BR112013026806B1 - Método de fabricação de pelo menos uma camada absorvente para dispositivos fotovoltaicos de película delgada e dispositivo fotovoltaico de película delgada - Google Patents
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Abstract
método de fabricação de pelo menos uma camada absorvente para dispositivos fotovoltaicos de película delgada e dispositivo fotovoltaico de película delgada. trata-se de um método para fabricar dispositivos fotovoltaicos de película delgada (100) que compreende um cu(in,ga)se2 fotovoltaico ou camada absorvente de abc equivalente (130), tal como uma camada de abc2, depositado sobre uma camada de contato posterior (120) caracterizado pelo fato de que o dito método compreende pelo menos cinco etapas de deposição, em que o par de terceira e quarta etapas são sequencialmente repetíveis, na presença de pelo menos um elemento de c ao longo de uma ou mais etapas. na primeira etapa, pelo menos um elemento b é depositado, seguido na segunda etapa pela deposição de elementos de a e b em uma razão de taxa de deposição ar/br, na terceira etapa em uma razão ar/br mais baixa que a anterior, na quarta etapa em uma razão ar/br mais alta que a anterior, e na quinta etapa depositando apenas elementos de b para alcançar uma razão final a/b de elementos depositados totais. os dispositivos fotovoltaicos resultantes são caracterizados pelo fato de que, começando do lado exposto à luz, a camada absorvente (130) dos dispositivos fotovoltaicos (100) compreende uma primeira região (501) de razão ga / (ga + in) decrescente, seguida de uma segunda região (502) de razão ga / (ga + in) crescente em que sobre metade do lado exposto à luz da segunda região (502) o valor de ga / (ga + in) aumenta em menos que 0,15 e contém pelo menos uma corcova.
Description
[001] A presente invenção refere-se a células solares e/ou dispositivos fotovoltaicos fabricados através da deposição de películas delgadas e, mais particularmente, à distribuição de profundidade dos elementos na camada absorvente de semicondutores de calcogeneto ou compostos semicondutores de ABC.
[002] Dispositivos fotovoltaicos são geralmente entendidos como células fotovoltaicas ou módulos fotovoltaicos. Módulos fotovoltaicos compreendem normalmente matrizes de células fotovoltaicas interconectadas.
[003] Um método para manufaturar dispositivos fotovoltaicos e/ou células fotovoltaicas inclui, por exemplo, o corte do material semicondutor em bolachas. Outro método para manufaturar dispositivos fotovoltaicos inclui a deposição de material semicondutor como uma película delgada sobre um substrato. A fabricação de dispositivos fotovoltaicos de película delgada pode ser mais eficiente em termos de custo do que aquela de dispositivos fotovoltaicos a partir de bolachas. A eficiência de custo aumentada é alcançada não apenas graças às economias de material e energia durante a produção, mas também ao progresso tecnológico no aumento da eficiência de conversão fotovoltaica dos dispositivos. A presente revelação se refere à fabricação de dispositivos fotovoltaicos de película delgada com o uso de um método de temperatura baixa de substrato e de custo relativamente baixo, sendo que os ditos dispositivos têm uma eficiência fotovoltaica que é mais alta que aquela de dispositivos de película delgada de técnica anterior fabricados em níveis de temperatura de substrato semelhantes. As reduções nos custos dos dispositivos fotovoltaicos para uma determinada saída de potência elétrica são um impulso principal para expandir a comercialização dos mesmos e ajudar a reduzir as emissões que resultam da queima de combustível fóssil. Ademais, aumentos na eficiência de conversão de dispositivo fotovoltaico permite uma saída de potência elétrica mais alta por unidade de área e, portanto, custos de instalação e material mais baixos para uma determinada potência de saída.
[004] Um dispositivo fotovoltaico de película delgada é normalmente fabricado depositando-se camadas de material sobre um substrato. A partir de um ponto de vista simplificado, as camadas de material podem ser representadas como uma camada absorvente fotovoltaica possivelmente revestida por uma camada de tampão, sendo que a combinação é ensanduichada entre pelo menos duas camadas condutoras. A presente revelação trata de dispositivos fotovoltaicos que contêm uma camada absorvente geralmente baseada em um material de calcogeneto de ABC, tal como um material de calcopirita de ABC2, em que A representa elementos no grupo 11 da tabela periódica de elementos químicos conforme definido pela União Internacional de Química Pura e Aplicada que incluem Cu ou Ag, B representa elementos no grupo 13 da tabela periódica que incluem In, Ga, ou Al, e C representa elementos no grupo 16 da tabela periódica que incluem S, Se, ou Te. Um exemplo de um material de ABC2 é o semicondutor de Cu(In,Ga)Se2 também conhecido como CIGS. A revelação trata, ainda, de variações às composições de ABC ternárias comuns, tais como CuxInySez ou CuxGaySez, na forma de materiais quaternários, pentanários ou multinários tais como Cux(In,Ga)y(Se,S)z, Cux(In,Al)ySez, Cux(Zn,Sn)ySez, Cux(Zn,Sn)y(Se,S)z ou (Ag,Cu)x(In,Ga)ySez.
[005] A revelação apresenta um método para a produção em temperaturas de substrato relativamente baixas (abaixo de 600 °C) de dispositivos fotovoltaicos. É especialmente vantajoso para a produção de dispositivos fotovoltaicos flexíveis baseado em substratos de plástico ou folhas de metal. A revelação apresenta, ainda, dispositivos com uma distribuição de profundidade de característica inovadora de elementos semicondutores na camada absorvente.
[006] A camada absorvente fotovoltaica de dispositivos fotovoltaicos de ABC ou ABC2 de película delgada pode ser fabricada com o uso de uma variedade de métodos tais como deposição em fase vapor, bombardeamento iônico, impressão, feixe de íons ou metalização eletrolítica. O método mais comum é baseado em deposição em fase vapor ou coevaporação dentro de uma câmara de vácuo normalmente com o uso de múltiplas fontes de evaporação de material. A Patente noU.S. 4.335.266 descreve métodos para formar células solares de película delgada a partir de compostos de calcopirita de I- III-VI2 e é considerada geralmente como um marco na técnica de fabricação de dispositivos fotovoltaicos de ABC2. Uma técnica anterior mais recente é apresentada na Patente noU.S. 5.441.897 que apresenta um método de fabricação de células solares de película delgada de Cu(In,Ga)(Se,S)2 em duas ou três etapas. A Patente noU.S. 6.258.620 contribui adicionalmente para o método de três etapas supramencionado usando-se razões atômicas de material diferentes no início do processo de deposição e possivelmente contribuindo mais etapas de deposição de material para compor uma camada de precursor que é depois convertida em uma camada absorvente aquecendo-se os materiais depositados a uma temperatura de substrato substancialmente mais alta.
[007] Embora alguma técnica anterior tenha permitido a fabricação de dispositivos fotovoltaicos cuja eficiência de conversão pode estar no mesmo nível da tecnologia mais convencional de bolachas de silício, eficiências altas de películas delgadas têm sido obtidas até agora com o uso de processos de deposição em temperatura alta, tipicamente em volta de 600 °C. Essa revelação portanto descreve um método que tem a vantagem de permitir, ainda, a fabricação de dispositivos fotovoltaicos de alta eficiência em temperaturas de deposição substancialmente mais baixas, tipicamente entre 350 °C e 550 °C. A revelação descreve, ainda, as características de tais dispositivos fotovoltaicos.
[008] Esta invenção apresenta soluções para o problema de fabricação de dispositivos fotovoltaicos de alta eficiência de película delgada, especialmente dispositivos fotovoltaicos flexíveis, e mais precisamente dispositivos fabricados em uma temperatura de substrato relativamente baixa tal como abaixo de 600 °C. A seguir, ABC é usado para representar compostos semicondutores de ABC ou ABC2 na forma de materiais ternários, quaternários, pentanários ou multinários.
[009] Um objetivo da invenção é fornecer métodos que aprimoram a fabricação de dispositivos fotovoltaicos bem como a eficiência de conversão fotovoltaica dos ditos dispositivos, e a caracterização de dispositivos fotovoltaicos fabricados consequentemente, conforme indicado nos parágrafos a seguir.
[010] Um problema comum no campo de dispositivos fotovoltaicos de película delgada fabricados depositando-se um composto semicondutor de ABC sobre um substrato é que temperaturas altas em volta de 600 °C são necessárias para produzir dispositivos que têm eficiências de conversão fotovoltaica que são altas o suficiente para competir aquelas dos dispositivos baseados em bolachas de silício. Quanto mais alta a temperatura de substrato durante a deposição de película delgada, maior a energia requerida. É portanto um objetivo da invenção atual fornecer um método para manufaturar dispositivos fotovoltaicos de ABC em temperaturas e níveis de energia mais baixos, sendo que os ditos dispositivos têm eficiências de conversão fotovoltaica que são não apenas comparáveis aos dispositivos de película delgada fabricados em ditas temperaturas altas mas também aos dispositivos baseados em bolachas de silício.
[011] Outro problema no campo da fabricação de dispositivo fotovoltaico de película delgada, e mais especificamente no campo de da fabricação de dispositivo fotovoltaico de película delgada de ABC, é que processos de deposição em temperatura alta restringem a variedade de materiais de substrato sobre os quais o semicondutor de ABC pode ser depositado. O processo de deposição é, portanto, restrito a materiais que não deteriorarão nas ditas temperaturas altas ao longo da duração do processo. É portanto um objetivo adicional da invenção atual fornecer um método para manufaturar dispositivos fotovoltaicos de película delgada de ABC de alta eficiência sobre uma variedade mais ampla de substratos, tais como substratos de plástico flexíveis. Isso se torna possível com o método da invenção graças às temperaturas mais baixas de deposição de semicondutor de ABC entre 350 °C e 550 °C.
[012] Um problema adicional no campo da fabricação de dispositivo fotovoltaico de película delgada é que o material de alguns substratos, tais como substratos metálicos, pode contaminar a película delgada de semicondutor depositada com impurezas e elementos de substrato. Um método para evitar essa contaminação é revestir o substrato com uma camada de barreira tal como AlxOy, SixNy ou SixOy. A dita camada de barreira pode, não obstante, conter furos que induzirão alguma contaminação residual da película delgada de semicondutor. A ocorrência de furos na camada de barreira é relacionada à aspereza de um substrato. Substratos metálicos normalmente precisam ser submetidos a um tratamento de superfície tal como alisamento ou polimento antes do revestimento com uma camada de barreira. Ademais, as temperaturas comparativamente baixas do método da invenção durante a deposição levam a reduções na difusão indesejada de impurezas e pode permitir a eliminação da etapa de deposição de camada de barreira do processo antes da deposição da camada absorvente fotovoltaica. É portanto um objetivo adicional da invenção evitar a contaminação, dificuldades de aspereza e os custos de tratamentos associados aos substratos metálicos graças ao método de deposição de temperatura relativamente baixa (abaixo de 550 °C) que permite o uso de materiais de substrato não contaminantes e extremamente lisos tais como plástico.
[013] Ainda outro problema no campo de fabricação de módulo fotovoltaico de alta eficiência é que os módulos são montados a partir de células fotovoltaicas individuais tais como células de silício ou de película delgada em células de vidro. Essa montagem requer um processamento por batelada em diversas fases da linha de produção que, em comparação com conjuntos de procedimento de produção rolo a rolo, é mais custoso. Ademais, visto que os dispositivos de película delgada de eficiência mais alta são produzidos em temperaturas altas principalmente em substratos de vidro rígidos, os mesmos não são bem adequados para produção rolo a rolo. Uma vantagem de substratos metálicos usados como redes contínuas em produção rolo a rolo é que os mesmos permitem temperaturas de substrato relativamente altas (acima de 550 °C) durante a deposição de material mas à custa do tratamento de superfície anteriormente mencionado. É portanto outro objetivo da invenção fornecer um método que permite a fabricação rolo a rolo de dispositivos fotovoltaicos de alta eficiência a custo baixo e energia baixa.
