CN101080511A - 用于使用连续过程形成薄膜太阳能电池的方法和设备 - Google Patents

用于使用连续过程形成薄膜太阳能电池的方法和设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于制造光电装置的新方法和一种用于实践这些制造方法的设备。本发明使用一种转移通过系统以使工件衬底前进通过多个处理室组成的集成设备，所述多个处理室控制所述制造过程的每一者。

Description

用于使用连续过程形成薄膜太阳能电池的方法和设备
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2004年11月10日申请的第60/626,843号美国临时专利申请案的优先权。
技术领域
本文揭示的本发明大体上涉及光电领域，且更确切地说涉及使用连续过程制造薄膜太阳能电池以及根据所述过程制造的薄膜太阳能电池。
背景技术
光电(PV)电池、模块和能源系统为全世界对电力日益膨胀的需求提供清洁、可靠、可更新的能量。遗憾的是，产品成本一直未能充分降低以在发展中世界打开关键市场，在发展中世界，对电力的需求驱使其使用会造成污染的、不可更新的来源，例如煤和石油。随着人口膨胀和人均能量消耗的增长，全世界正走向不和谐的未来，届时，能量需求和供应将不可逆转地产生分歧。
PV电池为不可更新的能量源提供了一种替代品。然而，虽然可在实验室里制造相对高效的PV电池，但已证明，难以将所述工艺发展成具有对于商业生存而言至关重要的重复能力和效率的商业规模工艺。由于缺乏高效的薄膜制造工艺，使得PV电池无法有效地取代市场上的其它能量源。
目前使用多步骤批处理来制造电池，其中在各反应步骤之间转移每一产品零件，且此类转移较为松散而且需要在室内循环进行反应。典型的过程由一系列个别的批处理室组成，每一处理室特别针对电池中各层的形成而设计。这种过程的一个缺点是，衬底被数次从真空转移到空气中再传回真空。替代的系统使用一系列个别的批处理室，其与卷式连续过程耦合以用于每一室。这一过程的主要缺点是系统的非连续性以及需要破坏真空。
使用上述方法，一个或一个以上的缺陷可能使整个板块(单个装置)无法使用，且导致产品的那个单元的零良率。这些和其它问题使得薄膜技术仅占全球不到10％的市场份额。
发明内容
本发明提供一种通过以下方式生产的光电产品：提供穿过一系列反应室而安装到托盘上的衬底，在所述反应室中可循序地在所述托盘上形成阻挡层、底部接触层、一个或一个以上半导体层、n型结缓冲层、本征透明氧化层、透明导电氧化层以及顶部金属栅格。
在本发明的替代实施例中，使用连续制造过程形成薄膜太阳能电池。在此实施例中，通过反应器来处理柔性且连续的衬底，所述反应器具有多个处理区域，所述处理区域沿着反应器的入口与出口之间的连续路径安置。反应器内的每个处理区域由预定的处理环境界定，且专用于装置的一个步骤层的形成。每个区域可进一步包括与一个或一个以上沉积方法相结合的处理条件。
进一步揭示一种用于以连续方式形成光电装置的方法。在此实施例中，以预定速率使连续衬底通过具有多个处理区域的反应器，其中每一区域专用于装置制造中的一个生产步骤阶段。这些生产步骤包含：1)用于制备衬底的装载或隔离区域；2)用于沉积阻挡层的环境；3)用于沉积底部接触层的环境；4)用于沉积半导体层的环境；5)用于沉积碱性材料的环境；6)用于沉积其它半导体层的环境；7)用于对上述层中的一者或一者以上进行热处理的环境；8)用于沉积n型半导体层的环境，其中这一层充当结缓冲层；9)用于沉积本征透明氧化层的环境；和10)用于沉积导电的透明氧化层的环境。在进一步的实施例中，所述过程可经调整以包括较少的区域，以便制造具有较少层的薄膜太阳能电池，或者也可添加额外的处理。
还应了解，可使用额外的区域来使沉积或处理区域彼此隔离，以防化学交叉污染且允许最佳恢复。这些隔离区域可在工件驻留于其中的过程中发生变化，以允许暴露的衬底达到最佳状况，使得真空密封中进行的下一生产步骤可防止交叉污染。
根据特定的光电设计，可调整反应器内的一个或一个以上区域。举例来说，可组合包括兼容的沉积环境的一个或一个以上区域。或者，区域可包括可使用变化的沉积环境或子区域的沉积过程的组合。
