專利名稱：具有傳導(dǎo)性阻擋層和箔基底的光生伏打器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光生伏打器件和更具體地涉及用于光生伏打器件的吸 收劑層的制造。
技術(shù)背景使用含有諸如IB、 IIIA和VIA族元素的合金，例如銅與銦和/或 鎵或鋁和砷和/或硫的合金制造的吸收劑層，制造有效的光生伏打器 件，例如太陽能電池。前述元素一種常見的結(jié)合是銅-銦-鎵-二硒 化物(CIGS)和所得器件常常稱為CIGS太陽能電池?？稍诨咨铣练e CIGS吸收劑層。希望在鋁箔基底上制造這種吸收劑層，因為鋁箔相對 便宜、輕質(zhì)且具有柔性。遺憾的是，沉積CIGS吸收劑層目前的技術(shù)與 使用鋁箔作為基底不兼容。典型的沉積技術(shù)包括蒸發(fā)、濺射、化學(xué)氣相沉積和類似技術(shù)。典 型地在高溫下和長時間地進行這些沉積工藝。這兩個因素可導(dǎo)致對在 其上發(fā)生沉積的基底的損壞。這種損壞可直接來自于當暴露于熱下時 基底材料的改變，和/或來自于沉積工藝中的熱驅(qū)動的非所需的化學(xué)反 應(yīng)。因此，為了制造CIGS太陽能電池，典型地要求非常堅固的基底材 料。這些局限排除了鋁和鋁箔為基礎(chǔ)的箔的使用。替代的沉積方法是溶液基印刷CIGS前體材料到基底上。在例如公 布的PCT申請W02002/084708和共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請10/782017 中公開了溶液基印刷技術(shù)的實例，在此將這兩篇專利引入供參考。這 一沉積方法的優(yōu)點包括相對較低的沉積溫度和快速的沉積過程。這兩 個優(yōu)點起到使在其上形成沉積物的基底熱誘導(dǎo)的損害潛在可能性最小 化的作用。盡管在制造CIGS太陽能電池中溶液沉積是相對低溫的步驟，但它 不是唯一的步驟。除了沉積以外，在制造CIGS太陽能電池中的關(guān)鍵步驟是硒化CIGS吸收劑層并退火。硒化誘導(dǎo)硒進入CIG或CI吸收劑層 本體內(nèi)，在此該元素摻入到膜內(nèi)，同時退火提供具有合適結(jié)晶結(jié)構(gòu)的 吸收劑層。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過在H2Se或Se蒸汽存在下加熱基底， 并在高溫下保持這一新生的吸收劑層長的時間段，從而進行硒化和退 火。盡管使用Al作為太陽能電池器件的基底是理想的，因為這種基底 兼有低成本和輕質(zhì)的性質(zhì)，但使CIGS吸收劑層有效地退火的常規(guī)技術(shù) 還加熱基底到高溫，從而導(dǎo)致對Al基底的損壞。 一旦長時間段地長期 暴露于熱和/或含頓化合物下，存在導(dǎo)致Al基底降解的數(shù)個因素。首 先，長期加熱，在Mo涂布的Al基底內(nèi)的離散層可熔融并形成器件的 金屬間靜合觸點，這會降低Mo層打算的電子功效。第二， Mo層的界 面形態(tài)在加熱過程中改變，這可通過在Mo層表面上產(chǎn)生的成核圖案的 變化，負面影響隨后的CIGS晶粒生長。第三，長期加熱，Al可能遷 移到CIGS吸收劑層內(nèi)，從而干擾半導(dǎo)體的功能。第四，在長期加熱過 程中，典型地存在于Al箔內(nèi)的雜質(zhì)(例如，Si、 Fe、 Mn、 Ti、 Zn和V) 可能沿著移動的Al遷移，擴散到太陽能電池內(nèi)，這可能干擾電池的電 子和光電子功能。第五，當在相對高溫下，Se暴露于Al下相對長時 間時，可形成不穩(wěn)定的硒化鋁。在潮濕的空氣中，硒化鋁可與水蒸氣 反應(yīng)，形成氧化鋁和硒化氫。硒化氫是高度有毒的氣體，它的自由形 成可產(chǎn)生安全危險。由于所有這些原因，因此高溫沉積、退火和硒化 對于由鋁或鋁合金制造的基底來說是不實際的。由于存在高溫長期沉積和退火步驟，不可能有效地在鋁基底(例如 由Al和/或Al基合金組成的柔性箔)上制造CIGS太陽能電池，和反而必須在由更加堅固(和更加昂貴)的材料制造的重質(zhì)基底，例如不銹鋼、 鈦或鉬箔、玻璃基底，或金屬或金屬氧化物涂布的玻璃上制造。因此， 即使基于鋁箔的CIGS太陽能電池比不銹鋼、鈦或鉬箔、玻璃基底，或 金屬或金屬氧化物涂布的玻璃基體輕質(zhì)、具有柔性和便宜，但目前的 實踐不允許鋁箔用作基底。因此，本領(lǐng)域需要在鋁基底上制造太陽能電池的方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的實施方案解決了以上列出的至少一些缺點。本發(fā)明提供 以高產(chǎn)量方式在箔基底上成本有效地制造的光生伏打器件。光生伏打 器件的薄且柔性的性質(zhì)也可允許巻曲它們或者折疊成較小形式的倍率 以供容易運輸，而且也便于流水線制造。也可設(shè)計本發(fā)明的實施方案 降低在制造工藝中所使用的原料量。還應(yīng)當理解，可采用本發(fā)明的實施方案，與各種材料的吸收劑層一起使用且不是僅僅限于CIGS吸收刑 層。通過本發(fā)明的各種實施方案，將滿足此處所述的這些和其他目的 中的至少一些。在本發(fā)明的一個實施方案中，制造光生伏打器件的方法可由下述 步驟組成提供具有至少一種導(dǎo)電金屬箔基底、至少一層導(dǎo)電擴散阻 擋層和在該擴散阻擋層上的至少一層導(dǎo)電電極層的基底。盡管不限于 下述，但箔基底可以是鋁箔基底。導(dǎo)電擴散阻擋層可防止在鋁箔基底 和電極層之間的化學(xué)相互作用。該方法可包括在基底上形成吸收劑層。 在一個實施方案中，吸收劑層可以是非硅的吸收劑層。在另一實施方 案中，吸收劑層可以是無定形的硅(摻雜或未摻雜)的吸收劑層。任選 地，吸收劑層可基于有機和/或無機材料。對于此處所述的任何實施方案來說，也可采用下述。形成步驟可 由首先形成新生的吸收劑層組成。新生的吸收劑層可反應(yīng)形成致密的 膜。在一些實施方案中，致密的膜是吸收劑層。在其他實施方案中， 致密的膜是在另一步中形成所需吸收劑層的過程?？杉訜嵝律奈?劑層，形成致密膜。應(yīng)當理解，擴散阻擋層抑制在加熱過程中在箔基 底內(nèi)的鋁和在電極層內(nèi)的金屬的相互擴散。擴散阻擋層可包括一種或 更多種下述材料鉻、釩、鎢、玻璃和/或氮化物，氮化鉭、氮化鎢、 氮化鈦、氮化鋯、氮化鉿，和硅的氮化物、氧化物或碳化物。電極層 可由鉬組成?；蛘?，電極層可由銅、銀、鋁和鈮組成。在本發(fā)明的另一實施方案中，提供光生伏打器件，所述光生伏打 器件具有由至少一種導(dǎo)電鋁箔基底、至少一層導(dǎo)電擴散阻擋層和在該 擴散阻擋層上的至少一層導(dǎo)電電極層組成的基底，其中擴散阻擋層防止鋁箔基底和電極層之間的化學(xué)相互作用。該器件可包括在基底上形 成的吸收劑層。在一個實施方案中，吸收劑層可以是非硅的吸收劑層。 任選地，吸收劑層可基于有機和/或無機材料。在本發(fā)明的再一實施方案中，形成光生伏打器件的吸收劑層的方 法包括提供具有至少一種導(dǎo)電金屬化的聚合物箔基底、至少一層導(dǎo)電 擴散阻擋層和在該擴散阻擋層上的至少一層導(dǎo)電背電極層的基底。擴用。該方法可包括在基底上形成吸收劑層。在一個實施方案中，吸收 劑層可以是非硅的吸收劑層。在另一實施方案中，吸收劑層可以是無 定形硅(摻雜或未摻雜)的吸收劑層。任選地，吸收劑層可基于有機和/或無機材料。箔基底可含有選自由下述組成的組中的聚合物聚酯、 聚萘二甲酸乙二酯、聚醚酰亞胺。聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰亞胺和/ 或上述的結(jié)合物。金屬化聚合物箔基底所使用的金屬可以是鋁，或鋁 與一種或更多種金屬的合金。在本發(fā)明再進一步的實施方案中，提供光生伏打器件，它由具有 至少一種導(dǎo)電的鋁箔基底、至少一層導(dǎo)電擴散阻擋層和在該擴散阻擋 層上的至少一層導(dǎo)電背電極層的基底組成，其中擴散阻擋層防止鋁箔 基底和背電極層之間的化學(xué)相互作用。該器件可包括在基底上形成的 吸收劑層。在一個實施方案中，吸收劑層可以是非硅的吸收劑層。在 另一實施方案中，吸收劑層可以是無定形硅(摻雜或未摻雜)的吸收劑 層。任選地吸收劑層可基于無機和/或有機材料。對于此處所述的任何實施方案來說，也可釆用下述，吸收劑層可 包括選自下述中的一種或更多種無機材料氧化鈦(Ti02)、納米晶體 Ti02、氧化鋅(Zn0)、氧化銅(Cu0或Cu20或Cux0y)、氧化鋯、氧化鑭、 氧化鈮、氧化錫、氧化銦、氧化錫銦(IT0)、氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、 氧化鍶、氧化鈣/鈦和其他氧化物、鈦酸鈉、鈮酸鉀、硒化鎘(CdSe)、 硫化鎘(CdS)、硫化銅(Cu2S)、碲化鎘(CdTe)、硒化鎘-碲(CdTeSe)、 硒化銦銅(CuInSe2)、氧化鎘(Cd0x) 、 Cul、 CuSCN、半導(dǎo)體材料、第 IB族元素、第IIIA族元素、第VIA族元素或上述的任何結(jié)合物，任選地，本申請所公開的任何光生伏打器件可包括在吸收劑層內(nèi)的有機材料。吸收劑層可包括選自下述中的一種或更多種有機材料 共軛聚合物，聚(亞苯基)及其衍生物、聚(亞苯基亞乙烯基)(PPV)及 其衍生物(例如，聚(2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1，4-亞苯基亞乙烯 基(MEH-PPV)))、聚(對亞苯基-亞乙烯基)、(PPV) ) 、 PPV共聚物、聚 (噻吩)及其衍生物(例如聚(3-辛基嚷吩-2，5-二基)、區(qū)域規(guī)則、聚(3-辛基噻吩-2， 5-二基)、區(qū)域無規(guī)、聚(3-己基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域規(guī) 則、聚(3-己基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域無規(guī))、泉(亞噻吩基亞乙烯「基) 及其衍生物，和聚(異疏茚)及其衍生物、2，2、，7，7、-四(N，N-二對甲氣 基苯基胺)-9，9、-螺雙藥(螺-MeOTAD)、有機金屬聚合物，含有芘單元 的聚合物、聚(squaraines)及其衍生物，和盤狀(discotic)液晶、有 機顏料或染料、釕基染料、液體碘化物/三碘化物電解質(zhì)、具有連接芳 族基團的偶氮生色團(-N=N-)的偶氮染料、酞菁，其中包括不含金屬的 酞音；(HPc)、茈、茈衍生物、酞菁銅(CuPc)、酞菁鋅(ZnPc、 naphthalocyanine、 squaraines、部花青和它們各自的衍生物、聚(珪 烷)、聚 (germinate) 、 2， 9- 二 (戊-3-基)-蒽 [2， 1， 9-def: 6， 5， 10-d 、e 、f 、] 二異喹啉-1, 3， 8， 10-四酮和2， 9-雙(1-己基-庚-l-基)-蒽[2， 1， 9-def: 6， 5， 10-d 、e 、f 、] 二異喹啉-1， 3， 8， 10-四酮和并五苯、并五苯衍生物和/或并五苯前體，N-型梯狀聚合物，例 如聚(苯并咪唑基苯并菲咯啉梯)(BBL)或上述的任何結(jié)合物。對于此處所述的任何實施方案來說，也可如下所述。吸收劑層可 包括選自由下述組成的組中的一種或更多種材料低聚物材料、微晶 硅、在有機基體內(nèi)分散的無機納米棒、在有機基體內(nèi)分散的無機四錐 體、量子點(quantum dot)材料、離子傳導(dǎo)性聚合物凝膠、含離子液體 的溶膠-凝膠納米復(fù)合材料、離子導(dǎo)體、低分子量的有機空穴導(dǎo)體、C60 和/或其他小分子，或上述的結(jié)合物。吸收劑層可由下述中的一種或更多種組成具有孔隙被有機材料填充的無機多孔模板的納米結(jié)構(gòu)層(摻 雜或未摻雜)、聚合物/共混物電池結(jié)構(gòu)、微晶硅電池結(jié)構(gòu)，或上迷的結(jié)合物。任選地，光生伏打器件模件可在以下所述的高效電池結(jié)構(gòu)中使用 本申請中公開的任何一種光生伏打器件。光生伏打器件模件可包括光 生伏打器件、絕緣體層和傳導(dǎo)性底板，其中絕緣體層夾在基底和底板 之間?？刹贾猛该鞯膫鲗?dǎo)層，以便吸收劑層位于基底和透明傳導(dǎo)層之 間。