[014] Um objetivo particular da invenção é fornecer dispositivos solares de alta eficiência graças às características de conversão e qualidades da camada absorvente fotovoltaica aprimoradas, conforme indicado nos parágrafos a seguir.
[015] Um problema comum no campo de dispositivos fotovoltaicos de película delgada fabricados depositando-se uma camada absorvente de semicondutor de calcogeneto ou calcopirita sobre um substrato é que defeitos e irregularidades na estrutura cristalina representada pelos padrões de tamanhos de grão de cristal na camada de semicondução fotovoltaica podem degradar a conversão fotovoltaica. A dita estrutura cristalina dentro do primeiro micrômetro da espessura da camada de semicondutor no lado exposto à luz é especialmente importante para a alta eficiência de conversão fotovoltaica. Os ditos defeitos e irregularidades ocorrem mais frequentemente como resultado da formação da camada de semicondução em temperatura baixa. É portanto um objetivo da invenção atual fornecer dispositivos solares que têm uma estrutura cristalina no aproximadamente primeiro micrômetro de espessura de camada de semicondutor no lado exposto à luz que é desejável para uma eficiência de conversão fotovoltaica alta apesar de serem fabricados em uma temperatura relativamente baixa (abaixo de 550 °C).
[016] Outro problema no dito campo que resulta do problema supramencionada é que carreadores elétricos podem ser recombinados dentro da camada de semicondutor e portanto reduzem a eficiência de conversão fotovoltaica do dispositivo fotovoltaico. É portanto outro objetivo da invenção fornecer dispositivos solares fabricados em temperatura baixa que têm menos recombinação de carreadores de carga e, portanto, um fator de preenchimento e tensão de circuito aberto que são comparáveis àqueles de dispositivos fotovoltaicos fabricados em temperaturas substancialmente mais latas, isto é, 600 °C.
[017] Um problema adicional no dito campo é projetar a distribuição de profundidade, ou classificação, dos elementos na camada absorvente de modo a otimizar a compensação entre a corrente e a tensão geradas para maximizar a eficiência de conversão. É portanto um objetivo adicional do método da invenção fornecer uma distribuição de profundidade, ou classificação, dos elementos na camada absorvente que resulta em dispositivos solares de alta eficiência fabricados em temperatura baixa (entre 350 °C e 550 °C).
[018] Ainda outro problema no dito campo seja obter uma superfície de camada absorvente que é compatível com as camadas subsequentemente depositadas. É portanto outro objetivo do método da invenção fornecer uma camada absorvente cujas propriedades de interface e superfície tais como maciez e alinhamento de banda proibida são compatíveis com aquelas de camadas depositadas subsequentemente.
[019] Um problema ainda adicional no dito campo é projetar camadas para dispositivos fotovoltaicos de película delgada em que as ditas camadas têm coeficientes compatíveis de expansão térmica. Coeficientes compatíveis de expansão térmica são um fator importante para uma boa adesão de camada, longevidade e eficiência de conversão fotovoltaica contínua e de longa duração, especialmente no caso da fabricação de um dispositivo fotovoltaico flexível. Ademais, temperaturas de fabricação mais baixas podem reduzir os problemas associados com as variações em coeficientes de expansão térmica através das camadas de um dispositivo fotovoltaico.
[020] Em suma, a invenção pertence a um método para fabricar dispositivos fotovoltaicos de película delgada que compreendem uma camada absorvente fotovoltaica de Cu(In,Ga)Se2 ou ABC ou ABC2 equivalentes depositada sobre uma camada de contato posterior, caracterizado pelo fato de que o dito método compreende pelo menos cinco etapas de deposição, em que o par de terceira e quarta etapas são sequencialmente repetíveis, na presença de pelo menos um elemento de C ao longo de uma ou mais etapas. Na primeira etapa pelo menos um elemento B é depositado, seguido na segunda etapa pela deposição de elementos de A e B em uma razão de taxa de deposição Ar/Br, na terceira etapa em uma razão Ar/Br mais baixa que a anterior, na quarta etapa em uma razão Ar/Br mais alta que a anterior, e na quinta etapa depositando apenas elementos de B para alcançar uma razão final A/B de elementos depositados totais. Os dispositivos fotovoltaicos resultantes são caracterizados pelo fato de que, começando do lado exposto à luz, a camada absorvente (130) dos dispositivos fotovoltaicos (100) compreende uma primeira região (501) de razão decrescente de Ga / (Ga + In), seguida de uma segunda região (502) de razão crescente de Ga / (Ga + In) em que sobre metade do lado exposto à luz da segunda região (502) o valor de Ga / (Ga + In) aumenta em menos que 0,20 e contém pelo menos uma corcova.
[021] Em maiores detalhes, a invenção pertence a um método de fabricação de pelo menos uma camada absorvente para dispositivos fotovoltaicos de película delgada, cuja camada absorvente é produzida a partir de um material de calcogeneto de ABC, que inclui variações quaternárias, pentanárias ou multinárias de material de calcogeneto de ABC, em que A representa elementos no grupo 11 da tabela periódica de elementos químicos conforme definido pela União Internacional de Química Pura e Aplicada que incluem Cu e Ag, B representa elementos no grupo 13 da tabela periódica que incluem In, Ga, e Al, e C representa elementos no grupo 16 da tabela periódica que incluem S, Se, e Te.
[022] A dita camada absorvente é depositada sobre uma camada de contato posterior carregada por um substrato.
[023] O método da invenção compreende as seguintes etapas sequenciais (s1) a (s5), em que as duas etapas (s3,r) e (s4,r) são executadas pelo menos uma vez e podem ser sequencialmente repetidas de zero até um número R de vezes, em que r é um índice de contagem de repetição que tem um valor de 0 a R que identifica as etapas sucessivas (s3,r) e (s4,r), e em que a temperatura do substrato das etapas (s2) a (s5) é maior que 350 °C. As etapas sequenciais (s1) a (s5) são:
[024] s1. depositar pelo menos um elemento B sobre a camada de contato posterior do dito substrato em uma quantidade que é maior que 10% e menor que 90% da quantidade total de elementos B requeridos no fim do processo de deposição, sendo que tal deposição do(s) elemento(s) B é feita na presença de pelo menos um elemento C;
[025] s2. depositar uma quantidade inicial de pelo menos um elemento A em combinação com pelo menos um elemento B e na presença de pelo menos um elemento C, com uma razão Ar/Br das taxas de deposição atômica dos elementos A e B de modo que: - Ar/Br > 1, e - a razão atômica A/B dos elementos depositados totais A e B até o fim da etapa (s2) seja:
[026] s3,r. depositar pelo menos um elemento A em combinação com pelo menos um elemento B e na presença de pelo menos um elemento C, com uma razão Ar/Br das taxas de deposição atômica dos elementos A e B de modo que: - Ar/Br seja 1/1,2 vez menor que aquela de Ar/Br na etapa anterior, e - a razão atômica A/B dos elementos depositados totais A e B até o fim da etapa (s3,r) seja:
[027] s4,r. depositar pelo menos um elemento A em combinação com pelo menos um elemento B e na presença de pelo menos um elemento C, com uma razão Ar/Br das taxas de deposição atômica dos elementos A e B de modo que: - Ar/Br seja pelo menos 1,2 vez maior que aquela de Ar/Br na etapa anterior, e - a razão atômica A/B dos elementos depositados totais A e B até o fim da etapa (s4,r) seja:
[028] s5. depositar uma quantidade adicional de pelo menos um elemento B na presença de pelo menos um elemento C sobre a camada absorvente parcialmente completa, alterando, desse modo, a razão atômica A/B dos elementos depositados totais elementos de A e B até o fim da etapa (s5) para: 0,6 < A/B < 0,99.
[029] Pelo menos um elemento C é possivelmente adicionado à camada absorvente antes, entre ou após qualquer uma das etapas (s1), (s2), (s3,r), (s4,r) e (s5).
[030] A temperatura de substrato é preferencialmente maior que 350 °C e menor que 550 °C para as etapas (s2), (s3,r), (s4,r) e (s5). Ademais, a temperatura de substrato em que o material é depositado na etapa (s1) é preferencialmente maior que 200 °C e menor que 450 °C, em seguida aumentada durante qualquer uma, ou uma combinação, das etapas (s2), (s3,r) e (s4,r) para alcançar uma temperatura que é maior que 350 °C e menor que 550 °C. Ainda preferencialmente, a temperatura de substrato em que o material é depositado na etapa (s1) é a cerca de 350 °C, em seguida aumentada na etapa (s2) para alcançar uma temperatura que é cerca de 450 °C na etapa (s3,r), em que r = 0; e em seguida mantida substancialmente constante até o fim das etapas (s4,r) e (s5), em que r = R.
[031] O método pode ser usado para fabricar um material de ABC em que A representa o elemento Cu, B representa os elementos In e/ou Ga e C representa o elemento Se.
[032] Quando o(s) elemento(s) B depositado(s) compreende(m) Ga, a quantidade total de Ga depositada ao longo das etapas (s2), (s3,r) e (s4,r) encontra-se vantajosamente entre 10% e 50% da quantidade total de Ga depositada ao longo de todo o processo, e a quantidade total de Ga depositada ao longo das etapas (s3,r) encontra-se entre 10% e 25% da quantidade total de Ga depositada ao longo de todo o processo.
[033] Em algumas modalidades, as etapas de deposição (s1) a (s5) correspondem à seguinte sequência de etapa respectiva de taxas de deposição de material dentro de uma margem de ±20%:
[034] si. depositar In a uma taxa de 3,5 Â/s e Ga começando a uma taxa de 1,1 Â/s e diminuindo progressivamente para 0,95 Â/s;
[035] s2. depositar Cu a uma taxa de 2,1 Â/s, In a uma taxa de 0,15 Â/s e Ga a uma taxa de 0,15 Â/s;
[036] s3,0. depositar Cu a uma taxa de 2,1 Â/s, In a uma taxa de 0,15 Â/s e Ga a uma taxa de 0,6 Â/s;
[037] s4,0. depositar Cu a uma taxa de 2,1 Â/s, In a uma taxa de 0,15 Â/s e Ga a uma taxa de 0,15 Â/s; e
[038] s5. depositar In a uma taxa de 0,9 Â/s e Ga começando a uma taxa de 0,35 Â/s e aumentando progressivamente para 0,45 Â/s.
[039] As etapas sequenciais (s1) a (s5) podem ser seguidas de uma etapa adicional em que pelo menos um elemento B é depositado na presença de pelo menos um elemento C a uma temperatura abaixo de 350 °C e de modo que uma camada suplementar de espessura menor que 100 nm seja depositada.
[040] Elementos alcalinos podem ser fornecidos à dita camada absorvente através de qualquer um dentre: o dito substrato, a dita camada de contato posterior e/ou um precursor que contém solução alcalina que é depositado durante e/ou após a deposição da dita camada absorvente.
[041] Outro aspecto da invenção é um dispositivo fotovoltaico de película delgada que compreende pelo menos uma camada absorvente obtenível através do método apresentado acima.