在另一实施例中，可将一个或一个以上层组合成单个层并将其沉积在单个区域中。举例来说，可将半导体层与碱性材料组合以形成含碱的混合相半导体源层。
附图说明
图1展示通过本发明的生产技术生产的薄膜太阳能电池的实施例。
图2展示根据本发明的用于制造薄膜太阳能电池的连续过程的实施例。
图3说明根据本发明在连续过程中从左向右馈送衬底的一个实施例。
图4说明根据本发明的连续过程的一个实施例。
图5说明根据本发明的连续过程的另一实施例，其中各区域进一步包括一个或一个以上子区域。
图6A展示处理方法的实施例，其中通过根据本发明的循序溅镀-蒸镀过程同时馈送和处理两个衬底。
图6B展示处理方法的实施例的俯视图，其中通过循序溅镀-蒸镀/溅镀-蒸镀过程同时馈送和处理两个衬底。
为了清楚起见，每个图式中均包含参考数字。这些参考数字遵照通用的命名方法。参考数字将具有三个或四个数字。前一个或两个数字代表首次使用参考数字的图号。举例来说，首先在图一中使用的参考数字将具有如同1XX的数字，而首先在图五中使用的数字将具有如同5XX的数字。其后的两个数字代表图式中的特定物件。图1中的一个物件将为101，而另一物件将为102。在随后的图中使用的相同参考数字表示相同物件。
具体实施方式
本发明使用一种新的生产设备以便生产光电装置。特定的设备将取决于特定的光电装置设计，其可以发生变化。图1展示光电装置或薄膜太阳能电池100，其包括衬底105、阻挡层110、底部接触层120、半导体层130、碱性材料140、另一半导体层150、n型结缓冲层160、本征透明氧化层170和透明的导电氧化层180。所属领域的技术人员将认识到，薄膜太阳能电池可包括较少的层且仍根据本发明发挥作用。举例来说，装置不需要具有碱性材料。
提供集成生产设备的两种变化形式。在每种情况下，提供一系列处理室，其中每一室提供特定的处理体系，以便形成特定的层沉积或层处理。这些处理室中的每一者均允许一构件将正被制造成光电装置的工件从第一设计的室传输通过循序的多个室，直到已将工件制造成设计的光电堆叠为止。
这些多个具备传输机构的反应或处理室也可包含一个或一个以上隔离室，其确保在特别需要的室中保持特别有效的反应物，且不会污染下游过程。当然，这种隔离系统在形成光电装置的半导体层时特别重要，其中相对少量的材料确定层是p型还是n型半导体。这一载体可配置有参考构件，以确保在界定的位置处将工件定位在产生设备内。
本发明设想两种类型的用于将工件传输通过设备的传输机构。第一种是连续滚动系统，其中使相对柔性的衬底贯穿系统并将其收集起来。在完成堆叠之后，可将衬底分割成多个小份，或者，如果光电堆叠设计允许的话，可在完成的卷轴上将其收集。
第二种方法是在装置上提供多个工件衬底，所述装置能够将衬底夹持到载体上，所述载体还具有允许零件以精确的方式行进穿过生产设备的构件。
参看图1，所有层均沉积在衬底105上，衬底105可包括多个功能材料中的一者，例如玻璃、金属、陶瓷或塑料。直接沉积在衬底105上的是阻挡层110。阻挡层110包括较薄的导体或非常薄的绝缘材料，并且用以阻挡不合需要的元素或化合物从衬底向外扩散到电池的其余部分。这一阻挡层110可包括铬、钛、氧化硅、氮化钛和具有所需导电性和耐受性的相关材料。接下来沉积的层是底部接触层120，其包括非反应性金属，例如钼。下一层沉积在底部接触层120上，且为p型半导体层130，以便改进吸收体层与底部接触层120之间的粘附性。P型半导体层130可为I-IIIa，b-VI同型半导体，但优选的成份为Cu:Ga:Se、Cu:Al:Se或Cu:Tn:Se与前述化合物中的任一者的合金。
在此实施例中，p型吸收体层的形成包含多个离散的层的相互扩散。最终如图1所示，p型半导体层130和150组合成单个的复合层155，其充当太阳能的主要吸收体。在此实施例中，添加碱性材料140以用于为后续层的生长播种，并增加吸收体层155的载流子浓度和晶粒大小，因而提高太阳能电池的转换效率。
碱性材料140一般是基于钠的，且通常以Na-VII(VII＝F、Cl、Br)或Na2-VI(VI＝S、Se、Te)的形式沉积。当沉积时，碱性材料140可采用Na-A:I-III-VI合金(A＝VI或VII)的形式，以允许与半导体层150交换元素。