可在透明傳導(dǎo)層和底板之間布置一個或更多個電接點，以確定傳 導(dǎo)路徑，其中通過透明傳導(dǎo)層、吸收劑層、基底和絕緣層形成電接點。 電接點可與吸收劑層、基底和絕緣層電隔離。電接點和底板的連接允 許底板攜帶電流。由于底板攜帶電流從一個器件模件到另一個中，因 此在器件頂側(cè)上的圖案軌跡不需要包含現(xiàn)有技術(shù)為此目的而使用的厚的總線(busses)。圖案軌跡反而需要僅僅提供充分導(dǎo)電的"指狀元件 (finger)"攜帶電流到電接點上。在不存在總線的情況下，較大部分 的吸收劑層被暴露，這將提高效率。另外，不具有總線的軌跡圖案在 美學(xué)上可更加吸引人。在本發(fā)明的另一實施方案中，光電器件模件由起始基底、絕緣體 層和傳導(dǎo)性底板組成，所述起始基底具有由柔性導(dǎo)體本體制成的底電 極，其中絕緣體層夾在底電極和底板之間。該模件也可包括有源層和 透明傳導(dǎo)層，其布置使得有源層在底電極和透明傳導(dǎo)層之間。該模件 也可包括在透明傳導(dǎo)層和底板之間的一個或更多個電接點，其中通過 透明傳導(dǎo)層、有源層、柔性導(dǎo)體本體和絕緣層形成電接點，其中電接 點與有源層、底電極和絕緣層電隔離。對于此處的任何實施方案來說，可如下所述。柔性導(dǎo)體本體可以 是第一金屬箔。第一金屬箔可以是鋁箔。第一金屬箔的厚度可以是約 l微米至約200微米。第一金屬箔的厚度可以是約25微米至約50微 米。底板可以是傳導(dǎo)格柵。絕緣層可以是第一金屬箔的陽極化表面。 底板可以是第二金屬箔。絕緣層可層合在第一和第二金屬箔之間。絕 緣層可由塑料箔制成。塑料箔的厚度可以是約l微米至約200微米。 塑料箔的厚度可以是約IO微米至約50微米。第二金屬箔的厚度可以 是1微米至約200微米。第二金屬箔的厚度可以是約25微米至約50 微米。絕緣層可以是第一和/或第二金屬箔的陽極化表面。在透明傳導(dǎo)層和底板之間的一個或更多個電接點可包括通過第一器件模件的透 明傳導(dǎo)層、有源層、柔性導(dǎo)體本體和絕緣層形成的通路；通路的絕緣 材料涂層側(cè)壁，以便通過透明傳導(dǎo)層、有源層、柔性導(dǎo)體本體和絕緣 層形成到達底板的通道；和由導(dǎo)電材料制成的插頭，所述導(dǎo)電材料至 少基本上填充通道并使得透明傳導(dǎo)層和底板之間電接觸。通路的直徑 可以是約0. 1亳米至約1. 5毫米。通路的直徑可以是約0. 5毫米至約 1毫米。絕緣材料的厚度沿著通路側(cè)壁可以是約l微米至約200微米。 絕緣材料的厚度沿著通路側(cè)壁可以是約IO微米至約100微米。插頭的 直徑可以是約5微米至約500微米。插頭的直徑可以是約25微米至約 100微米。相鄰?fù)分g的間距可以是約0. 2厘米至約2厘米。任選地對于此處的任何實施方案來說，也可如下所述?？稍诰哂?插頭的電接點內(nèi)，在透明傳導(dǎo)層上布置一個或更多個傳導(dǎo)軌跡。 一個或更多個傳導(dǎo)軌跡可電連接彼此相鄰的兩個或更多個電接點。傳導(dǎo)軌 跡可形成一種圖案，在所述圖案內(nèi)，軌跡從一個或更多個電接點處徑 向向外。傳導(dǎo)軌跡可伸出，形成"轉(zhuǎn)折點(watershed)"圖案。 一個或 更多個電接點可包括圍繞一部分透明傳導(dǎo)層、有源層和底電極的閉環(huán) 溝槽。 一個或更多個電接點可進一步包括在閉環(huán)溝槽內(nèi)布置的絕緣材 料。 一個或更多個電接點包括通過第一器件模件的透明傳導(dǎo)層、有源 層和底電極形成到達絕緣層、透明傳導(dǎo)層的溝槽隔離部分、有源層和 底電極和通過溝槽接合的隔離部分形成的閉環(huán)溝槽；布置在該閉環(huán)溝 槽內(nèi)的電絕緣材料；在隔離部分的透明傳導(dǎo)層和隔離部分的底電極之 間的電接點；在透明傳導(dǎo)層的一個或更多部分上布置的一個或更多個 傳導(dǎo)指狀元件，其中這一個或更多個部分包括隔離部分；和使在傳導(dǎo) 指狀元件與隔離部分的底電極之間電接觸；和通過在隔離部分的底電 極和底板之間的絕緣層的電接點?？赏ㄟ^經(jīng)透明傳導(dǎo)層和有源層形成 到達底電極的隔離溝槽，其中隔離溝槽包圍閉環(huán)的溝槽?？墒褂媒^緣 栽體基底，其中底板固定到栽體基底上。可包括由聚合物覆蓋膜材料 制成的結(jié)構(gòu)膜基底，其中所述載體基底固定到結(jié)構(gòu)膜上。聚合物覆蓋膜材料可以是熱塑性聚烯烴(TPO)或乙烯丙烯二烯單體(EPDM)。有源層可以是光生伏打有源層。光生伏打有源層可基于下述中的一種或更多種基于含諸如第IB、 IIIA和VIA族元素的材料、硅(摻雜或未摻雜)、 微晶或多晶硅(摻雜或未摻雜)、無定形硅(摻雜或未摻雜)、CdTe、CdSe、 格里澤爾(Graetzel)電池結(jié)構(gòu)的吸收劑層，具有孔隙被有機材料(摻 雜或未摻雜)填充的無機多孔模板的納米結(jié)構(gòu)層、聚合物/共混物電池 結(jié)構(gòu)、低聚物吸收劑、有機染料、C60和/或其他小分子、微晶硅電池 結(jié)構(gòu)、在有機基體內(nèi)分散的無機材料的隨機分布的納米棒和/或四錐 體，量子點基電池，或上述的結(jié)合物a有源層可以是發(fā)光器件有源層。 該發(fā)光器件有源層可以是發(fā)光二極管有源層。該有機發(fā)光二極管有源 層是發(fā)光的聚合物基有源層。該器件模件的長度為約1厘米至約30 厘米和寬度為約l厘米至約30厘米。在本發(fā)明的另一實施方案中，系列互連的光電器件模件的陣列可 由第一器件模件和第二器件模件組成，其中每一器件模件包括具有由 柔性導(dǎo)體本體制成的底電極的起始基底，絕緣層和傳導(dǎo)底板，其中絕 緣層夾在底電極和底板之間；和有源層和透明傳導(dǎo)層，以便使得有源 層在底電極和透明傳導(dǎo)層之間；和在透明傳導(dǎo)層和底板之間的一個或 更多個電接點，其中通過經(jīng)透明傳導(dǎo)層、有源層。柔性導(dǎo)體本體和絕 緣層形成電接點，其中電接點與有源層、底電極和絕緣層電隔離。在本發(fā)明再進一步的實施方案中，提供制造光電器件模件的方法。 該方法由形成具有由柔性本體導(dǎo)體制成的底電極的起始基底，絕緣層和傳導(dǎo)底板組成，其中絕緣層夾在底電極和底板之間；形成有源層和 透明傳導(dǎo)層，以便有源層在底電極和透明傳導(dǎo)層之間；通過透明傳導(dǎo) 層、有源層、柔性導(dǎo)體本體和絕緣層，在透明傳導(dǎo)層和底板之間形成 一個或更多個電接點，和電隔離電接點與有源層、底電極和絕緣層。對于此處的任何實施方案來說，也可如下所述。形成起始基底可 包括在第 一和第二金屬箔之間層壓塑料箔。第 一和第二金屬箔中的至 少一種可以是鋁箔。兩個或更多個器件模件可如上所述形成。還包括 在兩個或更多個器件模件的陣列中測試兩個或更多個器件模件的一個 或更多個性能特征和使用滿足一個或更多個性能特征的可接受標準的一個或更多個器件模件的步驟。通過參考說明書的其余部分和附圖，本發(fā)明的性質(zhì)和優(yōu)點的進一 步的理解將變得顯而易見。


可通過結(jié)合附圖，考慮下述詳細說明，容易地理解本發(fā)明的教導(dǎo)，其中圖1是闡述根據(jù)本發(fā)明實施方案的吸收劑層的制造的截面示意圖。圖2A是根據(jù)本發(fā)明實施方案的光電器件陣列的一部分的垂直截 面示意圖。圖2B是圖2A陣列的平面示意圖。圖2C-2D是對于圖1A-1B所示類型的光電器件來說，闡述替代 的軌跡圖案的平面示意圖。圖3是闡述根據(jù)本發(fā)明實施方案的光電器件陣列的制造的序列示 意圖。圖4是闡述根據(jù)本發(fā)明替代實施方案的光電器件陣列的制造的部 件分解示意圖。圖5A是根據(jù)本發(fā)明另一替代實施方案的光電器件陣列制造的部件分解示意圖。圖5B是闡述圖4A陣列的一部分的截面示意圖。圖6A-6I是闡述根據(jù)本發(fā)明實施方案的電接點形成的截面示意圖。
具體實施方式
盡管下述詳細說明包含許多關(guān)于本發(fā)明目的的細節(jié)，但本領(lǐng)域的 任何普通技術(shù)人員會理解下述細節(jié)的許多變化和替代是在本發(fā)明的范 圍之內(nèi)。因此，在沒有損害一般原則的情況下，和在沒有對要求保護 的發(fā)明強加限制的情況下，列出以下所述的本發(fā)明的例舉實施方案。本發(fā)明的實施方案使得可在鋁箔基底上制造CIGS吸收劑層。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，可通過從環(huán)境溫度快速加熱到介于約200匸至約600X:的平臺溫度范圍，使通過溶液沉積在鋁基底上形成的含有第IB 和IIIA族元素的新生吸收劑層退火。在該平臺范圍內(nèi)維持該溫度約2 分鐘至約30分鐘，和隨后降溫。或者，可調(diào)制退火溫度，在沒有維持 在特定平臺溫度下，而是在一個溫度范圍內(nèi)波動。圖1描述了部分制造的光生伏打器件10，和快速加熱單元20，該 器件通常包括鋁箔基底12、任選的基極14和新生的吸收劑層16。鋁 箔基底12的厚度可以是約5微米-IOO微米或更大并具有任何合適的 寬度與長度。鋁箔基底12可由鋁或鋁基合金制成。或者，可通過金屬 化聚合物箔基底，制造鋁箔基底12，其中聚合物選自聚酯、聚萘二甲 酸乙二酯、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰亞胺和/或上述的結(jié) 合物。作為實例，基底12可以是適合于在整巻生產(chǎn)(roil-to-roll) 體系中加工的鋁箔的長片形式?；鶚O14由與新生吸收劑層16的加工 兼容的導(dǎo)電材料制成。作為實例，基極14可以是鉬層，例如其厚度為 約0. 1 - 25微米和更優(yōu)選厚度為約0. 1 - 5微米。可通過濺射或蒸發(fā)， 或者通過化學(xué)氣相沉積(CVD)基極、原子層沉積(ALD)、溶膠-凝膠涂 布、電鍍和類似方法沉積基極層。可在鋁箔基底的一個和/或兩個側(cè)面 上施加諸如鉬之類的材料或其他材料的層。鋁和鉬可以且確實常常相互擴散到彼此內(nèi)，且對器件IO具有有害 的電子和/或光電影響。為了抑制這種相互擴散，可在鋁箔基底12和 鉬基極14之間摻入中間界面層13。界面層可由任何各種材料制成， 其中包括，但不限于，鉻、釩、鎢和玻璃，或者諸如氮化物(其中包括 氮化鉭、氮化鎢、氮化鈦和氮化硅)、氧化物和/或碳化物之類的化合 物。任選地，適于擴散阻擋層所選的材料可以導(dǎo)電。這一層的厚度范 圍可以是10納米-50納米，和更優(yōu)選IO納米-30納米。任選地，界 面層12可以在箔基底頂側(cè)上的基極14之間和/或在箔基底的底側(cè)上的 層之間。任選地，類似于層13的材料的另一層15也可施加到鋁箔基 底12的背側(cè)上。該材料可以是與層13相同的材料或者它可以是選自 層13所列的材料組中的另一材料。層15可提供基底12的背側(cè)保護質(zhì) 量。新生的吸收劑層16可包括含有第IB、 IIIA和(任選地)VIA族元 素的材料。優(yōu)選地，吸收劑層銅(Cu)是第IB族元素，鎵(Ga)和/或銦 (In)和/或鋁可以是第IIIA族元素，和硒(Se)和/或硫(S)作為第VIA 族元素。第VIA族元素當它最初溶液沉積或者在隨后加工過程中由新 生的吸收劑層16形成最后的吸收刑層時可以摻入到新生吸收劑層16 內(nèi)。當沉積時，新生吸收劑層16的厚度可以是約1000納米。隨后快 速熱加工和摻入第VIA族元素可改變所得吸收劑層的形態(tài)，結(jié)果它增 加厚度(例如在某些情況下到新生層厚度的約2倍)。在鋁箔基底12上制造吸收劑層相對簡單直接。第一，在基底12 上或者直接在鋁上或者在最上層，例如電極14上沉積新生的吸收劑 層。作為實例，和在沒有損害一般原則的情況下，可以以含納米顆粒 的溶液基前體材料的膜形式沉積新生吸收劑層，所述納米顆粒包括第 IB、 IIIA和(任選地)VIA族中的一種或更多種元素。