[042] A invenção trata, ainda, de um dispositivo fotovoltaico de película delgada que compreende um substrato flexível e uma camada absorvente caracterizado pelo fato de que a dita camada absorvente é produzida a partir de um material de calcogeneto de ABC conforme definido acima, em que o dito material de calcogeneto de ABC compreende os elementos In e Ga em que uma análise composicional de dados de razão de Ga /(Ga + In) substancialmente nivelados através da espessura da dita camada absorvente forma uma curva de razão de Ga /(Ga + In) na qual, começando a partir de um lado exposto à luz da dita camada absorvente, a dita curva de razão de Ga /(Ga + In) compreende pelo menos duas regiões que compreendem: a. uma região de classificação dianteira de razão decrescente de Ga / (Ga + In) em que um lado exposto à luz da dita região de classificação dianteira tem um valor de Ga / (Ga + In) que é menor que 0,5 e em que a amplitude do valor de Ga / (Ga + In) na dita região de classificação dianteira é menor que 0,25 e maior que 0,1; b. uma região de classificação traseira, adjacente à dita região de classificação dianteira e localizada entre a dita região de classificação dianteira e o lado traseiro da camada absorvente oposto ao lado exposto à luz, de razão crescente de Ga/(Ga + In) geral em que: (i) sobre metade do lado exposto à luz da dita região de classificação traseira o valor de Ga / (Ga + In) aumenta em menos que 0,20; (ii) a metade do lado exposto à luz da dita região de classificação traseira compreende pelo menos uma corcova de razão de Ga / (Ga + In) localmente aumentada ou diminuída, sendo que a dita corcova é confinada por dois pontos de inflexão na curva de razão de Ga / (Ga + In) (500).
[043] Em tal dispositivo a camada absorvente tipicamente compreende Cu(In,Ga)Se2.
[044] Além disso, a espessura da camada absorvente encontra-se preferencialmente entre 0,5 μm e 4,0 μm.
[045] Nesse dispositivo, o fator de preenchimento definido como o produto da tensão e da corrente em um ponto de potência máxima dividido pelo produto da tensão de circuito aberto e da corrente de curto circuito é essencialmente constante entre temperaturas de -153,15 °C (120 K) e 26,85 °C (300 K) em um valor de fator de preenchimento maior que 0,60.
[046] Ademais, a largura completa no um quarto do valor máximo medido a partir da base de uma curva de intensidade de difração de raios X dos reflexos de (220)/(240) versus o ângulo de espalhamento de 2θ tem uma largura menor que 0,6°. O sistema de difração de raios X usado aqui e em Exemplos subsequentes é um Siemens D-5000 ajustado em modo Bragg-Brentano com um tamanho de etapa de 0,02°, tempo de etapa de 30 s, largura de fenda de 1 mm, tensão de 40 kV e corrente de 37 mA. As linhas usadas são Cu K-alfa-1 e Cu K-alfa-2 com comprimentos de onda de 1,54060 Â e 1,54439 Â, respectivamente.
[047] O dispositivo pode compreender uma célula fotovoltaica que tem uma eficiência de conversão fotovoltaica maior que 16% sob condições de teste, conhecidas por um indivíduo versado na técnica como Condições de Teste Padrão, definida por uma irradiância de 1,000 W/m2, espectro solar de AM 1,5G, e temperatura de célula de operação de 25 °C.
[048] O substrato do dispositivo pode ser qualquer um dentre poliimida, poliimida revestida, aço inoxidável, aço inoxidável revestido, aço doce, aço doce revestido, alumínio, alumínio revestido, vidro ou um material cerâmico.
[049] Os recursos da invenção solucionam vantajosamente diversos problemas no campo da fabricação de dispositivos fotovoltaicos de película delgada, e mais especificamente da fabricação da camada absorvente de tais dispositivos, a saber: - O método de múltiplas fases que compreende pelo menos cinco fases permite a produção de composições de camada absorvente de ABC de classificação dianteira e traseira vantajosas requeridas para dispositivos fotovoltaicos de alta eficiência. O dito método agrupa e detalha vantajosamente das razões composicionais e fornece duas etapas repetíveis que guiam vantajosamente ajustes finos do método. - O dito método é mais especificamente projetado para temperaturas de deposição relativamente baixas compreendidas entre 350 °C e 550 °C e é portanto especialmente vantajoso para deposição em materiais tais como folhas flexíveis ou plásticos. - O dito método compreende etapas em que a quantidade de Ga nos elementos B depositados é aumentada em relação à quantidade de In de modo a criar vantajosamente a classificação composicional requerida para a fabricação de dispositivos fotovoltaicos de alta eficiência. - O dito método agrupa e detalha vantajosamente as taxas de fluxo de material para uma sequência de deposição exemplificativa direcionada à fabricação de um dispositivo fotovoltaico de alta eficiência nas ditas temperaturas de deposição relativamente baixas. - O dito método permite vantajosamente, ainda, a deposição de uma camada de material de B adicional que tem uma espessura menor que 100 nm. - O dito método será normalmente complementado com a adição de um material solução alcalina proveniente de uma variedade de fontes tais como substrato, camada de contato posterior, ou um precursor solução alcalina de modo a aumentar vantajosamente a eficiência de conversão fotovoltaica do dispositivo resultante. - O dito método pode ser vantajosamente implantado, ainda, dentre de um aparelho de fabricação rolo a rolo em que o dito substrato é montado entre um rolo de entrega e um rolo de admissão e será colocada para deposição com vários benefícios de produtividade vantajosos. - O dispositivo fotovoltaico de película delgada resultante compreende um substrato flexível e uma camada absorvente produzida a partir de um material de calcogeneto de ABC que compreende os elementos In e Ga. A análise composicional através da espessura da dita camada absorvente exibe uma curva de razão de Ga/(Ga + In) que é vantajosa para a eficiência de conversão fotovoltaica pelo fato de que contém regiões de classificação traseira e dianteira vantajosas que evolvem entre limites determinados e em que a região de classificação traseira compreende pelo menos uma corcova de razão de Ga/(Ga + In) localmente aumentada ou diminuída. - O dito dispositivo pode compreende vantajosamente uma camada absorvente produzida a partir de Cu(In,Ga)Se2. - O dito dispositivo pode ser vantajosamente testado através de um conjunto de análises não invasivas tais como mensurações de fator de preenchimento sobre uma faixa de temperaturas de operação compreendidas entre -153 °C (120 K) e 26,9 °C (300 K) e intensidade de difração de raios X antes de prosseguir para mensurações invasivas da composição da camada absorvente a fim de determinar se o dispositivo foi fabricado de acordo com o dito método. - O dito dispositivo é especialmente vantajoso pelo fato de que compreende pelo menos uma célula fotovoltaica cuja eficiência de conversão fotovoltaica é maior que 16% sob condições de teste definidas por uma irradiância de 1,000 W/m2, espectro solar de AM 1,5G e temperatura de célula de 25 °C. - O dito dispositivo é vantajosamente fabricado sobre uma faixa ampla de substratos rígidos ou flexíveis tais como poliimida, poliimida revestida, aço inoxidável, aço inoxidável revestido, aço doce, aço doce revestido, alumínio, alumínio revestido, vidro ou um material cerâmico.
[050] As modalidades da invenção serão descritas agora a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:
[051] A Figura 1 apresenta uma seção transversal esquemática de uma célula fotovoltaica que retrata camadas depositadas sobre um substrato.
[052] As Figuras 2A a 2C são gráficos conceituais de temperaturas de substrato e taxas de deposição relativas durante o processo de deposição de material para manufaturar uma faixa de modalidades de célula fotovoltaica.
[053] As Figuras 3A a 3C são gráficos exemplificativos de temperaturas de substrato (3A) e taxas de deposição de material (3B,3C) durante o processo de deposição de material para manufaturar uma modalidade de célula fotovoltaica.
[054] As Figuras 4A a 4B são um segundo conjunto de gráficos exemplificativos respectivamente de temperaturas de substrato e taxas de deposição de material durante o processo de deposição de material para manufaturar uma primeira modalidade exemplificativa de célula fotovoltaica.
[055] As Figuras 5A, 5B e 5C são gráficos de, respectivamente, dados brutos, dados suavizados e dados exemplificativos que mostram as razões de material em função da profundidade de pulverização catódica para uma camada absorvente que resulta de um método de deposição baseado em técnica anterior em comparação com uma modalidade de camada absorvente fabricada com o uso do método da invenção e variações do mesmo (Fig. 5C).
[056] As Figuras 6A e 6B são gráficos que mostram a densidade de corrente versus tensão a longo de diversas temperaturas para células fotovoltaicas que têm uma eficiência fotovoltaica de creca de 16% e 18,7%, respectivamente.
[057] A Figura 7 é um gráfico que permite uma comparação entre duas células fotovoltaicas (eficiência de ~16% e 18,7%) de fator de preenchimento versus temperatura de operação.
[058] As Figuras 8A e 8B são gráficos que mostram, respectivamente, a densidade de corrente versus tensão e a eficiência quântica externa (EQE) em função do comprimento de onda de iluminação para células fotovoltaicas de eficiência 18,7% e cerca de 16% que operam em uma temperatura de 24,85 °C (298 K).
[059] A Figura 9 é um gráfico que mostra a intensidade de difração de raios X de reflexos dominantes versus ângulo de espalhamento para duas células fotovoltaicas (eficiência de ~16% e 18,7%).
[060] As modalidades exemplificativas de células fotovoltaicas que têm uma seção transversal semelhante àquela apresentada na Figura 1 são fabricadas com o uso do método apresentado nas Figuras 2 a 4. As modalidades exemplificativas de células fotovoltaicas fabricadas com o uso do método descrito da invenção exibem uma assim chamada assinatura de distribuição de. A assinatura de distribuição de material é obtida através da amostragem da distribuição de profundidade de materiais presentes na camada absorvente fotovoltaica da célula fotovoltaica apresentada na Figura 1. As assinaturas de distribuição de material exemplificativas são apresentadas nas Figuras 5A a 5C. Propriedades fotovoltaicas adicionais são apresentadas nas Figuras 6 a 9.
[061] A Figura 1 apresenta a seção transversal de uma modalidade de uma célula fotovoltaica ou módulo 100. Uma sequência de camadas de material é depositada sobre um substrato 110. O substrato 110 pode ser rígido ou flexível e pode ser de uma variedade de materiais ou materiais revestidos tais como vidro, metal revestido, metal revestido com plástico, plástico ou plástico revestido tal como plástico revestido com metal. O método da invenção conforme descrito é especialmente vantajoso para materiais que exibem temperaturas de transição vítrea relativamente baixas tais como plástico. Um material de substrato flexível preferencial pode portanto ser poliimida visto que a mesma pode suportar temperaturas de cerca de 350 a 550 °C. Substratos de poliimida industrialmente disponíveis são normalmente disponíveis em espessuras que variam de 7 μm a 150 μm. Segue uma sequência exemplificativa de deposição de camada de material. A ordem dessa sequência pode ser revertida e incluir, ainda, operações de marcação para delinear os componentes de módulo ou célula. A finalidade desta descrição é esclarecer o contexto dentro do qual a camada absorvente 130, o assunto principal desta invenção, é depositada.
[062] O substrato 110 é normalmente revestido com pelo menos uma camada eletricamente condutora 120. A dita camada eletricamente condutora, ou pilha de camadas eletricamente condutoras, também conhecida como o contato posterior, pode ser de uma variedade de materiais eletricamente condutores, preferencialmente que têm um coeficiente de expansão térmica (CTE) que é próximo tanto àquele do dito substrato 110 sobre o qual a mesma é depositada quanto àquele de outro materiais que devem ser depositados subsequentemente sobre a mesma. A dita camada condutora preferencialmente tem uma refletância óptica alta. A dita camada condutora preferencialmente não reage de uma maneira quimicamente destrutiva com outros materiais que devem ser depositados subsequentemente sobre a mesma. Em prática comum, a camada 120 é depositada em um processo tal como bombardeamento iônico, eletrodeposição, deposição química em fase vapor, deposição física em fase vapor, evaporação por feixe de elétrons ou pulverização e é comumente produzida a partir de Mo embora diversos outros materiais tais como calcogenetos de metal, calcogenetos de molibdênio, MoSex, calcogenetos de metal de transição, óxido de índio dopado de estanho (ITO), InxOy, ZnOx, ZrNx, SnOx, TiNx, Ti, W, Ta e Nb também possa ser usados ou incluídos vantajosamente.