如图1所示，碱性材料是离散的，且半导体层150沉积在上面。然而，碱性材料并不会保持离散，而是被半导体层150吸收成为155中所示的最终p型吸收体层的形成中的一部分。当沉积时，碱性材料通过蒸镀、溅镀或所属领域的技术人员已知的其它沉积方法沉积在p型半导体层130上或其它预先存在的层上。在优选实施例中，碱性材料140在环境温度下且在适度真空中(优选为10-6到10-2托)经受溅镀。一旦经沉积，便在约400℃-600℃的温度下对所述层进行热处理。
在热处理之后，通过沉积n型结缓冲层160来继续进行光电生产过程。该层160将最终与吸收体层155相互作用，以形成必要的p-n结165。接下来沉积透明的本征氧化层170，以充当具有CIGS吸收体的异质结。最后，沉积导电的透明氧化层180，以充当电池电极的顶部。这最后一层是导电的，且可将电流载运到栅格载体，所述栅格载体允许带走所产生的电流。
图2示意性表示用于形成太阳能电池的反应器200。衬底205经由馈送辊215和吸收辊260从左到右馈送并穿过反应器。反应器200包含一个或一个以上处理区域，其在图2中表示为220、230、240和250，其中每个处理区域均包括用于在衬底205上沉积材料的环境。所述区域以机械方式或可操作地在反应器200内彼此连接。如本文所使用，术语“环境”是指当衬底205位于特定区域中时用于在衬底205上沉积或反应材料层或材料混合物的条件曲线。
根据太阳能电池中正被处理的层来配置每个区域。举例来说，一区域可经配置以执行溅镀操作，其中包含加热源和一个或一个以上源目标。
优选的情况是，以可控制的速率使伸长的衬底205通过各种处理区域。还预期衬底205可具有0.5米/分钟到约2米/分钟的平移速度。因此，考虑到所需的传输速度、材料接近特定源材料的滞留时间，优选地调谐每个区域内部的过程以形成所需的横截面。因此，考虑到由传输或平移速度确定的堆叠的滞留时间，可选择每一过程的特征(例如材料和过程选择、温度、压力或溅镀传递速率等)，以确保以适当方式传递组成材料。
根据本发明，可以连续滚动方式将衬底205传输通过所述过程，或者将衬底205以“图片帧”类型装配以放在托盘上的方式传输以转位并传输通过所述过程，图3中说明了后一种方式。参看图3，将一个衬底或一组衬底310安装在托盘320上，所述托盘320平移通过轨道350上的一个或一个以上区域330和340。在替代实施例中，所述过程可进一步包括放置成与衬底310成背对背配置的第二衬底或第二组衬底。
预期各种区域内的背景压力范围将从10-6托到10-3托。可通过添加例如氩气、氮气或氧气等纯净气体来实现高于基准真空(10-6托)的压力。优选的情况是，速率R是常数，以使得衬底205从入口201不停止地行进穿过反应器200到达出口202。所属领域的技术人员将了解，可因此以连续方式在衬底205上形成太阳能电池堆叠，而无需使衬底205在反应器200中停止。
图2中的反应器可进一步包括真空隔离子区域或狭缝阀(slit valve)，其经配置以隔离相邻的处理区域。提供真空隔离子区域或狭缝阀以便在不同的压力环境之间连续传输衬底。
图2中的反应器200是多个N处理区域220、230、240和250。然而，所属领域的技术人员应了解，反应器可包括区域220、230、240、250……N区域。装载/卸载区域210/211包括可与反应器的其余部分隔离且可向大气开放的区域。
根据本发明，上述包括十层的太阳能电池可使用包括十个区域的反应器来制造，其中每个区域包括用于沉积该特定层的环境。然而，在各实施例中，可组合各种区域，从而降低反应器200内含有的区域的总数。
图2展示每个区域在各个实施例中可包括离散的环境以用于沉积特定层；将两个区域220、230组合成一个由虚线表示的区域270，以组合多个过程方面。根据所需的太阳能电池的结构，反应器内含有的区域数目可发生任何变化。在此实施例中，衬底205经过区域220、230、240和250，所述区域分别执行处理操作221、231、241和251。
在优选实施例中，所述过程可进一步包括衬底215，其与衬底205背对背地行进。在此实施例中，衬底215和205以背对背的配置垂直定向，且经过区域220、230、240和250，其执行相同的处理操作222、232、242和252。