在例如標題為 "SOLUTION-BASED FABRICATION OF PHOTOVOLTAIC CELL(光生伏打電 池的溶液基制造方法)"的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請10/782017以及標 題為 "METHOD OF FORMING SEMICONDUCTOR COMPOUND FILM FOR FABRICATION OF ELECTRONIC DEVICE AND FILM PRODUCED BY SAME (形 成半導(dǎo)體化合物膜以供制造電子器件的方法和通過該方法生產(chǎn)的膜)"刷技術(shù)的這種膜的實例，這兩篇的公開內(nèi)容在此通過參考引入:a或者，可通過按序的原子層沉積反應(yīng)或者形成這些層常用的任何其他的常規(guī)方法，形成新生的吸收刑層16。在例如標題為"FORMATION OF CIGS ABSORBER LAYER MATERIALS USING ATOMIC LAYER DEPOSITION AND HIGH THROUGHPUT SURFACE TREATMENT ON COILED FLEXIBLE SUBSTRATES (使用原子層沉積和高通過量的表面處理，在盤旋的柔性基 底上形成CIGS吸收劑層材料)"的共同轉(zhuǎn)讓的共同待審的申請序列號 No. 10/943685中公開了 IB - IIIA - VIA吸收劑層的原子層沉積(律師 檔案號NSL-035)，在此通過參考將其引入。然后采用加熱單元20，通過從環(huán)境溫度急驟加熱新生的吸收刑層16和/或基底12到介于約200'C至約600'C的平均平臺溫度范圍內(nèi)， 使新生的吸收劑層16退火。加熱單元20優(yōu)選提供充足的熱量，在例 如約5'C/秒至約15(TC/秒下快速升高新生的吸收劑層16和/或基底 12(或其顯著大部分)的溫度。作為實例，加熱單元20可包括一個或更 多個紅外(IR)燈，紅外燈將提供充足的輻射熱。作為實例，各自在離 基底12的表面約1/8、、-約1 、、處在約500瓦的額定功率下的8盞紅 外(IR)燈(例如4盞在基底上方和4盞在下方，所有燈均朝向基底) 可提供充足的輻射熱，在4、、的管狀爐內(nèi)加工約25平方厘米/小時的 基底面積?？砂凑湛刂频姆绞?，例如在約10X:/秒的平均猛增速度下 猛升燈的溫度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能設(shè)計可用作加熱單元20的其他類 型和結(jié)構(gòu)的熱源。例如，在整巻生產(chǎn)(roll-to-roll )生產(chǎn)線中，可 沿著加工區(qū)域的長度，通過相隔1、、使用紅外(IR)燈進行加熱和其 他加工，其中紅外(IR)燈在基底的上方和下方均相同地布置，和其 中在基底上方與下方的這兩類紅外(IR)燈均朝向基底?；蛘??？苫?者僅僅在基底12上方或者僅僅在基底12下方，和/或以從腔室側(cè)到基 底12側(cè)潛熱增加的結(jié)構(gòu)布置紅外(IR)燈。吸收劑層16和/或基底12維持在平均的平臺溫度范圍內(nèi)約2分鐘至約30分鐘。例如，通過減少來自加熱單元20的熱量到合適的水平， 可維持溫度在所需范圍內(nèi)。在紅外(IR)燈的實例中，可通過簡單地 關(guān)閉燈，減少熱量。或者，可積極地冷卻燈。隨后例如通過進一步降 低或者關(guān)閉來自加熱單元20的熱量供應(yīng)，降低吸收劑層16和/或基底 12的溫度到合適的水平。在本發(fā)明的一些實施方案中，或者在退火步驟之前或者之中，可 將第VIA族元素，例如硒或硫摻入到吸收劑層內(nèi)?；蛘?，可連續(xù)地進 行兩個或更多個離散或連續(xù)的退火步驟，其中第VIA族元素，例如硒 或硫在第二或隨后的階段中摻入。例如，在急驟加熱或快速熱加工(RTP) 之前或之中，可將新生的吸收劑層16暴露于H2Se氣體、H2S氣體或Se 蒸汽下。在這一實施方案中，相對短暫的暴露使得鋁基底較好地耐受 這些氣體和蒸汽的存在，特別是在高熱水平下。一旦使新生的吸收劑層16退火，則可形成額外的層，以完成器件 10。例如，窗層典型地用作吸收劑層的交界層(junction partner )。 作為實例，交界層(junction partner )可包括石克化鎘(CdS)、硫化鋅 (ZnS)或硒化鋅(ZnSe)或這些中的兩種或更多種的某種結(jié)合?？衫缤?過化學(xué)浴沉積、化學(xué)表面沉積或噴灑熱解，沉積這些材料層成約50 納米-約IOO納米的厚度。另外，可在窗層上通過賊射、氣相沉積、 化學(xué)氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、電化學(xué)原子層外延生長 等形成透明電極，如傳導(dǎo)性氧化物層。本發(fā)明的實施方案通過快速熱加工在鋁基底上沉積或者在其他情 況下形成的新生的CIGS吸收劑層，克服了與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的缺點。鋁 基底比常規(guī)的基底便宜得多且比較輕質(zhì)。因此，當與常規(guī)的硅基太陽 能電池相比時，基于鋁基底的太陽能電池可具有以每瓦較低的成本產(chǎn) 生的電量和遠遠短得多的能量補償(payback)時間段。此外，鋁基底提供柔性的形狀因子，這允許在太陽能電池的制造過程中高產(chǎn)量的整巻 生產(chǎn)(roll-to-roll)印刷以及在太陽模件和體系的安裝過程中更快 及比較容易的安裝過程。本發(fā)明的實施方案使得可在鋁基底上制造輕質(zhì)和便宜的光生伏打 器件。急驟加熱/快速熱加工新生的吸收劑層16便于合適地退火和摻 入第VIA族元素且沒有損壞或破壞鋁箔基底l2。平臺溫度范圍足夠低 于鋁的熔點(約660匸)，以避免損壞或破壞鋁箔基底。使用鋁箔基底 可大大地降低在這種基底上制造的光生伏打器件，例如太陽能電池的 材料成本，從而降低每瓦的成本。可通過以整巻生產(chǎn)(roll-to-roll)的方式加工鋁箔基底，實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟，且當鋁箔基底經(jīng)歷一系列的沉 積退火和其他加工階段時，在基底上將累積光生伏打器件的各層。盡管為了實施例的目的描述了 CIGS太陽能電池，但本領(lǐng)域的技術(shù) 人員將意識到本發(fā)明的實施方案可應(yīng)用到幾乎任何類型的太陽能電池 結(jié)構(gòu)上。例如，層16可以是由下述制造的吸收劑層有機低聚物或聚 合物(對于有機太陽能電池來說)，雙層或互穿層或無機和有機材料(對 于混雜的有機/無機太陽能電池來說)，在液體或凝膠基電解質(zhì)內(nèi)染料敏化的氧化鈦納米顆粒(對于其中用電荷轉(zhuǎn)移染料的單層涂布由尺寸 為數(shù)納米的二氧化鈦顆粒組成的光學(xué)透明膜，敏化膜以供光釆集的Graetzel電池來說)，銅-銦-鎵-硒(對于CIGS太陽能電池來說)， CdSe、 CdTe和/或上述的結(jié)合物，其中有源材料以數(shù)種形式中的任何 一種存在，其中包括但不限于，本體材料、微米級顆粒、納米顆粒或 量子點。另外，其他可能的吸收劑層可基于無定形硅(摻雜或未摻雜)、 具有孔隙被有機半導(dǎo)體材料填充的無機多孔半導(dǎo)體模板的納米結(jié)構(gòu)層 (參見例如美國專利申請公布US2005- 0121068Al，在此通過參考引 入)、聚合物/共混電池結(jié)構(gòu)、有機染料、和/或C60和/或其他小分子， 微晶硅電池結(jié)構(gòu)、在有機基體內(nèi)分散的無機材料的隨機分布的納米棒 和/或四腳錐體，量子點基電池，或上述的結(jié)合物?？稍谌嵝曰咨现?造這些類型電池中的許多。應(yīng)當理解，P型層可以是或者有機或者無機的。或者，N-型層可 以是或者有機或者無機的?？赡艿慕Y(jié)合可導(dǎo)致具有無機N型層的無機 P型層，具有有機N型層的無機P型層，具有無機N型層的有機P型 層或具有有機N型層的有機P型層。作為非限定性實例，P型和/或N型層的合適無機材料包括金屬氧 化物，例如氧化鈦(Ti02)、氧化鋅(ZnO)、氧化銅(CuO或Cu20或CuxOy)、 氧化鋯、氧化鑭、氧化鈮、氧化錫、氧化銦、氧化錫銦(ITO)、氧化釩、 氧化鉬、氧化鎢、氧化鍶、氧化鈣/鈦和其他氧化物、鈦酸鈉、鈮酸鉀、 硒化鎘(CdSe)、硫化鎘(CdS)、硫化銅(例如Cu2S)、碲化鎘(CdTe)、 硒化鎘-碲(CdTeSe)、硒化銦銅(CuInSe2)、氧化鎘(CdOx)，即通常半 導(dǎo)體材料，以及這些材料中的兩種或更多種的共混物或合金。作為非限定性實例，P型和/或N型層的合適有機材料包括共軛聚 合物，例如聚(亞苯基)及其衍生物、聚(亞苯基亞乙烯基)及其衍生物 (例如，聚(2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-l，4-亞苯基亞乙烯基 (MEH-PPV)))、聚(對亞苯基-亞乙烯基)、(PPV) ) 、 PPV共聚物、聚(噻 吩)及其衍生物(例如聚(3-辛基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域規(guī)則、聚(3-辛 基噻吩-2， 5-二基)、區(qū)域無規(guī)、聚(3-己基噻吩-2， 5-二基)、區(qū)域規(guī)則、聚(3-己基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域無規(guī))、聚(亞蓉吩基亞乙烯基)及其 衍生物，和聚(異硫茚)及其衍生物。其他合適的聚合物包括有機金屬 聚合物、含茈單元的聚合物、聚(squaraines)及其衍生物，和盤狀液 晶。其他合適的有機材料包括有機顏料或染料、具有連接芳族基團的 偶氮生色團(-N-N-)的偶氮染料、酞胥，其中包括不含金屬的酞奮； (HPc)、茈、茈衍生物、酞胥銅(CuPc)、酞寄鋅(ZnPc 、 naphthalocyanine、 squaraines、部花青和它們各自的衍生物、聚(硅 烷)、 聚 (germinate) 、 2， 9- 二 ( 戊 -3-基)-蒽 [2， 1， 9-def: 6, 5, 10-d 、e 、f 、]二異會啉-1， 3， 8， 10-四酮和2， 9-雙(1-己基庚-l-基)-蒽[2， 1， 9-def: 6， 5， 10-d 、e 、f 、]二異喹啉-l， 3， 8， 10四 酮和并五苯、并五苯衍生物和/或并五苯前體，N-型梯狀聚合物，例如 聚(苯并咪唑基苯并菲咯啉梯)(BBL)或上述的任何結(jié)合物。適合于與本發(fā)明 一起使用的 一種有機太陽能電池是格里澤爾 (Graetzel)電池，它由使用液體電解質(zhì)的染料敏化的納米晶體Ti02 基太陽能電池組成(奧瑞甘(0 、Regan )等人，"A Low—cost,High—efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal Ti02 Films (基于染料敏化的膠態(tài)Ti02膜的低成本高效率 的太陽能電池)"，自然(Nature)，第353巻，第737-740頁，1991 年10月24日，在此為了所有目的將其全部引入)。染料敏化的太陽能 電池(DSSC)分解(disaggregate)光吸收和電荷分離工藝。化學(xué)吸附到 半導(dǎo)體表面上的釕基染料的單層將吸收光。在通過光子激發(fā)之后，染 料將電子注入到由半導(dǎo)體、Ti02(氧化鈦)組成的納米粒狀糊劑(past) 內(nèi)，在氧化鈦內(nèi)部的電場允許在所述納米粒狀糊劑上提取電子。在平 行的工藝中，正電荷從染料轉(zhuǎn)移到液體碘化物/三碘化物基氧化還原媒 介上，所述媒介允許空穴通過溶液轉(zhuǎn)移到對電極上，之后氧化還原媒 介變回為其還原狀態(tài)，從而關(guān)閉電路。在替代的實施方案中，液體碘化物/三碘化物電解質(zhì)可用顯示出充 足的空穴傳輸性用于有效的器件功能的固態(tài)材料替代。這些方法包括 (l)施加離子傳導(dǎo)聚合物凝膠(王(Wang)等人，2003)， (2)含有離子液體的溶膠-凝膠納米復(fù)合材料(斯塔扎托司(Stathatos)等人， 2003)， (3)離子導(dǎo)體(曹(Cao)等人，1995)， (4)無機p型半導(dǎo)體， 例如Cul或CuSCN (坦內(nèi)康尼(Tennakone )等人，1995;奧瑞甘(0 、Regan ) 和施瓦茲(Schwartz) ， 1998;奧瑞甘(0 、Regan )等人，2003)，和(5) 低分子量的有機空穴導(dǎo)體，例如2，2、，7，7、-四(N，N-二對甲氧基苯基 胺)-9，9、-螺雙藥(螺-Me 0TAD)(科呂格(Krtlger )等人，2001)。 