[063] Na próxima etapa pelo menos uma camada fotovoltaica semicondutora 130, também conhecida como a camada absorvente, é depositada sobre o dito contato posterior. O método, composição e estrutura da camada fotovoltaica semicondutora 130 é o objetivo principal desta invenção. A camada 130 é produzida a partir de um material de ABC, em que A representa elementos no grupo 11 da tabela periódica de elementos químicos conforme definido pela União Internacional de Química Pura e Aplicada que incluem Cu ou Ag, B representa elementos no grupo 13 da tabela periódica que incluem In, Ga, ou Al e C representa elementos no grupo 16 da tabela periódica que incluem S, Se, ou Te. Um exemplo de um material de ABC2 é o semicondutor de Cu(In,Ga)Se2 também conhecido como CIGS. A camada 130 pode ser depositada com o uso de uma variedade de conjuntos de procedimentos tais como bombardeamento iônico, eletrodeposição, impressão ou como um conjunto de procedimentos preferencial, deposição em fase vapor. A camada 130 tem uma espessura normalmente compreendida entre 1 μm e 4 μm mas pode ser até mesmo mais tão delgada quanto 0,5 μm.
[064] As etapas subsequentes normalmente incluem a deposição de duas pilhas de camada de camadas substancialmente transparentes. Uma primeira pilha de camada normalmente inclui pelo menos uma assim chamada camada de tampão semicondutora 140, normalmente com uma banda proibida de energia mais alta que 1,7 eV, por exemplo, produzida a partir de um material de CdS, InxSy, ZnSx, GaSex, InxSey, SnOx, ZnOx ou Zn(O,S). Uma segunda pilha de camada normalmente inclui uma camada de óxido conduto de contato dianteiro (TCO) 150, por exemplo, produzida a partir de materiais tais como óxido de índio dopado, óxido de gálio dopado ou óxido de zinco dopado. Etapas opcionais adicionais incluem a deposição de traços de malha metalizada de contato dianteiro 160 para aumentar vantajosamente a condutividade de contato dianteiro seguida de um revestimento antirreflexo normalmente fornecido como uma camada depositada ou como uma película de encapsulamento.
[065] As Figuras 2A a 4B são gráficos de temperatura de substrato e taxas de deposição de material durante a fase de deposição de camada absorvente fotovoltaica para manufaturar quatro modalidades de célula fotovoltaica. As Figuras 2A a 2C são gráficos conceituais que não especificam as durações em cada etapa (s1), (s2), (s3,r), (s4,r) (s5) do processo de deposição. Na prática, especialmente no contexto de um processo industrial, a indivíduo versado na técnica inferirá que a duração do processo pode, por exemplo, ser encurtada substancialmente aumentando-se as taxas de deposição de material ou reduzindo-se a espessura geral da camada absorvente fotovoltaica 130. Os tempos fornecidos nas Figuras 3A, 3B, 4A, 4B para cada etapa de deposição podem, portanto, ser encurtados ou prolongados dependendo das taxas de deposição alcançáveis através do sistema de deposição ou para manufaturar um camada absorvente fotovoltaica que corresponde às especificações do método. As Figuras 4A e 4B são um exemplo ilustrativo do processo de linha de base que permite que um indivíduo versado na técnica e com equipamento apropriado manufature módulos e células solares com uma eficiência de conversão fotovoltaica que pode ser maior que 16%.
[066] A sequência de temperaturas e taxas de deposição de material relativas que formam o material de ABC da camada 130 é retratada nas Figuras 2A a 2C. A Figura 2A é um gráfico de temperaturas de substrato durante o processo de deposição de material para manufaturar a camada semicondutora absorvente fotovoltaica 130 para uma faixa de modalidades de célula fotovoltaica. A Figura 2B é um gráfico correspondente de taxas de deposição relativas durante o processo de deposição de material para manufaturar uma faixa de modalidades de célula fotovoltaica. As temperaturas de substrato são normalmente mantida em volta das temperaturas indicadas pelos valore preferenciais da plotagem contínua 200 e, para algumas partes do processo, em temperaturas maiores que os valores menores descritos através dos segmentos tracejados 212 e 214. As seções (s1), (s2), (s3,r), (s4,r), (s5) permitem uma comparação de tempos na Figura 2A com as etapas (s1), (s2), (s3,0), (s4,0), (s5) no processo de linha de base a Figura 2B e (s1), (s2), (s3,0), (s4,0), (s3,1), (s4,1), (s5) em que as etapas (s3,r), (s4,r) são repetidas uma vez na Figura 2C. Antes da deposição da camada fotovoltaica semicondutora 130, o substrato 110 normalmente terá sido revestido com a camada de contato posterior 120. O substrato 110 com sua camada de contato posterior 120 é então preferencialmente aquecido para a deposição da camada fotovoltaica semicondutora 130 para começar.
[067] Os valores de taxa de deposição nas Figuras 2B e 2C estão em unidades arbitrárias (a. u.) de modo que para os materiais A e B depositados ao longo de um período de deposição T a uma taxa de 1 obtém-se obter uma razão atômica estequiométrica de A/B = 1. Por exemplo, para uma deposição de Cu(In,Ga) obtém-se Cu/(In + Ga) = 1. Não mostrada nas Figuras 2B, 2C e 3B é a taxa de deposição de material C que, no contexto da uma deposição de Cu(In,Ga) deposição, seria preferencialmente um material de Se. A taxa de fluxo de material C é normalmente mantida constante durante todo o processo de deposição a uma taxa normalmente maior que 2, preferencialmente cerca de 5, e normalmente menor que 100 nas ditas unidades arbitrarias. Não mostrada nas Figuras 2B e 2C é a taxa de deposição de um ou mais assim chamado material precursor alcalino dopante tal como NaF, NaCl, NaSe, KF, KCl, CsF e LiF. Essa omissão é devido ao fato de que o dito dopante pode ser adicionado continuamente ou em fases ou pode ser proveniente do substrato, de uma camada de precursor ou de outra fonte de deposição.
[068] A deposição é conduzida nas etapas sucessivas (s1), (s2), (s3,r), (s4,r), (s5), em que as etapas (s3) e (s4) são repetidas até um número R de vezes e em que r é um índice que conta de zero a R que identifica cada etapa (s3) e (s4) através de seu número. Na Figura 2B R = 0 e na Figura 2C R = 1. Omitindo alguns detalhes, as etapas de deposição podem ser resumida como:
[069] s1. A deposição de camada fotovoltaica semicondutora 130 começa com a deposição de pelo menos um material de B. A deposição durante essa etapa pode ser conduzida a uma temperatura menor que ou igual a uma temperatura de máxima preferência de cerca de 350 °C. Se a temperatura inicial é abaixo da temperatura de máxima preferência de 350 °C, o valor mínimo de inicial é cerca de 150 °C, preferencialmente 200 °C, e precisa aumentar, por exemplo, linearmente de acordo com o segmento 212, para alcançar 350 °C no fim da etapa (s1) conforme marcado pelo ponto 213.
[070] s2. O material A é adicionado e a taxa de deposição dos materiais B é reduzida. A etapa (s2) começa a partir do ponto 213 em que a temperatura é aumentada para alcançar cerca de 450 °C e pelo menos a temperatura de acordo com o segmento linear 214. O segmento 214 se estende a partir do ponto 213 ao ponto 215 em que a temperatura é cerca de 450 °C. A abscissa do ponto 215 é localizada dentro do tempo alocado para a etapa (s4,0) na Figura 2B ou (s4,1) na Figura 2C. Um indivíduo versado na técnica determinará que o ponto 215 está localizado antes do fim da etapa (s4,0) ou (s4,1) de modo a permitir tempo suficiente para que os materiais reajam e formem as fases de cristal desejadas.
[071] s3,r. Os materiais A e B são depositados com uma razão Ar/Br de taxas de deposição dos elementos A e B de modo que, dentre outras restrições, Ar/Br seja menor que 1/1,2 vez (~0,83 vez) do que na etapa anterior, se a etapa anterior for (s2) ou (s4,r).
[072] s4,r. Os materiais A e B são depositados com uma razão Ar/Br de taxas de deposição dos elementos A e B de modo que, dentre outras restrições supramencionadas, Ar/Br seja maior que 1,2 vez do que na etapa anterior e maior que 1.
[073] s5. O material B é depositado até que a razão atômica dos elementos A depositados para os elementos B depositados seja tal que 0,6 < A/B < 0,99.
[074] As etapas (s1) a (s5) são realizadas na presença de pelo menos um elemento C que também pode estar presente antes, entre e após essas etapas.
[075] Após a etapa (s5) a temperatura é diminuída até que o ponto 217 em que a temperatura alcança 350 °C. Duas possibilidades existem a partir do ponto 217: 1) se quantidades suficiente de elementos alcalinos foram fornecidas à camada absorvente 130 durante qualquer uma das etapas (s1), (s2), (s3,r), (s4,r), (s5) com o uso de uma variedade de métodos tais como através de substrato 110, a camada de contato posterior 120 e/ou um precursor que contém solução alcalina que é depositado durante e/ou após a deposição da camada absorvente 130, então a temperatura pode continuar a ser diminuída para 200 °C e abaixo, ou 2) se nenhuma quantidade ou quantidades insuficiente de elementos alcalinos foram fornecidas à camada absorvente 130 então a temperatura é mantida a 350 °C por um período de tempo que um indivíduo normalmente versado na técnica estimará para permitir a provisão de uma quantidade suficiente de elementos alcalinos para a camada absorvente 130, após aquele temperatura ser diminuída para 200 °C e abaixo.
[076] A revelação, portanto, apresenta ao indivíduo versado na técnica um método vantajoso que compreende pelo menos 5 etapas para manufaturar a camada absorvente 130 de dispositivos fotovoltaicos de alta eficiência 100 em temperaturas de substrato relativamente baixas (abaixo de 550 °C). O dito método é especialmente vantajoso pelo fato de que fornece diretrizes que são independentes, até certa medida, do processo de deposição e de taxas de deposição absolutas, permitindo, portanto, processos de deposição mais longos ou mais curtos.
[077] As Tabelas 1 e 2 listam as sequência de taxas de deposição atômica de material (em unidades arbitrárias) para as fases exemplificativas sucessivas retratadas nas Figuras 2B e 2C, respectivamente. Tabela 1: Fases de deposição de material e taxas de deposição da Figura 2B
Tabela 2: Fases de deposição de material e taxas de deposição da Figura 2C
[078] Não mostrado nas Figuras 2A a 2B e nas 4B subsequentes é que a deposição pode ser seguida da deposição de uma camada pelo menos um elemento B na presença de pelo menos um elemento C a uma temperatura abaixo de 350 °C e de modo que a camada suplementar depositada tenha uma espessura menor que 100 nm. Essa camada suplementar pode agir como a dita camada de tampão semicondutora 140 e pode ser composta como (In1-x,Gax)2Se3 em que x é normalmente cerca de 0,3.
[079] As Figuras 3A a 3C mostram dois exemplos de deposição e permitem uma comparação de tempos para a temperatura e as etapas de deposição de material a longo de um determinado processo de deposição. A duração das etapas (s1) a (s5) é representada no topo dos gráficos nas Figuras 3B e 3C.
[080] A Figura 3A é um gráfico de temperaturas de substrato 300 durante o processo de deposição de material para manufaturar outro exemplo de uma camada fotovoltaica semicondutora 130. O eixo geométrico horizontal está em unidades arbitrárias de tempo (a.t.u.) tais como minutos, ou períodos de vários segundos ou minutos. A razão paras as unidades arbitrárias de tempo é que um indivíduo normalmente versado na técnica pode variar a duração das etapas do processo variando-se, por exemplo, as taxas de fluxo de material. De modo semelhante à descrição das Figuras 2A a 2C, o substrato 110 normalmente terá sido revestido com a camada de contato posterior 120 e em seguida aquecido para essa modalidade a cerca de 350 °C para a deposição da camada semicondutora 130 para começar. De modo semelhante à descrição para as Figuras 2A a 2C, as temperaturas normalmente têm um limite inferior marcado pelos segmentos 312 e 314, com os pontos de rota 313 a 350 °C no fim da etapa (s1) e 315 a 450 °C e cerca de 40 a.t.u. antes do fim da etapa (s4,0).
