化氫、有機(jī)金屬硒 或其組合。21. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述半導(dǎo)體材料包括鎘和碲。22. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中提供吸收體層的步驟包括： (a) 在所述層疊上安置硒源層； (b) 在所述硒源層上安置吸收體層；以及 (c) 將硒從所述硒源層引入至所述吸收體層的至少部分中。23. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述硒源層具有從約1納米到約1000納米范圍內(nèi)的 平均厚度。24. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中提供吸收體層的步驟包括共沉積硒源材料和半導(dǎo) 體材料。25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述硒源材料包括元素硒、硒化鎘、硒化碲化鎘或 其組合。26. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述半導(dǎo)體材料包括鎘和碲。
【專(zhuān)利摘要】提出一種光伏裝置。所述光伏裝置包括層疊；以及安置在層疊上的吸收體層。所述吸收體層包括硒，并且硒的原子濃度跨吸收體層的厚度非線性變化。還提出一種制作光伏裝置的方法。
【IPC分類(lèi)】H01L31/0296, H01L31/065, H01L31/18, H01L31/073, H01L31/0224
【公開(kāi)號(hào)】CN105706246
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480045027
【發(fā)明人】H·A·布拉德斯, K·W·安德雷尼, W·H·胡伯, E·T·欣納斯, J·J·斯安格, Y·梁, J·蔡, A·F·哈維森
【申請(qǐng)人】第一陽(yáng)光公司
【公開(kāi)日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2014年5月2日
【公告號(hào)】EP3005418A1, US20140360565, WO2014197143A1