高效電池結(jié)構(gòu)應(yīng)當理解，圖1和上述段落中所示制造的器件可適合于在圖2A 所示的以下詳迷的高效電池結(jié)構(gòu)中使用。圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明實施 方案的光電器件的陣列100。在一些實施方案中，它可被視為在光電 器件的陣列100內(nèi)的串聯(lián)互連。陣列100包括第一器件模件101和第 二器件模件1U。器件模件101、 111可以是光生伏打器件，例如太陽 能電池或發(fā)光器件，例如發(fā)光二極管。在優(yōu)選的實施方案中，器件模 件101、 lll是太陽能電池。第一和第二器件模件101、 111固定到絕 緣載體基底103上，所述絕緣栽體基底103可由例如厚度為約50微米 的塑料材料，例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)制成。栽體基底103本身 可固定到較厚的結(jié)構(gòu)膜105上，所述較厚的結(jié)構(gòu)膜105例如由聚合物 覆蓋膜材料，例如熱塑性聚烯烴(TPO)或乙烯丙烯二烯單體(EPDM)制 成，以促進在戶外位置，例如屋頂上安裝陣列100。作為非限定性實例，可從長得多的含有層壓在一起的數(shù)層的片材 中切割出長度可以是約4英寸和寬度可以是12英寸的器件模件101、111。每一器件模件101、 111通常包括與底電極104、 ll4和在底電極 104、 114與傳導(dǎo)底板108、 118之間的絕緣層106、 116接觸的器件層 102、 112。應(yīng)當理解在本發(fā)明的一些實施方案中，底板108、 118可描 述為底側(cè)頂電極108、 118。用于基底S!、 S2的底電極104、 114、絕緣 層106、 116和底板108、 118將支持器件層102、 112。與其中通過在絕緣基底上沉積薄的金屬層形成基底的現(xiàn)有技術(shù)的 電池相反，本發(fā)明的實施方案使用基于柔性導(dǎo)體材料本體，例如箔的 基底Sh S2。盡管本體材料，例如箔比現(xiàn)有技術(shù)的真空沉積的金屬層厚，但它們也可能比較便宜，更加容易獲得且更加容易操作。優(yōu)選地，至少底電極104、 114由金屬箔，例如鋁箔制造。或者，可使用銅、不 銹鋼、鈦、鉬或其他合適的金屬箔。作為實例，底電極104、 114和底 板108、 118可由厚度為約1微米-約200微米，優(yōu)選約25微米-約 IOO微米的鋁箔制造；絕緣層106、 116可由厚度為約1微米-約200 微米，優(yōu)選厚度為約10微米-約50微米的塑料箔材料，例如聚對苯 二曱酸乙二酯(PET)制造。在一個實施方案中，底電極104、 114、絕 緣層106、 116和底板108、 118尤其一起層壓，形成起始基底S!、 S2。 盡管箔可用于底電極104、 114和底板108、 118 二者，但也可在作為 底板的絕緣層106、 116的背面上使用網(wǎng)狀格柵?？墒褂脗鲗?dǎo)油墨或油 漆，在絕緣層106、 116的背面上印刷這種格柵。合適的傳導(dǎo)油漆或油 墨的一個實例尤其是獲自米蘭，密歇根州(MidlandMichigan) ， Dow Corning Corporation的Dow Corning PI-2000 Highly Conductive Silver Ink。 Dow Corning⑧是米蘭，密歇根州(MidlandMichigan)， Dow Corning Corporation的注冊商標。此外，可通過底電極104、 114或底板108、 118或二者所使用的箔的表面陽極化，或者通過本領(lǐng) 域已知的噴涂、涂布或印刷技術(shù)，施加絕緣涂層，形成絕緣層106、 116。器件層102、 112通常包括在透明傳導(dǎo)層109和底電極l(M之間布 置的有源層107。作為實例，器件層102、 112的厚度可以是約2微米。 至少第一器件101包括在透明傳導(dǎo)層109和底板108之間的一個或更 多個電接點120。通過透明傳導(dǎo)層109、有源層107、底電極104和絕 緣層106,形成電接點120。電接點120在透明傳導(dǎo)層109和底板108 之間提供導(dǎo)電路徑。電接點120電隔離有源層107、底電極104和絕 緣層106。接點120各自可包括通過有源層107、透明傳導(dǎo)層109、底電極 104和絕緣層106形成的通路。每一通路的直徑可以是約0. 1毫米-約1.5毫米，優(yōu)選0. 5毫米-約1毫米?？赏ㄟ^穿孔或者鉆孔，例如 通過機械、激光或電子束鉆孔，或者通過這些技術(shù)的結(jié)合，形成通路。絕緣材料122涂布通路側(cè)壁，以便通過絕緣材料122形成到達底板108 的通道。絕緣材料122的厚度可以是約1微米-約200微米，優(yōu)選約 IO微米至約200微米。絕緣材料122應(yīng)當優(yōu)選厚度為至少IO微米，以確保完全覆蓋在其 后部的暴露的傳導(dǎo)表面?？赏ㄟ^各種印刷技術(shù)，其中包括例如噴墨印 刷或通過環(huán)形噴嘴分配，形成絕緣材料122。由導(dǎo)電材料制成的活塞 124至少部分填充通道并使得在透明傳導(dǎo)層109和底板108之間電接 觸?？深愃频赜∷?dǎo)電材料。合適的材料和方法例如是焊料的噴墨印 刷(Microfab ，Inc.普蘭諾，得克薩斯州(Plano， Texas )稱其為"焊 料噴射"，該公司銷售可用于這一目的的設(shè)備)。也可使用在電子包裝 領(lǐng)域中已知的傳導(dǎo)粘合劑材料的印刷方法，條件是隨后時間允許除去 溶劑和固化?；钊?24的直徑可以是約5微米至約500微米，優(yōu)選約 25至約100微米。作為非限定性實例，在其他實施方案中，器件層102、 112的厚度 可以是約2微米，底電極104、 114可由厚度為約IOO微米的鋁箔制造； 絕緣層106、 116可由厚度為約25微米的塑料材料，例如聚對苯二甲 酸乙二酯(PET)制造；和背側(cè)頂電極108、 118可由厚度為約25微米的 鋁箔制造。器件層102、 112可包括置于透明傳導(dǎo)層109和底電極104 之間的有源層107。在這一實施方案中，至少第一器件101包括在透 明傳導(dǎo)層109和背側(cè)頂電極108之間的一個或更多個電接點120。通 過透明傳導(dǎo)層109、有源層107、底電極104和絕緣層106形成電接點 120。電接點120在透明傳導(dǎo)層109和背側(cè)頂電極108之間提供導(dǎo)電路 徑。電接點120電隔離有源層107、底電極1(M和絕緣層106?？赏ㄟ^使用其他界面形成技術(shù)，例如超聲焊接，輔助在傳導(dǎo)活塞 124和基底108之間形成良好的接合點。有用的技術(shù)的一個實例是形 成金按鍵凸起(stud-bump)，正例如J.Jay威瑪(Wimer)在國際半導(dǎo) 體(Semiconductor International) ， 2003年10月1日的"3-D Chip Scale with Lead-Free Processes (具有無鉛工藝的3-D芯片等級)" 中所述，在此通過參考引入?？稍诎存I凸起頂部上印刷普通的烊料或傳導(dǎo)油墨或粘合劑。在形成通路中，重要的是避免頂電極109和底電極104短路連接。 因此，可通過激光消融除去在深度數(shù)微米和寬度數(shù)微米的通路的凸緣 附近的小體積的材料，有利地補充機械切割技術(shù)，例如鉆入或穿孔。 或者，可使用化學(xué)蝕刻法除去直徑略大于通路的透明導(dǎo)體，可例如通 過在合適的位置內(nèi)使用噴墨印刷或模版印刷方法，印刷數(shù)滴蝕刻劑， 局部蝕刻。避免短路的進一步的方法牽涉在沉積透明傳導(dǎo)層109之前，在有 源層107的頂部上沉積絕緣材料薄層。這一絕緣層優(yōu)選厚度為數(shù)微米， 且范圍可以是1 - 100微米。由于它僅僅在其中形成通路的區(qū)域上(和 略超出通路的邊界上)沉積，因此它的存在沒有干擾光電器件的操作。 在本發(fā)明的一些實施方案中，該層的結(jié)構(gòu)可類似于卡爾皮切樂(Karl Pichler )于2004年3月25日提交的美國專利申請序列號 No. 10/810072中所述的，在此通過參考引入。當空穴鉆入或者穿孔通 過這一結(jié)構(gòu)時，可在透明傳導(dǎo)層109與底電極104之間存在一層絕緣 體，與這些層和機械切割方法的精度相比，所述絕緣體層可以相對較 厚，結(jié)果不可能發(fā)生短路。這一層的材料可以是任何常規(guī)的絕緣體，優(yōu)選可數(shù)碼(例如噴墨) 印刷的那種。熱塑性聚合物，例如Nylon PA6(熔點223X:)、縮醛(熔 點165X:)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)(結(jié)構(gòu)類似于聚對苯二甲酸乙 二酯(PET)，但丁基替代乙基)(熔點217X:)和聚丙烯(熔點165X:) 是實例，這些實例決不是有用的材料的窮舉。這些材料也可用于絕緣 層122。盡管噴墨印刷是形成絕緣體島的理想的方式，但印刷或沉積 的其他方法(其中包括常規(guī)的照相平版印刷法)也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在形成通路中，有用的是在至少兩個最初分離的元件中制造光電 器件，其中一個由絕緣層106、底電極104和在其上的層102組成， 和第二個由底板108組成。然后在通過復(fù)合結(jié)構(gòu)106/104/102形成通 路之后，但在填充通路之前， 一起層壓這兩個元件。在這一層壓和通 路形成之后，將底板108層壓到復(fù)合材料上，并如上所述填充通路。盡管噴墨印刷的焊料或傳導(dǎo)性粘合劑包括形成傳導(dǎo)通路活塞124 用的有用材料，但也可通過機械方式形成這一活塞。因此，例如合適 直徑的線材可置于通路內(nèi)，強制與底板108接觸，并在所需的高度處 切割形成活塞124，其方式類似于形成金的按鍵凸起?；蛘?，這一尺 寸的預(yù)成形的針(pin)可通過自動臂置于空穴內(nèi)。這種針或線材可保持 在原地，和在放置針之前，它們與基底的電連接通過印刷非常薄的傳 導(dǎo)粘合劑層來輔助或確保。按照這一方式，消除了傳導(dǎo)粘合劑厚的活 塞長的千燥時間的問題。針可具有在其上輕微地穿孔到底板108內(nèi)的 尖端或鋸齒，從而進一步輔助接觸。這種針可提供已經(jīng)存在的絕緣， 正如在絕緣線材或涂布線材中的情況一樣(例如通過蒸汽沉積或氧 化)。在施加絕緣材料之前，它們可置于通路內(nèi)，從而使得比較容易引 入這一材料。若針由合適地硬的金屬制造，且具有略呈錐形的尖端，則在穿孔 步驟過程中可使用它形成通路。與使用沖頭或鉆頭不同的是，針插入 到復(fù)合材料106/104/102內(nèi)，其深度使得尖端穿透底部；然后當基底 108層壓到這一復(fù)合材料上時，尖端輕微地穿透它，并形成良好的接 觸。例如可通過機械壓力或者通過針恰好適配到其內(nèi)的管道導(dǎo)引的空 氣壓力，將這些針注入到未穿孔的基底內(nèi)?？稍谂c導(dǎo)電材料124電接觸的透明傳導(dǎo)層109上布置例如由Al、 Ni或Ag制造的一個或更多個傳導(dǎo)軌跡126。正如圖2B所示，軌跡126 可互連多個接點120,以降低總的片材電阻。作為實例，接點120可 彼此隔開約l厘米，且軌跡126與其最靠近的各近鄰接觸相連，或者 在一些情況下，與包圍它的透明導(dǎo)體相連。優(yōu)選地，選擇軌跡U6的 數(shù)量、寬度和間距，以便接點120和軌跡126覆蓋器件模件IOI表面 不到約1%。軌跡126的寬度可以是約l微米至約200微米，優(yōu)選約5 微米至約50微米?？赏ㄟ^中心到中心距離為約0. 