[081] A Figura 3B mostra uma primeira sequência exemplificativa de taxas de material A e B que podem formar o material de ABC da camada 130 em função do tempo dado em unidades arbitrárias de tempo (a.t.u.). O material C e materiais dopantes adicionais não são representados. Nesse exemplo, o material A é representado pela curva 320 para Cu e o material B por uma combinação de In (curva 310) e Ga (curva 330). A tabela 3 combina os dados de deposição e temperatura das Figuras 3A e 3B. Tabela 3: Sequência de deposição de material exemplificativa das Figuras 3A e 3B
[082] A Figura 3C mostra uma segunda sequência exemplificativa de taxas de material A e B que podem formar o material de ABC da camada 130 em função do tempo em minutos. A duração das etapas (s1) a (s5) é representada no topo do gráfico. O material C não é representado mas é fornecido como o elemento Se fornecido a uma taxa de cerca de 30 Â/s pelo menos até o fim da etapa (s5) e normalmente durante todo o processo de deposição. Nesse exemplo, o material A é representado pela curva 320 para Cu e o material B por uma combinação de In (curva 310) e Ga (curva 330). Em uma descrição mais geral em que as etapas (s3,r) e (s4,r) são repetidas até um número R de vezes, e em que r é um número de 0 a R que identifica cada etapa (s3,r) e (s4,r), a quantidade total de Ga depositada ao longo das etapas (s2), (s3,r), e (s4,r) normalmente encontra-se normalmente entre 10% e 50% da quantidade total de Ga depositada ao longo de todo o processo. Ademais, a quantidade total de Ga depositada ao longo das etapas (s3,r) normalmente encontra-se entre 10% e 25% da quantidade total de Ga depositada ao longo de todo o processo. A curva 350 indica a taxa de deposição de material de NaF alcalino, nesse exemplo próximo ao fim do processo de deposição a uma taxa de cerca de 0,3 Â/s de cerca de T0+68 a cerca de T0+88, em que T0 é o tempo quando o processo começa e os tempos estão m minutos. A Tabela 4 lista pontos de rota na segunda sequência de deposição exemplificativa. Os tempos para as etapas (s1) a (s5) são indicativos e um indivíduo normalmente versado na técnica inferirá que há alguma sobreposição entre as etapas causada pelo tempo necessário para ajustar as temperaturas da fonte usada para a deposição de material. Tabela 4: Sequência de deposição de material exemplificativa das Figuras 3A e 3C
[083] As Figuras 4A e 4B mostram um terceiro exemplo de deposição para manufaturar uma primeira modalidade exemplificativa. De modo semelhante à Figura 3A, a Figura 4A é um gráfico de temperaturas de substrato 400 durante um processo de deposição de material que dura cerca de 100 minutos. Com a ajuda do processo de deposição de linha de base das Figuras 4A e 4B, um indivíduo versado na técnica é capaz de manufaturar células fotovoltaicas de CIGS com eficiência de conversão fotovoltaica reconhecida de modo independente maior que 17%. Embora aumentos e diminuições nas taxas de deposição de material sejam reapresentadas na Figura 4B como rampas lineares, um indivíduo normalmente versado na técnica inferirá que variações pequenas e transições de gradientes mais acentuadas também são possíveis para uma deposição de material bem sucedida. Além disso, as rampas de transição linear acentuadas retratadas na Figura 4B resultam de limitações de hardware do sistema de deposição de material usado e um indivíduo normalmente versado na técnica inferirá que tais limitações permitem que o processo retratado permaneça dentro do escopo do método da revelação. As curvas 420, 410, e 430 descrevem as taxas de deposição de Cu, In e Ga, respectivamente. A curva 430 é caracterizada por uma corcova ou entalhe central, doravante chamada de uma "corcova" 405 em que, após uma diminuição inicial, a taxa de deposição de Ga é aumentada por um período de tempo. A Figura 4B portanto representa apenas a sequência de deposição para os materiais A e B bem como o material dopante de NaF alcalino. Não mostrada na Figura 4B é a deposição ao longo de toda a duração do processo de Se, um material C, a uma taxa de cerca de 30 Â/s. A curva 450 descreve a taxa de deposição de material de NaF alcalino, nesse exemplo próximo ao fim do processo de deposição a uma taxa de cerca de 0,3 Â/s de cerca de T0+68 a cerca de T0+88, em que T0 é o tempo em que o processo começa e os tempos estão em minutos. A Tabela 5 lista pontos de rota na sequência de deposição para manufaturar a dita primeira modalidade exemplificativa de acordo com o método retratado nas Figuras 4A e 4B. Tabela 5: Sequência de deposição de material exemplificativa das Figuras 4A e 4B
[084] As Figuras 5A a 5C, 6A a 6B e 7 mostram dados associados a dois métodos que permitem a diferenciação entre um dispositivo fotovoltaico fabricado com o uso dos métodos descritos nas Figuras 2A a 4B e um dispositivo fotovoltaico fabricado com o uso dos métodos descritos na técnica anterior. As Figuras 5A a 5C correspondem ao que é normalmente um método invasivo e são baseadas em uma análise da composição relativa de materiais ao longo da espessura da camada absorvente 130. As Figuras 6A, 6B e 7 correspondem a um método não invasivo baseado em uma análise da conversão fotovoltaica de células fotovoltaicas ao longo de uma faixa de temperaturas.
[085] As Figuras 5A e 5B são gráficos de perfilagem de profundidade de pulverização catódica que mostram a quantidade relativa de Ga para Ga+In, isto é, Ga / (Ga + In), versus a profundidade de pulverização catódica para dois tipos de células fotovoltaicas. O gráfico da Figura 5A é obtido através de erosão progressiva de matéria na superfície da camada absorvente 130 de uma célula fotovoltaica, isto é, a camada de CIGS, com o uso de uma pistola de íons e em seguida medindo-se a composição de submetido à pulverização catódica com o uso de uma espectroscopia de massa por ionização secundária. A curva 518 apresenta dados brutos para uma célula fotovoltaica de eficiência de 18,7% com uma espessura de camada absorvente de CIGS de cerca de 2,8 μm depositada de acordo com o método descrito em relação à Figuras 4A a 4B. A curva 516 apresenta dados brutos para uma célula fotovoltaica de eficiência de cerca de 16% (15,1% sem revestimento antirrefletor) com uma camada absorvente de CIGS depositada com um método que tem semelhanças com os métodos descritos na técnica anterior na Patente noU.S. 5.441.897 e na Patente no U.S. 6.258.620. Os dados de perfilagem de espectroscopia de massa por ionização secundária para as curvas 518 e 516 foram obtidos com um sistema de microssonda de íon Atomika 6500 com o uso de íons primários de O2+. Para a curva 518 o sistema foi ajustado para uma energia iônica de 12 kV, 2,0 μA, um tamanho de ponto de 500x500 μm2, uma área monitorada de 4% do centro da cratera que corresponde ao esvaziamento de 20%x20% de cada coordenada da cratera. Para a curva 516 o sistema foi ajustado para uma energia iônica de 14 kV, 2,3 μA, um tamanho de ponto de 600x600 μm2, uma área monitorada de 4% do centro de cratera que corresponde ao esvaziamento de 20%x20% de cada coordenada da cratera.
[086] A Figura 5B é semelhante à Figura 5A em que a curva 500 é obtida suavizando-se os dados brutos da curva 518 e a curva 510 é obtida suavizando-se os dados brutos da curva 516. A suavização dos dados brutos foi feita com o uso de um método de LOESS (parâmetro de suavização α = 0,7). A curva 500 portanto corresponde àquela de uma célula com uma eficiência de conversão fotovoltaica de 18,7% e a curva 510 àquela de uma célula de eficiência de cerca de 16% fabricada com o uso de um método de técnica anterior.
[087] A curva 500 é discutida considerando-se duas regiões de curva 501 e 502. A primeira região de curva 501 começa a partir do lado exposto à luz (profundidade de pulverização catódica = 0) da camada absorvente 130 e continua até a razão de Ga / (Ga + In) diminuir para um primeiro valor mínimo. A região 501 é chamada de região de classificação dianteira da curva 500. A segunda região de curva 502 começa a partir do dito primeiro valor mínimo e se estende para o lado traseiro. A região 502 é chamada de região de classificação traseira da curva 500. O valor da superfície exposta à luz (profundidade de pulverização catódica = 0) corresponde a um valor máximo para Ga / (Ga + In) de cerca de 0,43. Uma assinatura de característica revelada no perfil de profundidade de pulverização catódica 500 é o valor relativamente alto de Ga / (Ga + In) de cerca de 0,27 no qual o perfil 500 alcança seu primeiro valor mínimo sob a superfície da camada absorvente 130. Há portanto uma diferença de 0,16 entre o valor máximo e o primeiro valor mínimo. Por outro lado, o perfil de profundidade de pulverização catódica 510 tem um valor de superfície exposta à luz que corresponde a um valor máxima para Ga / (Ga + In) de cerca de 0,52, mas a assinatura de característica revelado no perfil de profundidade de pulverização catódica 510 mostra que Ga / (Ga + In) alcança um primeiro valor mínimo (o qual é aqui o valor mínimo absoluto da curva) de cerca de 0,14 em uma profundidade de cerca de 0,5 μm sob a superfície da camada absorvente 130. Há portanto uma diferença de 0,38 entre o valor máximo e o primeiro valor mínimo. Comparando-se o intervalo entre o valor máximo e o primeiro valor mínimo para as curvas 500 e 510, isto é, 0,16 e 0,38, há uma diferença de intervalo de valor máximo-mínio absoluto entre as ditas curvas de 0,38 - 0,16 = 0,22, isto é, uma diferença de intervalo de quase 58% entre as curvas 500 e 510. O intervalo reduzido da curva 500 em comparação com aquele da curva 510 é benéfico para uma eficiência de conversão fotovoltaica aumentada e é o resultado do método de deposição vantajoso apresentado nas Figuras 2A a 2B, 3A a 3B e demostrado nas Figuras 4A a 4B em que uma classificação de banda proibida mais ótima é produzida através de dosagem cuidadosa de In e Ga ao longo do processo.
[088] Outro ponto de interesse na assinatura de característica constatada em células produzidas com o uso do método vantajoso das Figuras 2A a 4B é a inclinação da parte fortemente decrescente inicial da curva 500, também conhecida como a região ou segmento de classificação dianteira, a partir de coordenadas aproximadas (0, 0,43) para (0,4, 0,265). O segmento mais ou menos linear do segmento de classificação dianteira da curva 500 tem uma inclinação decrescente de cerca de 0,64x10-6m-1. Em comparação, o segmento mais ou menos linear do segmento de classificação dianteira da curva 510 tem uma inclinação decrescente mais acentuada de cerca de 1,18x10-6m- 1. A inclinação mais gradual do segmento de classificação dianteira 501 combinada com o intervalo reduzido supramencionado da curva 500 é benéfico para uma eficiência de conversão fotovoltaica aumentada.