图4展示经由馈送辊420和吸收辊430通过反应器400从左到右馈送衬底410。在此实例中，反应器包括三个处理区域440、450和460。在反应器400中，区域440经配置以执行溅镀操作，其中包含加热源441以及一个或一个以上源目标442。同样，区域460经配置以执行溅镀操作，其包含喷嘴461和目标462。区域450经配置以执行溅镀操作，其包含喷嘴451和目标452。区域450经配置以执行热蒸镀过程。
图4示意性展示经配置以隔离相邻的处理区域的真空隔离区域470和480。提供所述真空隔离区域以便于在不同压力环境之间连续传输衬底。具体来说，在用来沉积硒的室之间将可使用隔离区域。
图4所示的反应器400包含抽吸系统，用于形成低于最低处理压力的压力。溅镀区域可具有10-3托的压力，且热区域可具有10-6托的压力。在此实例中，隔离区域可具有10-7托的压力，以便提供有效的低压阻挡。
隔离区域的较低压力经配置以将区域之间的传导流最小化，因而在相邻的处理区域中提供相对稳定的环境。材料移动通过的孔优选略微大于衬底的厚度，以便将进入隔离室中的气流最小化，同时仍然维持工件流。
隔离区域的长度可由若干因素确定：相邻区域的内部压力环境；工件在室中的滞留时间；工作过程对于反应器区域之间的交叉污染的敏感度等等。
图4中说明的反应器优选包含微处理器、相关联的存储器490和用于控制所揭示的过程的操作的传感器。微处理器490可包括所属领域中已知用于存储、获取和执行关于处理机的操作的计算机指令的计算机，或者可为足以用来监视和控制有限的、预定组的处理变量的普通的工业控制器。
计算机490可操作地耦合到每个区域中的各传感器，以接收对应于过程的各个方面的反馈并响应于接收到的反馈而调整所要的参数。举例来说，反应器400可包含安置在区域440中的传感器443、安置在区域450中的传感器453和安置在区域460中的传感器463。可将一个或一个以上传感器安置在各区域中以向计算机490提供所要的环境反馈。这些传感器可监视如蒸汽压力、蒸汽含量、温度、工件平移速度、表面的物体特征等的变量。
可感测给定区域的温度和压力以及给定区域或区域的子区域中的环境条件。举例来说，可提供额外的传感器454以感测传感器453所感测的区域450的特定子区域。以此方式，可在区域内提供多个环境。举例来说，传感器可经配置以在相同区域内提供不同的温度曲线。
此外，所揭示的过程的其它方面也可以动态方式来感测和控制。举例来说，可在过程中部署张力传感器，以动态地维持衬底上的所要张力。当衬底的特定部分在过程中朝下游移动时，其可能会经历温度变化。这自然将导致衬底因变化的温度的作用而膨胀和收缩。为了确保将衬底维持在恒定的张力下，传感器可向计算机提供反馈，且计算机可经配置以响应于感测到的反馈而控制馈送和吸收辊或其它馈送机构。例如温度或溅镀功率的参数可经动态感测和/或调整以维持所要的张力。
此外，预期衬底可经配置以使得张力可受到精确控制。举例来说，可有意将衬底中接近一个或两个边缘的部分裸露，以便于辊引导件、张力控件或其它馈送机构直接接触且因此控制衬底的张力。或者，牵引器馈送导引孔，例如一般在纸或薄膜中具有的导引孔安置在衬底周围以便于传输和张力控制。
这些机械张力控制方法可结合环境传感器使用，以便在衬底从一个环境被传递到下一环境时更准确地控制衬底的张力。
图6A展示以背对背方式处理衬底601与602的反应器600的一部分的俯视图说明，且还说明被区域611隔离的循序溅镀-蒸镀过程。为了实现背对背处理，将衬底601的加热源603镜射为衬底602的加热源607。同样，将衬底601的溅镀源604、加热源605和蒸镀源606镜射为衬底602的溅镀源607、加热源609和蒸镀源610。
图6B展示以背对背方式用循序溅镀-蒸镀/溅镀-蒸镀过程处理衬底621与622的反应器620的一部分的俯视图说明。如图6A中所示，将衬底621的溅镀源622镜射为衬底622的溅镀源628。同样，将衬底621的加热源623和626、蒸镀源624和627以及蒸镀源625镜射为衬底622的加热源629和632、蒸镀源630和633以及溅镀源631。因此，通过加热和材料源的简单重复，可在相同的机器内将太阳能电池的产量有效地翻倍。