1毫米至約10毫米， 優(yōu)選約0.5毫米至約2毫米，隔開軌跡126。較寬的線要求較大的間 隔距離，以便避免過度的遮蔽損失。可使用軌跡126的各種圖案或取 向，只要該線彼此大致等距離即可(例如在2倍系數(shù)內(nèi))。圖2C描述了軌跡126從接點120扇形散開的替代圖案。在圖2D所示的另一替代的 圖案中，軌跡126形成"轉(zhuǎn)折點"圖案，其中較薄的軌跡126從較厚 的軌跡分支，所述較厚的軌跡從接點120處輻射狀排列。在圖2E所示 的再一替代圖案中，軌跡126從接點120處形成矩形圖案。與每一接 點相連的軌跡126的數(shù)量可以大于或小于圖2E所示的數(shù)量。一些實施 方案可具有l(wèi)或更多，2或更多，3或更多等數(shù)量。在圖2B、圖2C、 圖2D和圖2E所示的實施例中描述的軌跡圖案用于闡述目的，和不限 制可在本發(fā)明的實施方案中使用的可能軌跡圖案。注意由于傳導(dǎo)底板 108、 118從一個器件模件攜帶電流到下一個，因此傳導(dǎo)軌跡126可包 括"指狀元件"，同時避免厚的"總線"。這將降低由于總線導(dǎo)致的 陰影量以及還提供器件陣列100美學(xué)上更加令人愉悅的外觀。由在相對厚、高度導(dǎo)電的柔性導(dǎo)體本體底電極104、 114和底板 108、 118制成的基底Si、 S2上制造器件模件101、 111并通過透明傳 導(dǎo)層109、有源層130、底電極104、 114和絕緣層106、 116形成絕緣 的電接點120允許器件模件101、 lll相對地大。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的 陣列相比，陣列IOO可由要求較少串聯(lián)互連點的數(shù)個器件模件制成。 例如，器件模件IOI、 111可以是約1厘米至約30厘米長和約1至約 30厘米寬。也可視需要制造較小的電池(例如小于l厘米長和/或l厘 米寬)。注意由于底板108、 118攜帶電流從一個器件模件到下一個，因此 軌跡126的圖案不需要含有現(xiàn)有技術(shù)中用于這一目的所使用的厚的總 線。相反，軌跡126的圖案需要僅僅提供足夠?qū)щ姷?指狀元件"以 攜帶電流到接點120。在不存在總線的情況下，暴露較大部分的有源 層102、 112，這將提高效率。另外，不具有總線的軌跡126的圖案在 美學(xué)上可以更加令人愉悅?？赏ㄟ^削減第二器件模件111的底板118和絕緣層116,暴露一 部分底電極114，從而進行在第一器件模件101的底板108和第二器 件模件111的底電極114之間的電連接。圖2B示出了尤其削減底板 118和絕緣層116的一種方式的實例。具體地說，可在絕緣層116的邊緣內(nèi)形成槽口 (notch) 117。在底板118內(nèi)，槽口117與類似但略大 的槽口 119 一起校準。槽口 117、 119的校準暴露第二器件模件111 的一部分底電極114?？砂凑赵S多不同的方式，使在第一器件模件101的底板108和第 二器件模件111的底電極114的暴露部分之間電接觸。例如，如圖2A 所示，可在載體基底103的一部分上，在與槽口 117、 119一起校準的 圖案內(nèi)布置薄的傳導(dǎo)層128。薄的傳導(dǎo)層可以是例如傳導(dǎo)(填充)的聚合物或銀油墨。傳導(dǎo)層可 以極薄，例如厚度為約1微米。測定薄的傳導(dǎo)層128的最小厚度的一 般標準是在這一層內(nèi)耗散的部分功率p-(J/V) p (L。7d)，為小于或等 于約l(T5，其中J是電流密度，V是電壓，L。是薄的傳導(dǎo)層128的長度 (大致為在第一和第二器件模件之間的間隙寬度)，和P與d分別是薄 的傳導(dǎo)層128的電阻率和厚度。作為許多實例，對于許多應(yīng)用來說， (J/V)為約0. 06A/Vcm2。若L-400微米-0. 04厘米，則p為約等于l(T(p /d)。因此，即使電阻率p為約10—SQcm(它小于本體良導(dǎo)體的約10倍)， d可以是約l微米(10—4厘米)厚。因此，幾乎任何可行厚度的甚至相對 電阻大的聚合物導(dǎo)體將會起作用。第一器件模件101可固定到載體基底103上，以便底板108與薄 的傳導(dǎo)層128電接觸，同時使一部分薄的傳導(dǎo)層U8暴露。然后可在 薄的傳導(dǎo)層128的暴露部分和第二器件模件111的底電極114的暴露 部分之間電接觸。例如，在與底電極114的暴露部分一起校準的位置 處，導(dǎo)電材料129的凸起(例如更多的導(dǎo)電粘合劑)可置于薄的傳導(dǎo)層 128上。導(dǎo)電材料129的凸起足夠高，以便當?shù)诙骷＜?11固定 到載體基底上時，以至與底電極114的暴露部分接觸?？蛇x擇槽口 117、 119的尺寸，以便基本上不具有下述可能性薄的傳導(dǎo)層128非所需 地接觸第二器件模件111的底板118。例如，可相對于絕緣層116削 減底電極114的邊緣，削減量CBi為約400微米。可相對于絕緣層116， 削減底板118，其中削減量CB2顯著大于CB"器件層102、 112優(yōu)選是可大規(guī)模，例如在整巻生產(chǎn)(roll-to-roll)加工體系內(nèi)制造的類型。存在可在器件層102、 112 中使用的大量不同類型的器件結(jié)構(gòu)。作為實例，且在沒有損害一般原 則的情況下，圖2A的插圖示出了在器件層102內(nèi)CIGS有源層107和 相關(guān)層的結(jié)構(gòu)。作為實例，有源層107可包括基于含第IB、 IIIA和 VIA族元素的材料的吸收劑層130。優(yōu)選地，吸收劑層130包括銅(Cu) 作為笫IB族元素，鎵(Ga)和/或銦(In)和/或鋁作為第IIIA族元素和 硒(Se)和/或硫(S)作為第VIA族元素。在2001年7月31日授予埃巴 斯帕徹(Eberspacher )等人的美國專利US6268014和2004年11月4 日公布的布倫特巴索爾(Bulent Basol )的美國專利申請公布 No. US2004-0219730A1中公開了這種材料(有時稱為CIGS材料)的實 例，這兩篇在此通過參考引入。窗層132典型地用作在吸收劑層130 和透明傳導(dǎo)層109之間的交界層(junction partner)。作為實例， 窗層132可包括硫化鎘(CdS)、硫化鋅(ZnS)或硒化鋅(ZnSe)或這些中 的兩種或更多種的某種接合?？衫缤ㄟ^化學(xué)浴沉積或者化學(xué)表面沉 積，沉積這些材料層到約50納米-約100納米的厚度?？稍诘纂姌O 104和吸收劑層130之間布置不同于底電極的金屬層134，抑制金屬從 底電極104擴散。例如，若底電極104由鋁制成，則層134可以是鉬 層。這可輔助攜帶電荷并提供某種保護質(zhì)量。另外，也可在層134和 鋁層104之間施加類似于層13的材料的另一層135。該材料可以與層 13相同，或者它可以是選自層13中所列材料組中的另一材料。任選 地，另一層137還施加到層104的其他側(cè)上。該材料可以與層135相 同，或者它可以是選自層13所列的材料組中的另一材料?？稍诖颂幩?述的任何實施方案上，例如，但不限于在圖5和圖6的那些上，在箔 周圍施加類似于層135和/或137的保護層。盡管作為實例的目的描述了 CIGS太陽能電池，但本領(lǐng)域的技術(shù)人 員會意識到可將串聯(lián)互連技術(shù)的實施方案應(yīng)用到幾乎任何類型的太陽 能電池結(jié)構(gòu)上。這種太陽能電池的實例包括，但不限于，基于無定形 硅的電池、格里澤爾(Graetzel)電池結(jié)構(gòu)(其中用電荷轉(zhuǎn)移染料的單 層涂布由尺寸為數(shù)納米的二氧化鈦顆粒組成的光學(xué)透明膜，使膜敏化以供光的采集)、具有孔隙被有機半導(dǎo)體材料填充的無機多孔半導(dǎo)體模板的納米結(jié)構(gòu)層(參見例如美國專利申請公布US2005-0121068A1，在 此通過參考引入)、聚合物/共混電池結(jié)構(gòu)、有機染料和/或Ce。分子和/ 或其他小分子、微晶硅電池結(jié)構(gòu)、在有機基體內(nèi)分散的無機材料的無 規(guī)分布的納米棒和/或四腳錐體、量子點基電池或上述的結(jié)合物。此外， 此處所述的串聯(lián)互連技術(shù)的實施方案可與不同于太陽能電池的光電器 件一起使用。
或者，光電器件101、 lll可以是發(fā)光器件，例如有機發(fā)光二極管 (0LED)。'0LED的實例包括發(fā)光聚合物(LEP)基器件。在這一情況下， 有源層107可包括聚(3，4)亞乙基二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸鹽 (PED0T:PSS)層，它可例如通過網(wǎng)紋涂布或類似方法并烘烤以除去水， 在底電極104、 114上沉積到典型地50至200納米的厚度。PED0T: PSS 獲自拜爾公司 (Bayer Corporation)， 勒沃庫森(Leverkusen)， 德國。然后可(例如通過網(wǎng)紋涂布)在PED0T:PSS層上沉積聚芴基LEP 到約60 - 70納米的厚度。合適的聚藥基LEP獲自陶氏化學(xué)公司(Dow Chemicals Company)。透明傳導(dǎo)層109可以是例如透明傳導(dǎo)氧化物(TCO)，例如氧化鋅 (ZnO)或鋁摻雜的氧化鋅(ZnO:Al)，它可使用任何各種設(shè)備沉積，其中 包括，但不限于濺射、蒸發(fā)、化學(xué)浴沉積(CBD)、電鍍、化學(xué)氣相沉 積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)和類似方法。 或者，透明傳導(dǎo)層109可包括透明傳導(dǎo)聚合物層，例如摻雜PED0T(聚 -3，4-亞乙基二氧基蓉吩)的透明傳導(dǎo)層，它可使用旋涂、浸涂或噴涂 和類似方法沉積。PSS:PED0T是一種基于通過二醚橋連的雜環(huán)噻吩環(huán) 的摻雜傳導(dǎo)聚合物。用聚(苯乙烯磺酸鹽)(PSS)摻雜的PED0T的水分散 體以商品名Baytron⑧P獲自H. C. Starck紐頓，馬薩諸塞州(Newton， Massachussetts )。Baytron是拜爾公司(Bayer Aktiengesellschaft)(下文稱為Bayer)，勒沃庫森(Leverkusen), 德國的注冊商標。除了其傳導(dǎo)性能以外，PSS:PED0T還可用作平面化 層，所述平面化層可改進器件的性能。在使用PEDOT中潛在的缺點是典型的涂層的酸性特征，酸性特征可充當PED0T可借此化學(xué)進攻太陽 能電池內(nèi)的其他材料、與其他材料反應(yīng)或者在其他情況下降解其他材 料的源頭?？赏ㄟ^陰離子交換工序，除去PED0T內(nèi)的酸性組分。非酸 性的PED0T可商購獲得?；蛘?，類似的材料可購自威特里積，科羅拉 多州(Wheat Ridge, Colorado )的TDA材料，例如01igotron、 Aedotron ?？捎每晒袒木酆衔锃h(huán)氧樹脂，例如聚硅氧烷填充在第一器件模 件101和第二器件模件111之間的間隙。任選的包封劑層(未示出)可 覆蓋陣列100，以提供環(huán)境耐抗性，例如避免暴露于水或空氣下。包 封劑也可吸收紫外光，保護底層。合適的包封劑材料的實例包括一層 或更多層的氟聚合物，例如THV(例如，Dyneon的THV220氟化三元共 聚物，四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯的氟代熱塑性聚合物)，Tefzel (杜邦公司(DuPont) )， Tefdel,乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、熱塑性塑料， 聚酰亞胺，聚酰胺，塑料和玻璃的納米層壓復(fù)合材料(例如阻擋膜，例 如在布賴恩塞加(Brian Sager )和馬丁 羅斯切森(Martin Roscheisen)的標題為"INORGANIC/ORGANIC HYBRID MNOLAMIMTE BARRIES FILM(無機/有機混雜的納米層壓體阻擋膜)"的共同轉(zhuǎn)讓的共 同待審的美國專利申請公布US2005-009W22A1中所述的那些，在此通 過參考引入)，和上述的結(jié)合物。