[089] Um ponto de interesse adicional na assinatura de característica constatada em células produzidas com o uso do método vantajoso das Figuras 2A a 4B é a presença na curva 500 de uma corcova 505 localizada dentro da região 502 e mais precisamente dentro da parte, aqui chamada de região ou segmento de classificação traseira, que se estende do primeiro valor mínimo até cerca de metade da rota até o lado traseiro da camada absorvente. Uma largura de corcova 505 é caracterizada pela presença de um primeiro ponto de inflexão na curva no lado exposto à luz da corcova e um segundo ponto de inflexão na curva no lado traseiro da corcova. A corcova 505 é especialmente visível na curva 500 devido a uma parte ne nível baixo ampla que é marcadamente baixa a partir das coordenadas aproximadas (0,235, 0,28) a (1,1, 0,28). A corcova 505 resulta da corcova 405 na Figura 4B. A curva 500 também exibe um segmento de nível relativamente baixo e geralmente amplo a partir do dito primeiro valor mínimo para o valor máximo do lado traseiro. O assim chamado segmento de classificação traseira que se estende a partir das coordenadas aproximadas (0,4, 0,265) a cerca de (2,0, 0,35) forma uma inclinação gradual e bastante estendida a partir do valor mínimo para o valor máximo do lado traseiro. Uma inclinação gradual estendida do valor mínimo para o valor máximo do lado traseiro pode ser benéfica beneficial para uma eficiência de conversão fotovoltaica aumentada. Em comparação com a curva 500, o segmento de classificação traseira da curva 510 é muito mais acentuado e muito mais alto, formando, desse modo, um valor mínimo mais estreito.
[090] A Figura 5C é um gráfico de perfilagem de profundidade de pulverização catódica que compara as curvas de assinatura 500 para Sig1, 520 para Sig2, 530 para Sig3, obtenível aplicando-se variações ao método da invenção. A curva 500 da Figura 5C é igual à curva 500 da Figura 4B. As curvas 500, 520, 530 incluem, cada uma, começando do lado exposto à luz da camada absorvente 130, uma região de classificação dianteira seguida de um valor mínimo que é, em si, seguido de uma corcova de característica 505 dotada de uma região de classificação traseira. A corcova 505 resulta do método de processo de deposição desta revelação exemplificado pelas Figuras 2A a 4B. A curva 500 corresponde ao método das Figuras 4A a 4B que fornece células fotovoltaicas de eficiência de 18,7%. A corcova 505 é visível nas curvas 500, 520 e 530. A corcova 505 resulta da corcova 405 visível na Figura 4B. A curva 520 é similar à curva 500, mas com uma corcova menos acentuada 505 devido a um valor mínimo ligeiramente elevado no lado traseiro da corcova 505 em comparação com a curva 500. A característica comum da corcova 505 nas curvas 500, 520, 530 é que a corcova está localizada, começando do lado exposto à luz de qualquer uma das curvas 500, 520, 530, entre o dito primeiro valor mínimo e a metade do lado exposto à luz da região de classificação traseira das curvas 500, 520, 530. A curva 520 é obtida aplicando-se o método das Figuras 2A a 4B, mas aumentando ligeiramente a razão de Ga / (Ga + In) durante a deposição, por exemplo, em referência à Figura 4B entre T0+25 e T0+41. A curva 530 representa o perfil obtenível com uma variação adicional ao método das Figuras 4A a 4B de modo a projetar um segmento de classificação traseira gradualmente crescente e uniforme a partir do valor mínimo do perfil ao valor máximo da parte traseira. A curva 530 é obtida aplicando- se o método das Figuras 4A a 4B com a diferença de que a razão de Ga / (Ga + In) é aumentada mais do que na curva 520, por exemplo, em referência à Figura 4B durante o estágio de deposição entre T0+25 e T0+41, sendo que o dito estágio de deposição inclui a etapa s3,0.
[091] A teoria subjacente à invenção é vantajosa pelo fato de que a mesma possibilita que um indivíduo versado na técnica use o método e os exemplos do mesmo para projetar um dispositivo que tem características fotovoltaicas aprimoradas. Um indivíduo versado na técnica pode usar 5 ou mais etapas para gerar uma camada absorvente 130 com regiões de classificação dianteira e traseira 501 e 502 aprimoradas, respectivamente. As etapas (s3,r) e (s4,r) podem ser usadas e repetidas, portanto, para gerar uma ou mais corcovas 505 para projetar uma região de classificação traseira aprimorada 502 semelhante àquela retratada pela curva 500 ou aprimorada adicionalmente semelhante àquela retratada pela dita região de classificação traseira das curvas 520 e 530. Especialmente, o uso cuidadoso das etapas (s2) a (s5) possibilitará também que um indivíduo versado na técnica manufature um dispositivo com a região de classificação dianteira exigida 501.
[092] A invenção também é vantajosa pelo fato de que a análise de perfilagem de pulverização catódica pode possibilitar que um indivíduo versado na técnica diferencie entre um dispositivo fabricado com o uso do método da invenção e um dispositivo fabricado com o uso de outro método, sendo que a presença de pelo menos uma corcova 505 no gráfico de perfilagem de pulverização catódica é uma assinatura possível do método da revelação.
[093] As Figuras 6A e 6B possibilitam uma comparação de desempenho de conversão fotovoltaica entre dois dispositivos fotovoltaicos que operam ao longo de uma faixa de temperaturas. A Figura 6A resume testes feitos com a célula fotovoltaica de eficiência de aproximadamente 16% apresentada na Figura 5A a 5B e fabricados com o uso de um método similar àquele descrito na técnica anterior. As curvas 16283, 16243, 16203, 16163 e 16123 plotam a densidade de corrente normalizada em função da tensão nas temperaturas de dispositivo de 9,85 °C, -30,15 °C, -70,15 °C, -11015 °C e -15015 °C (283 K, 243 K, 203 K, 163 K e 123 K), respectivamente. A Figura 6B resume os testes feitos com a célula fotovoltaica de eficiência de 18,7% apresentada nas Figuras 5A a 5C e fabricados com o uso do método da invenção conforme descrito em relação às Figuras 4A a 4B. As curvas 18283, 18243, 18203, 18163 e 18123 plotam a densidade de corrente normalizada em função da tensão em temperaturas de dispositivo de 9,85 °C, -30,1 °C, -70,1 °C, - 110 °C e -150 °C (283 K, 243 K, 203 K, 163 K e 123 K), respectivamente. A Figura 6A mostra que à medida que a temperatura do dispositivo de eficiência de 16% é diminuída de 9,85 °C para -150 °C (283 K para 123 K), a densidade de corrente normalizada versus as curvas de tensão sofre uma deformação de formato por meio da presença de um ponto de inflexão para as temperaturas abaixo de -30,15 °C (243 K). Uma consequência dessa deformação é uma redução na potência fotovoltaica no ponto de potência máxima à medida que a temperatura diminui de -30,15 °C para -150,15 °C (243 K para 123 K). Em contrapartida, a Figura 6B mostra que à medida que a temperatura do dispositivo de eficiência de 18,7% é diminuída de 9,85 °C para -150 °C (283 K para 123 K), a densidade de corrente normalizada versus as curvas de tensão não sofre deformação. Uma consequência dessa uniformidade é um aumento na potência fotovoltaica no ponto de potência máxima à medida que a temperatura diminui de 9,85 °C para -150 °C (283 K para 123 K).
[094] A Figura 7 é um gráfico que mostra o fator de preenchimento em função da temperatura para as células de eficiência de 16% e 18,7% estudadas nas Figuras 6A e 6B, respectivamente. O fator de preenchimento (FF) é definido como:
[095]
[096] em que VMP é a tensão no ponto de potência máxima, IMP é a corrente no ponto de potência máxima, VOc é a tensão de circuito aberto e Isc é a corrente de curto circuito. A curva 710 para a célula de eficiência de aproximadamente 16% mostra como a diminuição da temperatura do dispositivo de 9,85 °c para -150 °c (283 K para 123 K) induz uma diminuição em FF de 0,72 para 0,34. A curva 700 para a célula de eficiência de 18,7% mostra como a diminuição da temperatura do dispositivo de 24,85 °c para -150 °c (298 K para 123 K) não causa quase qualquer variação em FF com valores de ponto final de aproximadamente 0,76 e valores intermediários máximos de 0,78.
[097] Portanto, uma análise do desempenho de conversão fotovoltaica através de uma faixa de temperaturas de dispositivo pode possibilitar, vantajosamente, que um indivíduo versado na técnica faça uma avaliação preliminar de se um dispositivo 100, especialmente se o mesmo for flexível e fabricado em um substrato que exige temperaturas de deposição relativamente baixas abaixo de 550 °c, compreende uma camada absorvente 130 que foi fabricada possivelmente com o uso do método da invenção.
[098] As Figuras 8A e 8B são gráficos que possibilitam comparar a caracterização de desempenho fotovoltaico em uma temperatura de dispositivo de 44,9 °c (298 K) para a célula fotovoltaica de eficiência de 18,7% fabricada de acordo com a invenção com o uso do método descrito nas Figuras 4A a 4B com àquela de um dispositivo de eficiência de cerca de 16% fabricado com o uso de um método da técnica anterior. As curvas 800 e 805 nas Figuras 8A e 8B são baseadas em mensurações independentemente certificadas feitas pelo Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar ISE da dita célula voltaica de eficiência de 18,7%. A curva 800 na Figura 8A, conhecida como uma curva I-V ou uma curva J-V, plota a densidade de corrente em função da tensão. A mesma é caracterizada por uma tensão de circuito aberto VOC de 711,9 mV, uma densidade de corrente de curto circuito de 34,75 mA/cm2, um fator de preenchimento FF de 75,75%, uma potência no ponto de potência máxima PMPP de 10,91 mW, uma tensão no ponto de potência máxima VMPP de 601,5 mV, uma densidade de corrente no ponto de potência máxima JMPP de 31,15 mA/cm2e uma área total A de 0,5824 cm2. Isso resulta em um ponto de potência máxima de 18,74 mW/cm2em 601,5 mV e 31,15 mA/cm2. A curva 810 é representativa de um dispositivo de eficiência de cerca de 16% fabricado com o uso de um método da técnica anterior. A curva 810 demonstra uma tensão inferior sobre uma faixa de densidade de corrente semelhante em comparação com a curva 800, com uma tensão de circuito aberto de aproximadamente 0,6 V. A curva 805 na Figura 8B plota a eficiência quântica externa de célula fotovoltaica (EQE) em função do comprimento de onda de iluminação. É de interesse que o topo da curva 805 seja relativamente plano e estendido em um nível de EQE de aproximadamente 90% para uma faixa de comprimento de onda que se estende de aproximadamente 540 nm a aproximadamente 880 nm. O fato de que a dita faixa de comprimento de onda da curva 805 está acima de um nível de EQE de 90% mostra que perdas ao longo dessa faixa totalizam menos que 10%. Outro ponto de interesse é uma inclinação decrescente estendida e acentuada de curva 805 entre os comprimentos de onda de 1,020 nm e 1,100 nm, sendo que a dita inclinação é de aproximadamente -0,688 %/nm. Por outro lado, a curva 815 é uma curva de EQE de característica versus comprimento de onda para a técnica anterior com uma inclinação decrescente mais rasa para os comprimentos de onda compreendidos entre 1,050 nm e 1,150 nm, sendo que a dita inclinação é de aproximadamente -0,433 %/nm.
[099] Dado um dispositivo fotovoltaico, especialmente um dispositivo fotovoltaico flexível fabricado em um substrato que requer temperaturas de deposição relativamente baixas abaixo de 550 °C, as Figuras 8A e 8B podem possibilitar que um indivíduo versado na técnica tente determinar se o dispositivo foi fabricado com o uso do método da invenção dessa revelação, vantajosamente, que decida vantajosamente se é necessário conduzir testes de caracterização adicionais tais como aqueles associados às Figuras 6A, 6B, 7 e 9, e mais invasivamente 5A e 5B.