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，存在許多不同的制造互連器件的方法。 例如，圖3示出了一種這樣的方法。在這一方法中，在連續(xù)的器件片 材202上制造器件，所述連續(xù)的器件片材202包括在底電極和透明傳 導(dǎo)層之間的有源層，例如與以上相對于圖2A-2B中所述的一樣。器件 片材202還構(gòu)圖有接點203,如圖2A所示的接點120。接點203可通 過以上所述的傳導(dǎo)軌跡(未示出)電連接。絕緣層204和底板206也以 連續(xù)片材形式制造。在圖3所示的實施例中，削減絕緣層204，如形 成槽口 205，校準所述槽口 205與底板層206內(nèi)的類似槽口 20乙在底 板層206內(nèi)的槽口大于在絕緣層204內(nèi)的槽口。 一起層壓器件片材 202、絕緣層204和底板層，形成在器件片材202和底板206之間具有絕緣層204的層壓體208。然后沿著橫斷槽口 205、 207的虛線，將層 壓體208切割成兩個或更多個器件模件A、 B。然后在載體基底211上 布置傳導(dǎo)性粘合劑210(例如傳導(dǎo)性聚合物或銀油墨)的圖案。將模件 粘合到栽體基底211上。傳導(dǎo)性粘合劑210的較大區(qū)域212與模件A 的底板206電接觸。傳導(dǎo)性粘合劑210的指狀元件214從該較大區(qū)域 212中突出。指狀元件214與模件B的槽口 205、 207 —起校準?？蓪?額外的傳導(dǎo)性粘合劑置于指狀元件214上，通過槽口 205、 207促進與 模件B的底電極電接觸。優(yōu)選地，在底板206內(nèi)，指狀元件214窄于 槽口 207，以便傳導(dǎo)粘合劑210沒有與模件B的底板206非所需地電 接觸。在圖3所示的實施方案中，在切割成單獨的模件之前， 一起層壓 器件片材、絕緣層和底板。在替代的實施方案中，可首先切割各層， 然后組裝成模件(例如通過層壓)。例如，如圖4所示，可分別由預(yù)切 割的器件層302A、 302B、絕緣層304A、 304B,和底板306A、 306B， 分別層壓第一和第二器件模件A、、 B、。每一器件層302A、 302!B包括 在透明傳導(dǎo)層和底電極之間的有源層。至少一層器件層302A包括以上 所述類型的電接點303A(和任選的傳導(dǎo)軌跡)。在這一實施例中，通過簡單地使模件B中的底板層306B短于絕緣 層304B，削減模件B中的底板層306B,以便絕緣層304B伸出底板層 306B邊緣之外。類似地，可通過使絕緣層304B短于器件層302B，或 者更具體地短于器件層302B的底電極，從而削減絕緣層304B。在預(yù) 切割之后， 一起層壓各層，形成模件A、、 B、，將該模件固定到載體基 底308上，并使得在模件A、的底板306A和模件B、的器件層302B中底 電極之間電連接。在圖4所示的實施例中，通過具有突出部分312的 傳導(dǎo)性粘合劑310進行連接，所述突出部分312與底電極接觸，同時 避免與模件B 、的底板306B非所需地接觸。圖5A-5B描述了在圖4所述的方法上的變通方案，它減少了傳導(dǎo) 性粘合劑的使用，由預(yù)切割的器件層402A、 402B、絕緣層404A、 404B 和底板層406A、 406B組裝第一和第二器件模件A、、、 B、、，并將第一和第二器件模件A、、、 B、、固定到載體基底408上。絕緣的電接點403A 使得通過圖5B所示的器件層402A、底電極405A和絕緣層406A進行 電接觸。相對于以上對圖4所述的器件層402B，削減模件B、、中絕緣 層404B和底板406B的正面邊緣。然而，為了有助于電接觸，模件A 、、 中底板406A的背面邊緣延伸超出器件層402A和絕緣層404A的背面邊 緣。結(jié)果，模件B、、中器件層402B疊加在模件A、、中的底板406A上。 在底板406A的J^露部分407A上的傳導(dǎo)性粘合劑412的脊線使得與圖 5B所示的器件層402B的底電極405B的暴露部分電接觸。在以上所述的方法的優(yōu)選實施方案中，可例如如上所述制造單獨 的模件，然后針對產(chǎn)率而分類。例如，可針對一個或更多個性能特征， 例如光電效率、開路電壓、短路電流、占空因數(shù)等，測試兩個或更多 個器件模件?？稍陉嚵兄惺褂脻M足或超過性能特征的可接受標準的器 件模件，同時無法滿足可接受標準的那些可以棄置。可接受的標準的 實例包括光電效率或開路電壓的閾值或可接受的范圍。通過單獨地分 類器件模件并將它們形成為陣列，可獲得比通過整體式制造器件陣列 高的產(chǎn)率。在討論透明傳導(dǎo)層與底板之間的電接點120中，形成通路，用絕 緣材料涂布該通路并用傳導(dǎo)性材料填充。在替代的實施方案中，可使 用一部分底電極作為電接點的一部分，進行在透明傳導(dǎo)層和底板之間 的連接。圖6A-6H示出了可以如何實施它的實例。具體地說，人們可 以采用透明傳導(dǎo)層502 (例如，Al: ZnO， I: ZnO)、有源層504 (例如CIGS)、 底電極506 (例如100微米的Al)、絕緣層508 (例如50微米的PET)和 底板510 (例如25微米的Al)直接著手制造結(jié)構(gòu)500 (如圖6A所示)。 優(yōu)選地，底板510為使用絕緣粘合劑作為絕緣層508，層壓到底電極 506上的薄的鋁膠帶形式。這可大大地簡化制造并降低材料成本?？稍趫D6B所示的一個或更多個位置處，在底電極506和底板之間 進行電連接512。例如，可通過絕緣層508，例如使用激光焊接，形成 點焊。這一方法因在單一步驟內(nèi)使得電連接，從而是具有吸引力的。 或者，可通過鉆探盲孔穿過底板510和絕緣層508到達底電極，并用導(dǎo)電材料，例如焊料或傳導(dǎo)性粘合劑填充該盲孔的方法，形成電連接512。如圖6C所示，然后在電連接512的周圍的閉環(huán)(例如圓環(huán))內(nèi)形成 溝槽514。閉環(huán)溝槽514切割穿過透明傳導(dǎo)層502、有源層504和底電 極506到達底板510。溝槽514隔離一部分底電極506、有源層504 和透明傳導(dǎo)層502與結(jié)構(gòu)500的其余部分。諸如激光切削之類的技術(shù) 可用于形成溝槽514。若采用一種激光束，激光焊接形成電連接512， 和第二激光束形成溝槽514，則可從結(jié)構(gòu)500的相對側(cè)起，相對于彼 此預(yù)校準這兩個激光束。在采用預(yù)校準的兩個激光器的情況下，可在 單一步驟內(nèi)形成電連接512和溝槽514，從而提高總的加工速度。形成隔離溝槽的方法可在透明傳導(dǎo)層502和底電極506之間引起 電路短路511、 517。為了電隔離在溝槽514的外側(cè)壁513上形成的非 所需的短路511，通過透明傳導(dǎo)層和有源層形成到達底電極506的隔 離溝槽516，如圖6D所示。隔離溝槽516包圍閉環(huán)溝槽514并電隔離 在溝槽的外側(cè)壁513上的短路511與結(jié)構(gòu)500的其余部分。激光刻劃 方法可形成隔離溝槽516。被刻劃的不那么厚的材料降低因形成隔離 溝槽516導(dǎo)致的非所需的短路電路的可能性。在透明傳導(dǎo)層502和底電極506之間的所有短路電路并非全部是 非所需的。沿著溝槽514的內(nèi)壁515的短路517可提供連于電接點512 一部分所需的電子路徑。若存在足量所需的短路，則可如圖6E-6F 所示完成電接點。首先絕緣材料518例如以"環(huán)形(donut)"圖案形式 沉積在具有圖6E所示的中間空穴的閉環(huán)溝槽514和隔離溝槽516內(nèi)。 接下來，在結(jié)構(gòu)500的一部分(其中包括被溝槽514包圍的隔離部分和 非隔離部分，如圖6F所示)上沉積導(dǎo)電指狀元件520。可沉積絕緣材 料518，其方式應(yīng)可提供適合于形成傳導(dǎo)性指狀元件520的充足的平 面表面。然后在溝槽514外側(cè)的非隔離部分內(nèi)的透明傳導(dǎo)層502和底 板510之間，通過指狀元件520、在隔離部分內(nèi)的透明傳導(dǎo)層、在溝 槽514的內(nèi)壁上的電短路517、在溝槽514內(nèi)部的一部分底電極506 和電接點512，使得電接觸?；蛘?，若短路517沒有提供充足的電接點，則鉆探和填充方法可 提供在指狀元件520和底電極506的隔離部分之間的電接觸。在圖6G -61所示的替代實施方案中，可能的情況是，絕緣材料518、當如圖 6G所示沉積時，它覆蓋隔離部分。可例如通過激光切削或機械工藝， 例如鉆探或穿孔，除去覆蓋隔離部分的絕緣材料518、，以及相應(yīng)部分 的透明傳導(dǎo)層502和有源層504，通過圖6H所示的開口519，暴露底 電極506。導(dǎo)電材料使得通過開口 519,與暴露的底電極506接觸，并 完成所需的電接觸，正如圖6I所示。注意，相對于圖6A- 61來說，存在以上所迷技術(shù)的數(shù)種變通方案。 例如，在一些實施方案中，可希望在形成閉環(huán)溝槽并用絕緣材料填充 之后，制造電連接512。形成電接點的以上所述的方法存在數(shù)個優(yōu)點。 簡化了工藝步驟。比較容易沉積絕緣層且不用擔心覆蓋底板。該方法 提供平面表面以供沉積指狀元件520、 520 、?？稍诘纂姌O506和底板 510之間通過激光焊接，制造可靠的電接點。此外，可在沒有危及IOO %產(chǎn)率的情況下，隔離電路短路。本發(fā)明的實施方案有助于相對低成本地制造大規(guī)模陣列的串聯(lián)連 接的光電器件?？纱?lián)連接較大的器件，這是由于在底板和透明傳導(dǎo) 層之間通過貫穿器件模件各層的接點連接導(dǎo)致的片材電阻下降所致。 傳導(dǎo)性軌跡可進一步降低片材電阻?？刹捎幂^少的連接點，排列較大 的器件。盡管為了闡述目的，此處所述的實例僅僅示出了串聯(lián)連接的兩件 光電器件模件，但要理解，根據(jù)本發(fā)明的實施方案可如此連接三個或 更多個這樣的器件模件?？捎每晒袒木酆衔铮绛h(huán)氧或硅氧烷樹脂填充在第一器件模 件101和第二器件模件lll之間的間隙。任選的包封劑層(未示出)可 覆蓋陣列100,以提供環(huán)境耐抗性，例如避免暴露于水或空氣下。包 封劑也可吸收紫外光，保護底層。合適的包封劑材料的實例包括一層 或更多層氟聚合物，例如THV(例如，Dyneon的THV 220氟化三元共聚 物，四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯的氟化熱熱塑性聚合物)、Tefze1⑧(杜邦公司(DuPont) )、 Tefdel、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、熱塑性塑料、 聚酰亞胺、聚酰胺、塑料和玻璃的納米復(fù)合材料(例如阻擋膜，例如布 賴恩塞加(Brian Sager )和馬丁羅斯切森(Martin Roscheisen)的 標題為"INORGANIC/ORGANIC HYBRID NANOLAMINATE BARRIES FILM(無 機/有機混雜的納米層壓體阻擋膜)"的共同轉(zhuǎn)讓共同待審的美國專利 申請公布US2005-0095422A1中所述的那些，在此通過參考引入)，和 上述的結(jié)合物。另外，此處可在一個范圍格式(rangeformat)內(nèi)列出濃度、用量 和其他數(shù)據(jù)。要理解，僅僅為了便利和簡單起見使用這一范圍格式， 和應(yīng)當靈活地解釋為包括不僅作為范圍的極限明確地援引的數(shù)值，而 且包括在該范圍內(nèi)涉及的所有單個的數(shù)值或子范圍，就如同每一數(shù)值 和子范圍明確地援引一樣。例如，約1納米-約200納米的厚度范圍 應(yīng)當解釋為包括不僅明確地援引的極限約1納米和約200納米，而且 包括單獨的數(shù)值，例如，但不限于，2納米、3納米、4納米，和子范 圍，例如10納米-50納米、20納米-100納米，等…。在本申請的申請日之前，僅僅為了其公開內(nèi)容而提供此處討論或 援引的公布專利。不應(yīng)當解釋為允許借助之前的發(fā)明，不授予本發(fā)明 權(quán)利比這些公布專利早的日期。此外，所提供的公布日期可不同于實 際的公布數(shù)據(jù)，實際的公布數(shù)據(jù)可能需要單獨地加以證實。此處提及 的所有公布專利在此通過參考引入，以記栽并描述與援引公布專利有 關(guān)的結(jié)構(gòu)和/或方法。具體地，下述申請在此通過參考引入M(H年9 月18曰提交的標題為"Formation of CIGS Absorber Layers on Foil Substrates (在箔基底上形成CIGS吸收劑層)"的美國專利申請序列 號No. 10/943685 ; 2005年1月20日提交的標題為"Series Interconnected Opteoelectronic Device Module Assembly(串聯(lián)互 連的光電器件模件組件)"的美國專利申請序列號11/039053; 2005 年8月16曰提交的標題為"Optoelectronic Architecture Having Compound Conducting Substrate(具有化合物傳導(dǎo)基底的光電結(jié)構(gòu))" 的美國專利申請序列號11/039053;和2004年2月2日提交的標題為"Photovoltaic Devices Fabricated from Insulating Template with Conductive Coat ing (由具有傳導(dǎo)涂層的絕緣模板制造的光生伏 打器件)"的美國專利申請序列號10/771250。盡管以上是本發(fā)明優(yōu)選實施方案的完整說明，但可使用各種替代 方案、改性和等價方案。因此，應(yīng)當不是參考上述說明決定本發(fā)明的 范圍，而是應(yīng)當參考所附的權(quán)利要求以及它們完全等價的范圍來決定 本發(fā)明的范圍。在以下的權(quán)利要求中，不定冠詞" 一個"或"一種(a， an)" 是指一個或更多個緊跟在該冠詞之后的物品數(shù)量，除非另有說明。所 附權(quán)利要求不應(yīng)當解釋為包括設(shè)備加功能的限定，除非這種限定使用 措辭"用于…的設(shè)備"明確地援引在給定的權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，它包括提供基底；和在基底上形成吸收劑層。
2. —種方法，它包括提供由至少一種導(dǎo)電鋁箔基底組成的基底、至少一層導(dǎo)電擴散阻擋 層和在該擴散阻擋層上的至少一層導(dǎo)電的電極層，其中擴散阻擋層防止 鋁箔基底和電極層之間的化學(xué)相互作用；和在基底上形成吸收劑層。
3. 權(quán)利要求2的方法，其中吸收劑層包括非硅的吸收劑層。
4. 權(quán)利要求2的方法，其中吸收劑層包括無定形硅的吸收劑層。
5. 權(quán)利要求2的方法，其中吸收劑層包括選自由下述組成的組中 的一種或更多種無機材料氧化鈦CH02)、納米晶體Ti02、氧化鋅(Zn0)、 氧化銅(Cu0或Cu20或Cux0y)、氧化鋯、氧化鑭、氧化鈮、氧化錫、氧 化銦、氧化錫錮(IT0)、氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化鍶、氧化鈣/鈦 和其他氧化物、鈥酸鈉、鈮酸鉀、硒化鎘(CdSe)、 二琉化鎘(CdS)、石克化 銅(Cii2S)、碲化鎘(CdTe)、竭化鎘-碲(CdTeSe)、硒化銦銅(CuInSe2)、 氧化鎘(Cd(U、 Cul、 CuSCN、半導(dǎo)體材料或上述的任何結(jié)合物。
6. 權(quán)利要求2的方法，其中吸收劑層包括選自由下述組成的組中 的一種或更多種有機材料共軛聚合物，聚(亞苯基)及其衍生物、聚(亞 苯基亞乙烯基)及其衍生物(例如，聚(2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧 基)-1， 4-亞苯基亞乙烯基(MEH-PPV)、聚(對亞苯基-亞乙烯基)、(PPV))、 PPV共聚物、聚(瘞吩)及其衍生物(例如聚(3-辛基噻吩-2，5-二基)、區(qū) 域規(guī)則、聚(3-辛基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域無規(guī)、聚(3-己基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域規(guī)則、聚(3-己基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域無規(guī))、聚(亞噻吩 基亞乙烯基)及其衍生物，和聚(異硫茚)及其衍生物、2，2、，7，7、-四 (N，N-二對甲氧基苯基胺)-9，9、-螺雙芴(螺-Me 0TAD)、有機金屬聚合 物，含有茈單元的聚合物、聚(squaraines)及其衍生物，和盤狀液晶、有機顏料或染料、釕基染料、液體碘化物/三碘化物電解質(zhì)、具有連接芳族基團的偶氮生色團(-N-N-)的偶氮染料、酞蕢，其中包括不含金屬 的酞胥；(HPc)、菲、菲衍生物、酞胥銅(CuPc)、酞膂鋅(ZnPc)、 naphthalocyanine、 squaraines、部花青和它們各自的衍生物、聚(珪 烷)、聚(germinate) 、 2， 9-二 (戊-3-基) -蒽[2， 1， 9-def: 6， 5， 10-d 、e 、f 、〗 二異喹啉-1， 3， 8， 10-四酮和2， 9-雙(1-己基-庚-1-基) - 蒽 [2， 1， 9-def: 6， 5， 10-d、e、f 、〗二異喚啉-1， 3, 8， 10-四酮和并五苯、并五 苯衍生物和/或并五苯前體，N-型梯狀聚合物、聚(苯并咪唑基苯并菲咯 啉梯)(BBL)或上述的任何結(jié)合物。
7. 權(quán)利要求2的方法，其中吸收劑層包括選自由下述組成的組中 的一種或更多種材料低聚物材料、微晶硅、在有機基體內(nèi)分散的無機 納米棒、在有機基體內(nèi)分散的無機四腳錐體、量子點(quantum dot)材 料、離子傳導(dǎo)性聚合物凝膠、含離子液體的溶膠-凝膠納米復(fù)合材料、 離子導(dǎo)體、低分子量的有機空穴導(dǎo)體、C60和/或其他小分子，或上述的 結(jié)合物。
8. 權(quán)利要求2的方法，其中吸收劑層包括下述中的一種具有孔 隙被有機材料填充的無機多孔模板的納米結(jié)構(gòu)層(摻雜或未摻雜)、聚合 物/共混物電池結(jié)構(gòu)、微晶硅電池結(jié)構(gòu)，或上述的結(jié)合物。
9. 權(quán)利要求2的方法，其中形成步驟包括首先形成新生的吸收劑層。
10. 權(quán)利要求3的方法，它進一步包括使新生的吸收劑層反應(yīng)，形 成致密膜。
11. 權(quán)利要求2的方法，它進一步包括加熱新生的吸收劑層，形成 致密膜，
12. 權(quán)利要求2的方法，其中擴散阻擋層抑制在加熱過程中箔基底 內(nèi)的鋁和電極層內(nèi)的金屬相互擴散。
13. 權(quán)利要求2的方法，其中擴散阻擋層包括下述中的一種或更多 種鉻、釩、鵠、玻璃、氮化物，氮化鉭、氮化鎢、氮化鈦、氮化鋯、 氮化鉿，硅的氮化物、氧化物或碳化物，或上述的結(jié)合物。
14. 權(quán)利要求2的方法，它進一步包括第二擴散阻擋層耦合到基底上。
15. 權(quán)利要求14的方法，其中第二擴散阻擋層包括下述中的一種 或更多種鉻、釩、鎢、玻璃、氮化物，氮化鉭、氮化鵠、氮化鈦、氮 化鋯、氮化鉿，硅的氮化物、氧化物或碳化物，或上述的結(jié)合物。
16. 權(quán)利要求2的方法，其中電極層包括鉬。
17. 權(quán)利要求2的方法，其中電極層包括銅、銀、鋁和鈮。
18. —種光生伏打器件，它包括 箔基底；和 在基底上的吸收劑層。
19. 一種光生伏打器件，它包括由至少一種導(dǎo)電鋁箔基底組成的基底、至少一層導(dǎo)電擴散阻擋層和 在該擴散阻擋層上的至少一層導(dǎo)電的電極層，其中擴散阻擋層防止鋁箔 基底和電極層之間的化學(xué)相互作用；和在基底上的吸收劑層。
20. 權(quán)利要求19的器件，其中吸收劑層包括非硅的吸收劑層。
21. 權(quán)利要求19的器件，其中吸收劑層包括無定形硅的吸收劑層。
22. 權(quán)利要求19的器件，其中吸收劑層包括選自由下述組成的組 中的一種或更多種無機材料氧化鈦(Ti02)、納米晶體Ti02、氧化鋅 (ZnO)、氧化銅(CuO或Cu20或CiixOy)、氧化鋯、氧化鑭、氧化鈮、氧化 錫、氧化銦、氧化錫銦(ITO)、氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化鍶、氧 化鈣/鈦和其他氧化物、鈦酸鈉、鈮酸鉀、硒化鎘(CdSe)、硫化鎘(CdS)、 石?；~(Cu2S)、碲化鎘(CdTe)、硒化鎘-碲(CdTeSe)、竭化銦銅(CuInSe2)、 氧化鎘(CdO,)、 Cul、 CuSCN、半導(dǎo)體材料或上述的任何結(jié)合物。
23. 權(quán)利要求19的器件，其中吸收劑層包括選自由下述組成的組 中的一種或更多種有機材料共軛聚合物，聚(亞苯基)及其衍生物、聚 (亞苯基亞乙烯基)及其衍生物(例如，聚(2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧 基)-1， 4-亞苯基亞乙烯基(MEH-PPV)、聚(對亞苯基-亞乙烯基)、(PPV))、 PPV共聚物、聚(蓉吩)及其衍生物(例如聚(3-辛基噻吩-2，5-二基)、區(qū) 域規(guī)則、聚(3-辛基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域無規(guī)、聚(3-己基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域規(guī)則、聚(3-己基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域無規(guī))、聚(亞噻吩 基亞乙烯基)及其衍生物，和聚(異硫茚)及其衍生物、2，2、，7，7、-四 (N，N-二對甲氧基苯基胺)-9，9、-螺雙藥(螺-Me 0TAD)、有機金屬聚合 物，含有茈單元的聚合物、聚(squaraines)及其衍生物，和盤狀液晶、 有機顏料或染料、釕基染料、液體碘化物/三碘化物電解質(zhì)、具有連接 芳族基團的偶氮生色團(-N-N-)的偶氮染料、酞*，其中包括不含金屬 的酞斧；(HPc)、菲、菲衍生物、酞菁銅(CuPc)、酞斧鋅(ZnPc)、 naphthalocyanine、 s,raines、部花青和它們各自的衍生物、聚(娃 烷)、聚(germinate) 、 2， 9-二 (戊-3-基)-蒽[2， 1， 9-def: 6， 5, 10-d 、e 、f 、] 二異喹啉-1， 3， 8， 10-四酮和2,9-雙(1-己基-庚-1-基)-蒽 [2， 1， 9-def: 6, 5， 10-d 、e 、f 、] 二異喹啉-l， 3， 8， IO-四酮和并五苯、并五 苯衍生物和/或并五苯前體，N-型梯狀聚合物、聚(苯并咪唑基苯并菲咯 啉梯)(BBL)或上述的任何結(jié)合物。
24. 權(quán)利要求19的器件，其中吸收劑層包括選自由下述組成的組 中的一種或更多種材料低聚物材料、微晶硅、在有機基體內(nèi)分散的無 機納米棒、在有機基體內(nèi)分散的無機四腳錐體、量子點(quantum dot) 材料、離子傳導(dǎo)性聚合物凝膠、含離子液體的溶膠-凝膠納米復(fù)合材料、 離子導(dǎo)體、低分子量的有機空穴導(dǎo)體、C60和/或其他小分子，或上述的結(jié)合物。
25. 權(quán)利要求19的器件，其中吸收劑層由下述中的一種構(gòu)成具有孔隙被有機材料填充的無機多孔模板的納米結(jié)構(gòu)層(摻雜或未摻雜)、 聚合物/共混物電池結(jié)構(gòu)、微晶硅電池結(jié)構(gòu)，或上述的結(jié)合物。
26. 權(quán)利要求19的器件，它進一步包括耦合到基底上的第二擴散 阻擋層。
27. 權(quán)利要求19的器件，其中擴散阻擋層包括下述中的一種或更 多種鉻、釩、鴒、玻璃、氮化物，氮化鉭、氮化鎢、氮化鈦、氮化鋯、 氮化鉿，硅的氮化物、氧化物或碳化物，或上述的結(jié)合物。