[100] A Figura 9 é um gráfico que mostra a intensidade de difração de raios X dos reflexos de (220)/(240) dominantes versus o ângulo de espalhamento para duas células fotovoltaicas. A curva 900 mostra a difração de raios X para a célula fotovoltaica de eficiência de 18,7% fabricada de acordo com a invenção com o uso do método descrito nas Figuras 4A e 4B. A curva 910 usa o mesmo método não invasivo para analisar a célula fotovoltaica de eficiência de aproximadamente 16% apresentada na Figura 5A com a curva 516 e fabricada com o uso de um método semelhante àquele descrito na técnica anterior. CuInSe2 e CuGaSe2 têm constantes de rede diferentes e as curvas 900 e 910 correspondem aos perfis de Ga / (Ga + In) classificados revelados nas curvas 500 e 510 na Figura 5B. A curva 900 mostra um pico que é substancialmente mais estreito na base do mesmo do que aquele da curva 910. Isso indica que a faixa de classificação de Ga / (Ga + In) através da espessura da camada absorvente é mais estreita para a célula de eficiência de 18,7% da invenção do que para a célula da técnica anterior de eficiência de aproximadamente 16%. Ademais, a curva 910 exibe um acostamento relativamente largo para 2θ entre aproximadamente 44,4 e 44,8 que corresponde à região relativamente pobre de Ga visível na curva 510 da Figura 5B em profundidades de pulverização catódica entre aproximadamente 0,3 μm e 0,8 μm. Para a célula fotovoltaica de eficiência de 18,7% da invenção, a largura completa em um quarto do valor máximo 905 mensurada a partir da base da curva 900 de intensidade de difração de raios X dos reflexos de (220)/(240) dominantes versus o ângulo de espalhamento de 2θ tem uma largura de aproximadamente 0,54°. Para a célula fotovoltaica da técnica anterior de eficiência de aproximadamente 16%, a largura completa em um quarto do valor máximo 915 mensurada a partir da base da curva 910 de intensidade de difração de raios X dos reflexos de (220)/(240) dominantes versus o ângulo de espalhamento de 2θ tem uma largura de aproximadamente 0,78°.
[101] O método de análise de difração de raios X apresentado na Figura 9 apresenta, portanto, um método vantajoso para sugerir não invasivamente se um dispositivo fotovoltaico fabricado em temperaturas abaixo de aproximadamente 600 °C foi fabricado com o uso do método da invenção descrito nesta revelação. O método de análise de difração de raios X pode ser, portanto, usado vantajosamente antes de métodos mais invasivos tais como uma análise de perfilagem de profundidade de pulverização catódica, conforme apresentado nas Figuras 5A a 5C.
[102] Em resumo, o método revelado apresenta soluções para vários problemas encontrados na fabricação de dispositivos fotovoltaicos de película delgada em temperaturas de substrato abaixo de 550 °C e de modo que os ditos dispositivos tenha eficiências de conversão que são comparáveis a dispositivos de película delgada fabricados em temperaturas substancialmente superiores ou àqueles baseados em uma tecnologia de pastilha mais convencional. O método oferece soluções para manufaturar dispositivos fotovoltaicos com vantagens sobre a técnica anterior: 1) possibilitando-se o projeto de uma curva de Ga / (Ga + In) característica através de um processo que contém etapas que podem ser iteradas para gerar a composição necessária para uma eficiência alta, 2) exigindo-se menos energia do que a exigida na técnica anterior, 3) oferecendo-se uma faixa mais ampla de substratos possíveis tais como plástico para produzir dispositivos com eficiência fotovoltaica mais alta do que é possível na técnica anterior, 4) evitando-se ter que usar os substratos metálicos e os tratamentos de superfície preliminares associados dos mesmos, 5) possibilitando-se o uso de plásticos tais como poliimida, cuja maciez é benéfica para a fabricação de películas delgadas fotovoltaicas altamente eficientes, e 6) através do uso de substratos flexíveis, possibilitando-se uma produção rolo a rolo de baixa energia e de baixo custo de dispositivos fotovoltaicos altamente eficientes.
[103] Outro aspecto da invenção é um dispositivo fotovoltaico produzido com o uso do método. O dito dispositivo fotovoltaico exibe características fotovoltaicas com um aprimoramento acentuado na eficiência de conversão fotovoltaica sobre a técnica anterior caracterizadas por: 1) características fotovoltaicas e de classificação dianteira de camada absorvente aprimoradas dentro do primeiro micrômetro no lado exposto à luz da camada absorvente, 2) um fator de preenchimento e uma tensão de circuito aberto VOC mais altos do que dispositivos fabricados na técnica anterior em temperaturas semelhantes, 3) propriedades de interface de camada aprimoradas. A análise do dispositivo, do modo estabelecido nesta revelação, apresenta soluções para: 1) sugerir se o dispositivo foi fabricado de acordo com o método, 2) identificar como o dispositivo difere da técnica anterior, e 3) sugerir como usar o método para manufaturar os dispositivos de eficiência de conversão fotovoltaica equivalente ou superior.
Claims (20)
1. MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE PELO MENOS UMA CAMADA ABSORVENTE (130) PARA DISPOSITIVOS FOTOVOLTAICOS DE PELÍCULA DELGADA (100) caracterizado pela camada absorvente (130) ser produzida a partir de um material de calcogeneto de ABC, que inclui variações pentanárias, quaternárias ou multinárias de material de calcogeneto de ABC, em que A representa elementos no grupo 11 da tabela periódica de elementos químicos conforme definido pela União Internacional de Química Pura e Aplicada que incluem Cu e Ag, B representa elementos no grupo 13 da tabela periódica que incluem In, Ga e Al, e C representa elementos no grupo 16 da tabela periódica que incluem S, Se e Te, em que a dita camada absorvente (130) é depositada sobre uma camada de contato posterior (120) carregada por um substrato (110), sendo que o dito método compreende as seguintes etapas sequenciais (s1) a (s5), em que as duas etapas (s3,r) e (s4,r) são executadas pelo menos uma vez e podem ser sequencialmente repetidas de zero até um número R de vezes, em que r é um índice de contagem de repetição que tem um valor de 0 a R que identifica as etapas sucessivas (s3,r) e (s4,r), e em que a temperatura de substrato (110) das etapas (s2) a (s5) é maior que 350 °C: s1. depositar pelo menos um elemento B sobre a camada de contato posterior (120) do dito substrato (110) em uma quantidade que é maior que 10% e menor que 90% da quantidade total de elementos B requeridos no fim do processo de deposição, sendo que tal deposição é feita na presença de pelo menos um elemento C; s2. depositar uma quantidade inicial de pelo menos um elemento A em combinação com pelo menos um elemento B e na presença de pelo menos um elemento C, com uma razão Ar/Br das taxas de deposição atômica dos elementos A e B de modo que: - Ar/Br > 1, e - a razão atômica A/B dos elementos depositados totais A e B até o fim da etapa (s2) seja:
s3,r. depositar pelo menos um elemento A em combinação com pelo menos um elemento B e na presença de pelo menos um elemento C, com uma razão Ar/Br das taxas de deposição atômica dos elementos A e B de modo que: - Ar/Br seja 1/1,2 vez menor que aquela de Ar/Br na etapa anterior, e - a razão atômica A/B dos elementos depositados totais A e B até o fim da etapa (s3,r) seja:
s4,r. depositar pelo menos um elemento A em combinação com pelo menos um elemento B e na presença de pelo menos um elemento C, com uma razão Ar/Br das taxas de deposição atômica dos elementos A e B de modo que; - Ar/Br seja pelo menos 1,2 vez maior que aquela de Ar/Br na etapa anterior, e - a razão atômica A/B dos elementos depositados totais A e B no fim da etapa (s4,r) seja:
s5. depositar uma quantidade adicional de pelo menos um elemento B na presença de pelo menos um elemento C sobre a camada absorvente parcialmente completa (130), alterando, desse modo, a razão atômica A/B dos elementos depositados totais de elementos de A e B no fim da etapa (s5) para: 0,6 < A/B < 0,99.
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos um elemento C ser adicionado à camada absorvente (130) antes, entre ou após qualquer uma das etapas (s1), (s2), (s3,r), (s4,r) e (s5).
3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pela temperatura de substrato ser maior que 350 °C e menor que 550 °C para as etapas (s2), (s3,r), (s4,r) e (s5).
4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela temperatura de substrato em que o material é depositado na etapa (s1) ser maior que 200 °C e menor que 450 °C, em seguida aumentada durante qualquer uma, ou uma combinação, das etapas (s2), (s3,r) e (s4,r) para alcançar uma temperatura que é maior que 350 °C e menor que 550 °C.
5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela temperatura de substrato em que o material é depositado na etapa (s1) ser de cerca de 350 °C, em seguida aumentada na etapa (s2) para alcançar uma temperatura que é cerca de 450 °C na etapa (s3,r), em que r = 0; e em seguida mantida substancialmente constante até o fim das etapas (s4,r) e (s5), em que r = R.
6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por ser para a fabricação de um material de ABC em que A representa o elemento Cu, B representa os elementos In e/ou Ga, e C representa o elemento Se.
7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo(s) elemento(s) B depositado(s) compreender(em) Ga e em que a quantidade total de Ga depositada ao longo das etapas (s2), (s3,r) e (s4,r) encontra-se entre 10% e 50% da quantidade total de Ga depositada ao longo de todo o processo.
8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelos(s) elemento(s) B depositado(s) compreender(em) Ga e em que a quantidade total de Ga depositada ao longo das etapas (s3,r) encontra-se entre 10% e 25% da quantidade total de Ga depositada ao longo de todo o processo.
9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelas etapas de deposição (s1) a (s5), conforme definido na reivindicação 1, corresponderem à seguinte sequência de etapa respectiva de taxas de deposição de material dentro de uma margem de ±20%: s1. . depositar In a uma taxa de 3,5 Â/s e Ga começando a uma taxa de 1,1 Â/s e diminuindo progressivamente para 0,95 Â/s; s2. . depositar Cu a uma taxa de 2,1 Â/s, In a uma taxa de 0,15 Â/s e Ga a uma taxa de 0,15 Â/s; s3. . 0. depositar Cu a uma taxa de 2,1 Â/s, In a uma taxa de 0,15 Â/s e Ga a uma taxa de 0,6 Â/s; s4. 0. depositar Cu a uma taxa de 2,1 Â/s, In a uma taxa de 0,15 Â/s e Ga a uma taxa de 0,15 Â/s; s5. depositar In a uma taxa de 0,9 Â/s e Ga começando a uma taxa de 0,35 Â/s e aumentando progressivamente para 0,45 Â/s.
10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelas ditas etapas sequenciais (s1) a (s5) serem seguidas de uma etapa adicional em que pelo menos um elemento B é depositado na presença de pelo menos um elemento C a uma temperatura abaixo de 350 °C e de modo que uma camada suplementar de espessura menor que 100 nm seja depositada.
11. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelos elementos alcalinos serem fornecidos à dita camada absorvente (130) através de qualquer um dentre: o dito substrato (110), a dita camada de contato posterior (120) e/ou um precursor que contém solução alcalina que é depositado durante e/ou após a deposição da dita camada absorvente (130).
12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo dito substrato (110) ser montado entre um rolo de entrega e um rolo de admissão de um aparelho de fabricação rolo a rolo.