28. 權(quán)利要求26的器件，其中第二擴散阻擋層包括下述中的一種 或更多種鉻、釩、鎢、玻璃、氮化物，氮化鉭、氮化鎢、氮化鈦、氮化鋯、氮化鉿，硅的氮化物、氧化物或碳化物，或上述的結(jié)合物。
29. —種光生伏打器件模件，它包括權(quán)利要求19的器件并進一步 包括絕緣體層和傳導(dǎo)底板，其中絕緣體層夾在基底和底板之間； 透明傳導(dǎo)層，其布置使得吸收劑層在基底和透明傳導(dǎo)層之間；和 在透明傳導(dǎo)層和底板之間的一個或更多個電接點，其中通過透明傳導(dǎo)層、吸收劑層、基底和絕緣層形成電接點，其中電接點與吸收劑層、基底和絕緣層電隔離。
30. 形成光生伏打器件中吸收劑層的方法，該方法包括下述步驟-. 提供由至少一種導(dǎo)電金屬化聚合物箔基底組成的基底、至少一層導(dǎo)電擴散阻擋層和在該擴散阻擋層上的至少一層導(dǎo)電背電極層，其中擴散 阻擋層防止金屬化的聚合物箔基底和背電極層之間的化學(xué)相互作用；和 在基底上形成吸收劑層。
31. 權(quán)利要求30的方法，其中吸收劑層包括非硅的吸收劑層。
32. 權(quán)利要求30的方法，其中吸收劑層包括無定形硅的吸收劑層。
33. 權(quán)利要求30的方法，其中吸收劑層包括選自由下述組成的組 中的一種或更多種無機材料氧化鈦(Ti02)、納米晶體Ti02、氧化鋅 (ZnO)、氧化銅(CuO或Cu20或CuxOy)、氧化鋯、氧化鑭、氧化鈮、氧化 錫、氧化銦、氧化錫銦(ITO)、氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化鍶、氧 化鈣/鈦和其他氧化物、鈦酸鈉、鈮酸鉀、硒化鎘(CdSe)、硫化鎘(CdS)、 石克化銅(Cu2S)、碲化鎘(CdTe)、硒化鎘-碲(CdTeSe)、硒化銦銅(CuInSe2)、 氧化鎘(CdOj、 Cul、 CuSCN、半導(dǎo)體材料或上述的任何結(jié)合物。
34. 權(quán)利要求30的方法，其中吸收劑層包括選自由下述組成的組 中的一種或更多種有機材料共軛聚合物，聚(亞苯基)及其衍生物、聚 (亞苯基亞乙烯基)及其衍生物(例如，聚(2-曱氧基-5- (2-乙基-己氧 基)-1， 4-亞苯基亞乙烯基(MEH-PPV)、聚(對亞苯基-亞乙烯基)、(PPV))、 PPV共聚物、聚(噻吩)及其衍生物(例如聚(3-辛基噻吩-2，5-二基)、區(qū) 域規(guī)則、聚(3-辛基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域無規(guī)、聚(3-己基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域規(guī)則、聚(3-己基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域無規(guī))、聚(亞噻吩基亞乙烯基)及其衍生物，和聚(異硫茚)及其衍生物、2，2、，7，7、-四 (N，N-二對曱氧基苯基胺)-9，9、-螺雙芴(螺-Me 0TAD)、有機金屬聚合 物，含有茈單元的聚合物、聚(SQuaraines)及其衍生物，和盤狀液晶、 有機顏料或染料、釕基染料、液體碘化物/三碘化物電解質(zhì)、具有連接 芳族基團的偶氮生色團(-N-N-)的偶氮染料、酞胥，其中包括不含金屬 的酞菁；(HPc)、芘、菲衍生物、酞胥銅(CuPc)、酞胥鋅(ZnPc、 naphthalocyanine、 squaraines、部花青和它們各自的衍生物、聚(珪 烷)、聚(germinate) 、 2， 9-二 (戊-3-基)-蒽[2, 1, 9-(Jef: 6， 5， 10-d 、e 、f 、
二異喹啉-1， 3， 8， 10-四酮和2， 9-雙(1-己基-庚-1-基) - 蒽 [2， 1， 9-def: 6， 5， 10-d 、e 、f 、] 二異奮啉-1, 3， 8， 10-四酮和并五苯、并五 苯衍生物和/或并五苯前體，N-型梯狀聚合物、聚(苯并咪唑基苯并菲咯 啉梯)(BBL)或上述的任何結(jié)合物。
35. 權(quán)利要求30的方法，其中吸收劑層包括選自由下述組成的組 中的一種或更多種材料低聚物材料、微晶硅、在有機基體內(nèi)分散的無 機納米棒、在有機基體內(nèi)分散的無機四腳錐體、量子點(quantum dot) 材料、離子傳導(dǎo)性聚合物凝膠、含離子液體的溶膠-凝膠納米復(fù)合材料、 離子導(dǎo)體、低分子量的有機空穴導(dǎo)體、C60和/或其他小分子，或上述的 結(jié)合物。
36. 權(quán)利要求30的方法，其中吸收劑層包括下述中的一種具有 孔隙被有機材料填充的無機多孔模板的納米結(jié)構(gòu)層(摻雜或未摻雜)、聚 合物/共混物電池結(jié)構(gòu)、微晶硅電池結(jié)構(gòu)，或上述的結(jié)合物。
37. 權(quán)利要求30的方法，其中箔基底是選自聚酯、聚萘二甲酸乙 二酯(naphtalate)、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰亞胺和/ 或上述的結(jié)合物中的聚合物。
38. 權(quán)利要求30的方法，其中金屬化聚合物箔基底所使用的金屬 是鋁或鋁與一種或更多種金屬的合金。
39. 權(quán)利要求30的方法，其中形成步驟包括首先形成新生的吸收 劑層。
40. 權(quán)利要求39的方法，它進一步包括使新生的吸收劑層反應(yīng)形成致密膜。
41. 權(quán)利要求30的方法，它進一步包括將第二擴散阻擋層耦合到 基底上。
42. 權(quán)利要求30的方法，其中擴散阻擋層包括下述中的一種或更 多種鉻、釩、鴒、玻璃、氮化物，氮化鉭、氮化鵠、氮化鈦、氮化鋯、 氮化鉿，硅的氮化物、氧化物或碳化物，或上述的結(jié)合物。
43. 權(quán)利要求41的方法，其中第二擴散阻擋層包括下述中的一種 或更多種鉻、釩、鎢、玻璃、氮化物，氮化鉭、氮化鵠、氮化鈦、氮 化鋯、氮化鉿，硅的氮化物、氧化物或碳化物，或上述的結(jié)合物。
44. 一種光生伏打器件，它包括由至少一種導(dǎo)電鋁箔基底組成的基底、至少一層導(dǎo)電擴散阻擋層和 在該擴散阻擋層上的至少一層導(dǎo)電背電極層，其中擴散阻擋層防止鋁箔 基底和背電極層之間的化學(xué)相互作用；和在基底上的吸收劑層。
45. 權(quán)利要求44的器件，其中吸收劑層包括非硅的吸收劑層。
46. 權(quán)利要求44的器件，其中吸收劑層包括無定形硅的吸收劑層。
47. 權(quán)利要求44的器件，其中吸收劑層包括選自由下述組成的組 中的一種或更多種無機材料氧化鈦0402)、納米晶體Ti02、氧化鋅 (ZnO)、氧化銅(CuO或Cu20或CuxOy)、氧化鋯、氧化鑭、氧化鈮、氧化 錫、氧化銦、氧化錫銦(ITO)、氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化鍶、氧 化4丐/鈦和其他氧化物、鈦酸鈉、鈮酸鉀、硒化鎘(CdSe)、硫化鎘(CdS)、 硫化銅(Cu2S)、碲化鎘(CdTe)、硒化鎘-碲(CdTeSe)、硒化銦銅(CuInSe2)、 氧化鎘(CdO,)、 Cul、 CuSCN、半導(dǎo)體材料或上述的任何結(jié)合物。
48. 權(quán)利要求44的器件，其中吸收劑層包括選自由下述組成的組 中的一種或更多種有機材料共軛聚合物，聚(亞苯基)及其衍生物、聚 (亞苯基亞乙烯基)及其衍生物(例如，聚(2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧 基)-1， 4-亞苯基亞乙烯基(MEH-PPV)、聚(對亞苯基-亞乙烯基)、(PPV))、 PPV共聚物、聚(噢吩)及其衍生物(例如聚(3-辛基噻吩-2，5-二基)、區(qū) 域規(guī)則、聚(3-辛基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域無規(guī)、聚(3-己基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域規(guī)則、聚(3-己基噻吩-2，5-二基)、區(qū)域無規(guī))、聚(亞噻吩 基亞乙烯基)及其衍生物，和聚(異硫茚)及其衍生物、2，2、，7，7、-四 (N，N-二對甲氧基苯基胺)-9，9、-螺雙芴(螺-Me 0TAD)、有機金屬聚合 物，含有芘單元的聚合物、聚(squaraines)及其衍生物，和盤狀液晶、 有機顏料或染料、釘基染料、液體碘化物/三碘化物電解質(zhì)、具有連接 芳族基團的偶氮生色團(-恥N-)的偶氮染料、酞奮，其中包括不含金屬 的酞菁；(HPc)、茈、菲衍生物、酞膂銅(CuPc)、酞胥鋅(ZnPc)、 naphthalocyanine、 squaraines、部花青和它們各自的衍生物、聚(硅 烷)、聚(germinate) 、 2， 9-二 (戊-3-基)-蒽[2， 1， 9-def: 6， 5， 10-d 、e 、f 、] 二異喹啉-1， 3， 8， 10-四酮和2， 9-雙(1-己基-庚-1-基)-蒽 [2， 1， 9-def: 6， 5， 10-d 、e 、f 、] 二異喹啉-1， 3， 8， 10-四酮和并五苯、并五 苯衍生物和/或并五苯前體，N-型梯狀聚合物、聚(苯并咪唑基苯并菲咯 啉梯)(BBL)或上述的任何結(jié)合物。
49. 權(quán)利要求44的器件，其中吸收劑層包括選自由下述組成的組 中的一種或更多種材料低聚物材料、微晶硅、在有機基體內(nèi)分散的無 機納米棒、在有機基體內(nèi)分散的無機四腳錐體、量子點(quantum dot) 材料、離子傳導(dǎo)性聚合物凝膠、含離子液體的溶膠-凝膠納米復(fù)合材料、 離子導(dǎo)體、低分子量的有機空穴導(dǎo)體、C60和/或其他小分子，或上述的結(jié)合物。
50. 權(quán)利要求44的器件，其中吸收劑層包括下述中的一種具有孔隙被有機材料填充的無機多孔模板的納米結(jié)構(gòu)層(摻雜或未摻雜)、聚 合物/共混物電池結(jié)構(gòu)、孩i晶硅電池結(jié)構(gòu)，或上述的結(jié)合物。
51. 權(quán)利要求44的器件，它進一步包括耦合到基底上的第二擴散 阻擋層。
52. 權(quán)利要求44的器件，其中擴散阻擋層包括下述中的一種或更 多種鉻、釩、鵠、玻璃、氮化物，氮化鉭、氮化鎢、氮化鈦、氮化鋯、 氮化鉿，硅的氮化物、氧化物或碳化物，或上述的結(jié)合物。
53. 權(quán)利要求51的器件，其中第二擴散阻擋層包括下述中的一種 或更多種鉻、釩、鎢、玻璃、氮化物，氮化鉭、氮化鎢、氮化鈦、氮化鋯、氮化鉿，硅的氮化物、氧化物或碳化物，或上述的結(jié)合物。
54, —種光生伏打器件模件，它包括權(quán)利要求36的器件，和進一 步包括絕緣體層和傳導(dǎo)底板，其中絕緣體層夾在基底和底板之間； 透明傳導(dǎo)層，其布置使得吸收劑層在基底和透明傳導(dǎo)層之間；和 在透明傳導(dǎo)層和底板之間的一個或更多個電接點，其中通過透明傳導(dǎo)層、、吸收劑層、基底和絕緣層形成電接點，其中電接點與吸收劑層、基底和絕緣層電隔離。
全文摘要
提供在箔基底上形成吸收劑層的方法與器件。在一個實施方案中，制造光生伏打器件的方法可由下述步驟組成提供由至少一種導(dǎo)電鋁箔基底組成的基底，至少一層導(dǎo)電擴散阻擋層，和在該擴散阻擋層上的至少一層導(dǎo)電電極層。擴散阻擋層可防止在鋁箔基底和電極層之間的化學(xué)相互作用?？稍诨咨闲纬晌談印Ｔ谝粋€實施方案中，吸收劑層可以是非硅的吸收劑層。在另一實施方案中，吸收劑層可以是無定形硅(摻雜或未摻雜)吸收劑層。任選地，吸收劑層可以基于有機和/或無機材料。
文檔編號H02N6/00GK101268608SQ200680034955
公開日2008年9月17日 申請日期2006年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月16日
發(fā)明者B·博爾曼, C·R·萊德霍爾姆, J·R·希茨, M·R·羅施希爾森, S·考 申請人:納米太陽能公司