13. DISPOSITIVO FOTOVOLTAICO DE PELÍCULA DELGADA, caracterizado por compreender pelo menos uma camada absorvente (130) obtenível através do método apresentado conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
14. DISPOSITIVO FOTOVOLTAICO DE PELÍCULA DELGADA (100) que compreende um substrato flexível (110) e uma camada absorvente (130) caracterizado pelaa dita camada absorvente (130) ser produzida a partir de um material de calcogeneto de ABC, que inclui variações pentanárias, quaternárias ou multinárias de material de calcogeneto de ABC, em que A representa elementos no grupo 11 da tabela periódica de elementos químicos conforme definido pela União Internacional de Química Pura e Aplicada que incluem Cu e Ag, B representa elementos no grupo 13 da tabela periódica que incluem In, Ga e Al, e C representa elementos no grupo 16 da tabela periódica que incluem S, Se e Te, em que o dito material de calcogeneto de ABC compreende os elementos In e Ga em que uma análise composicional de dados de razão de Ga / (Ga + In) substancialmente nivelados através da espessura da dita camada absorvente forma uma curva de razão de Ga / (Ga + In) (500) na qual, começando a partir de um lado exposto à luz da dita camada absorvente, a dita na curva de razão de Ga / (Ga + In) (500) compreende pelo menos duas regiões (501, 502) que compreendem: a. uma região de classificação dianteira (501) de razão decrescente de Ga / (Ga + In) em que um lado exposto à luz da dita região de classificação dianteira tem um valor de Ga / (Ga + In) que é menor que 0,5 e em que a amplitude do valor de Ga / (Ga + In) na dita região de classificação dianteira é menor que 0,25 e maior que 0,1; b. uma região de classificação traseira (502), adjacente à dita região de classificação dianteira (501) e localizada entre a dita região de classificação dianteira (501) e o lado traseiro da camada absorvente oposto ao lado exposto à luz, de razão crescente de Ga / (Ga + In) geral em que: (i) sobre metade do lado exposto à luz da dita região de classificação traseira (502) o valor de Ga / (Ga + In) aumenta em menos que 0,20; (ii) a metade do lado exposto à luz da dita região de classificação traseira (502) compreende pelo menos uma corcova (505) de razão de Ga / (Ga + In) localmente aumentada ou diminuída, sendo que a dita corcova é confinada por dois pontos de inflexão na curva de razão de Ga / (Ga + In) (500).
15. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pela camada absorvente (130) compreender Cu(In,Ga)Se2.
16. DISPOSITIVO, de acordo com as reivindicações 14 ou 15, caracterizado pela espessura da camada absorvente (130) ser de 0,5 μm a 4,0 μm.
17. DISPOSITIVO, de acordo com as reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fator de preenchimento definido como o produto da tensão e da corrente em um ponto de potência máxima dividido pelo produto da tensão de circuito aberto e da corrente de curto circuito ser essencialmente constante entre as temperaturas de -153 °C (120 K) e 26,9 °C (300 K) em um valor de fator de preenchimento maior que 0,60.
18. DISPOSITIVO, de acordo com as reivindicações 14 a 17, caracterizado pela largura completar em um quarto do valor máximo (905) medido a partir da base de uma curva (900) de intensidade de difração de raios X dos reflexos de (220)/(240) versus o ângulo de espalhamento de 2θ tem uma largura menor que 0,6°.
19. DISPOSITIVO, de acordo com as reivindicações 14 a 18, caracterizado por compreender pelo menos uma célula fotovoltaica (100) que tem uma área ativa com uma eficiência de conversão fotovoltaica maior que 16% sob condições de teste definidas por uma irradiância de 1,000 W/m2, espectro solar AM 1,5G, e temperatura de célula de 25 °C.
20. DISPOSITIVO, de acordo com as reivindicações 14 a 19, caracterizado pelo dito substrato (110) ser qualquer um dentre poliimida, poliimida revestida, aço inoxidável, aço inoxidável revestido, aço doce, aço doce revestido, alumínio, alumínio revestido, vidro ou um material de cerâmica.
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|---|---|---|---|---|
| DE2709094C2 (de) | 1977-03-02 | 1984-11-22 | Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim | Adsorbens für die affinitätsspezifische Trennung von Nukleinsäuren, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung |
| US4332880A (en) | 1979-09-04 | 1982-06-01 | Energy Conversion Devices, Inc. | Imaging film with improved passivating layers |
| US4335266A (en) | 1980-12-31 | 1982-06-15 | The Boeing Company | Methods for forming thin-film heterojunction solar cells from I-III-VI.sub.2 |
| US4465575A (en) * | 1981-09-21 | 1984-08-14 | Atlantic Richfield Company | Method for forming photovoltaic cells employing multinary semiconductor films |
| US5141564A (en) * | 1988-05-03 | 1992-08-25 | The Boeing Company | Mixed ternary heterojunction solar cell |
| US4961829A (en) | 1988-09-30 | 1990-10-09 | Semi-Conductor Devices, A Tadiran-Rafael Partnership | Passivation of semiconductor surfaces |
| US5441897A (en) | 1993-04-12 | 1995-08-15 | Midwest Research Institute | Method of fabricating high-efficiency Cu(In,Ga)(SeS)2 thin films for solar cells |
| SE508676C2 (sv) | 1994-10-21 | 1998-10-26 | Nordic Solar Energy Ab | Förfarande för framställning av tunnfilmssolceller |
| EP0743686A3 (en) | 1995-05-15 | 1998-12-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | Precursor for semiconductor thin films and method for producing semiconductor thin films |
| JP2922465B2 (ja) * | 1996-08-29 | 1999-07-26 | 時夫 中田 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
| CA2184667C (en) | 1996-09-03 | 2000-06-20 | Bradley Trent Polischuk | Multilayer plate for x-ray imaging and method of producing same |
| JP3249408B2 (ja) * | 1996-10-25 | 2002-01-21 | 昭和シェル石油株式会社 | 薄膜太陽電池の薄膜光吸収層の製造方法及び製造装置 |
| US6258620B1 (en) | 1997-10-15 | 2001-07-10 | University Of South Florida | Method of manufacturing CIGS photovoltaic devices |
| AU2249201A (en) * | 1999-11-16 | 2001-05-30 | Midwest Research Institute | A novel processing approach towards the formation of thin-film Cu(In,Ga)Se2 |
| US6441301B1 (en) | 2000-03-23 | 2002-08-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solar cell and method of manufacturing the same |
| US6794220B2 (en) | 2001-09-05 | 2004-09-21 | Konica Corporation | Organic thin-film semiconductor element and manufacturing method for the same |
| EP1556902A4 (en) | 2002-09-30 | 2009-07-29 | Miasole | MANUFACTURING DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING THIN FILM SOLAR CELLS IN A LARGE SCALE |
| DE10259258B4 (de) | 2002-12-11 | 2006-03-16 | Würth Solar Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung einer Verbindungshalbleiterschicht mit Alkalimetallzusatz |
| CN1853282B (zh) * | 2003-08-14 | 2010-09-29 | 约翰内斯堡大学 | Ⅰb-ⅲa-ⅵa族四元或更多元合金半导体薄膜的制备方法 |
| CN100573812C (zh) | 2004-03-15 | 2009-12-23 | 索罗能源公司 | 用于太阳能电池制造的沉积半导体薄层的技术和装置 |
| TW200703672A (en) | 2004-11-10 | 2007-01-16 | Daystar Technologies Inc | Thermal process for creation of an in-situ junction layer in CIGS |
| US20060145190A1 (en) | 2004-12-31 | 2006-07-06 | Salzman David B | Surface passivation for III-V compound semiconductors |
| WO2006076788A1 (en) | 2005-01-18 | 2006-07-27 | University Of Saskatchewan | Dark current reduction in metal/a-se/metal structures for application as an x-ray photoconductor layer in digital image detectors |
| JP5662001B2 (ja) * | 2005-12-21 | 2015-01-28 | クロメック リミテッド | 半導体デバイス及びその製造方法 |
| CN103824896A (zh) * | 2006-02-23 | 2014-05-28 | 耶罗恩·K·J·范杜伦 | 从金属间纳米薄片颗粒的半导体前体层的高生产量印刷 |
| WO2008088570A1 (en) | 2006-04-18 | 2008-07-24 | Itn Energy Systems, Inc. | Reinforcing structures for thin-film photovoltaic device substrates, and associated methods |
| US7528448B2 (en) | 2006-07-17 | 2009-05-05 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Thin film transistor comprising novel conductor and dielectric compositions |
| CN101506991A (zh) | 2006-07-26 | 2009-08-12 | 索罗能源公司 | 用于掺杂太阳能电池制造中使用的化合物层的工艺 |
| US7867551B2 (en) | 2006-09-21 | 2011-01-11 | Solopower, Inc. | Processing method for group IBIIIAVIA semiconductor layer growth |
| US20080169025A1 (en) | 2006-12-08 | 2008-07-17 | Basol Bulent M | Doping techniques for group ibiiiavia compound layers |
| US20100229936A1 (en) * | 2007-09-28 | 2010-09-16 | Fujifilm Corporation | Substrate for solar cell and solar cell |
| US8771419B2 (en) | 2007-10-05 | 2014-07-08 | Solopower Systems, Inc. | Roll to roll evaporation tool for solar absorber precursor formation |
| CN101785112A (zh) | 2007-12-13 | 2010-07-21 | 第一太阳能有限公司 | 光伏模块的并联互连接的系统和方法 |
| JP4384237B2 (ja) | 2008-05-19 | 2009-12-16 | 昭和シェル石油株式会社 | Ｃｉｓ系薄膜太陽電池の製造方法 |
| US8003430B1 (en) | 2008-10-06 | 2011-08-23 | Stion Corporation | Sulfide species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| JP5229901B2 (ja) | 2009-03-09 | 2013-07-03 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子、及び太陽電池 |
| WO2010106534A1 (en) | 2009-03-16 | 2010-09-23 | Brightview Systems Ltd. | Measurement of thin film photovoltaic solar panels |
| JP5185171B2 (ja) * | 2009-03-24 | 2013-04-17 | 本田技研工業株式会社 | 薄膜太陽電池の光吸収層の形成方法 |
| US8134069B2 (en) | 2009-04-13 | 2012-03-13 | Miasole | Method and apparatus for controllable sodium delivery for thin film photovoltaic materials |
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| JP5518404B2 (ja) * | 2009-09-04 | 2014-06-11 | 大陽日酸株式会社 | 太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法及び供給装置 |
| TW201112438A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-01 | Zhi-Huang Lai | Target, manufacturing process of manufacturing thin film solar cell and the products thereof |
| WO2011040645A1 (en) | 2009-09-30 | 2011-04-07 | Fujifilm Corporation | Photoelectric conversion device, method for producing the same, and solar battery |
| JP2011100976A (ja) | 2009-10-09 | 2011-05-19 | Fujifilm Corp | 光電変換素子とその製造方法、及び太陽電池 |
| US20120258567A1 (en) | 2009-12-07 | 2012-10-11 | Solopower, Inc. | Reaction methods to form group ibiiiavia thin film solar cell absorbers |
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| US8088224B2 (en) | 2010-01-15 | 2012-01-03 | Solopower, Inc. | Roll-to-roll evaporation system and method to manufacture group IBIIAVIA photovoltaics |
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| US20120006395A1 (en) | 2010-07-08 | 2012-01-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Coated stainless steel substrate |
| EP2408023A1 (en) | 2010-07-16 | 2012-01-18 | Applied Materials, Inc. | Thin-film Solar Fabrication Process, Deposition method for TCO layer, and Solar cell precursor layer stack |
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| US20120064352A1 (en) | 2010-09-14 | 2012-03-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Articles comprising a glass - flexible stainless steel composite layer |
| KR101075873B1 (ko) | 2010-10-04 | 2011-10-25 | 한국에너지기술연구원 | 페이스트 또는 잉크를 이용한 구리인듐셀렌계 또는 구리인듐갈륨셀렌계 박막의 제조 방법 |
| US20120214293A1 (en) | 2011-02-22 | 2012-08-23 | Serdar Aksu | Electrodepositing doped cigs thin films for photovoltaic devices |
| US8404512B1 (en) | 2011-03-04 | 2013-03-26 | Solopower, Inc. | Crystallization methods for preparing group IBIIIAVIA thin film solar absorbers |
| US20130160831A1 (en) | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Miasole | Reactive Sputtering of ZnS(O,H) and InS(O,H) for Use as a Buffer Layer |
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