具体处理步骤
现在转向个别过程步骤，所述过程开始装载衬底并使其通过隔离的装载区域或类似单元210。在各实施例中，反应器200内含有隔离区域210。或者，可将隔离区域210附接到反应器200的外部部分。第一处理区域210可进一步包括衬底制备环境，以去除表面的原子级的任何残余的瑕疵。衬底制备可包含：离子束、沉积、加热或溅镀蚀刻。
第二处理区域可为用来沉积用于衬底杂质隔离的阻挡层的环境，其中阻挡层在衬底与后续层之间提供导电路径。在优选实施例中，阻挡层包括由溅镀过程传递的例如铬或钛等元素。优选情况是，所述环境包括环境温度下约10-3托到约10-2托范围内的压力。
先前区域下游的第三处理区域包括用于沉积用作底部接触层的金属层的环境。底部接触层包括为电流提供导电路径的厚度。此外，底部接触层用作太阳能电池堆叠的第一导电层。所述层可进一步用来防止例如杂质等化学化合物从衬底扩散到太阳能电池结构的其余部分，或者用作衬后层与太阳能电池结构的其余部分之间的热膨胀缓冲物。优选情况是，底部接触层包括钼，然而，底部接触层可包括其它导电金属，例如铝、铜或银。
第四区域提供用于沉积p型半导体层的环境。所述p型半导体层可用作吸收体生长的外延模板。优选的情况是，p型半导体层为同型I-IIIVI2材料，其中此材料的光学带隙高于p型吸收体层的平均光学带隙。举例来说，半导体层可包括Cu:Ga:Se、Cu:Al:Se或Cu.Tn:Se与前述化合物中的任一者的合金。优选的情况是，可在10-6到10-2托的背景压力下在从环境温度直到约300℃的温度下通过溅镀过程传递所述材料。更优选的情况是，温度范围为从环境温度到约200℃。
先前区域下游的第五区域提供用于沉积碱性材料以增强所述类型吸收体的生长和电性能的环境。优选的情况是，在环境温度下且在约10-6托到10-2托的压力范围下溅镀种子层。优选的情况是，所述材料包括NaF、Na2Se、Na2S或KCI等化合物，其中厚度范围为从约50nm到约500nm。
先前区域下游的第六区域可包括用于沉积用于CIGS吸收体层的额外半导体层的环境。在优选实施例中，第六区域可进一步包括一个或一个以上用于沉积半导体层的子区域。在一个实施例中，CIGS吸收体层通过以下方式形成：首先在一个或一个以上连续子区域中传递前体材料，然后在下游热处理区域中使前体材料反应成为p型吸收体层。因此，特别是对于CIGS系统而言，在层的格式中，可存在两个材料沉积步骤和第三热处理步骤。
在前体传递区域中，以多种方式沉积前体材料层，其中包含蒸镀、溅镀和化学气相沉积或其组合。优选情况是，可在从约200℃-300℃的温度范围下传递前体材料。需要使前体材料反应以尽可能快速地形成p型吸收体。如之前就此所述，可将前体层形成为薄层的混合物或形成为一系列薄层。
制造装置也可具有先前处理区域下游的第七处理区域，其用于对一个或一个以上先前层进行热处理。术语“多元物”包含二元物、三元物等。优选情况是，热处理使得先前不反应的元素或多元物发生反应。举例来说，在一个实施例中，优选具有呈各种组合形式且具有元素的多元化合物的各种比率的Cu、In、Se和Ga作为沉积在工件上的来源。反应环境包含成不同比例的硒和硫，且温度范围为从约400℃到约600℃，具有或不具有背景惰性气体环境。在各种实施例中，可通过优化前体的混合方式来将处理时间最小化到一分钟或更少。环境内的最佳压力取决于环境是反应性的还是惰性的。根据本发明，在热处理区域内，压力范围为从约10-6到约10-2托。然而，应注意，这些范围在很大程度上取决于作为整体的阶段的反应器设计、光电装置的设计者以及设备的操作变量。
反应器可具有用于形成n型半导体层或结伴体的第八处理区域。结缓冲层从II-VI或IIIX VI族中选出。举例来说，结缓冲层可包括通过蒸镀、升华或化学气相沉积方法沉积的ZnO、ZnSe、ZnS、In、Se或InNS。温度范围为从约200℃到约400℃。
此外，所述过程还可具有第九区域，其具有用于沉积透明氧化物(例如ZnO)的本征层的环境。根据本发明，所述本征透明氧化层可通过多种方法沉积，其中包含(例如)RF溅镀、CVD或MOCVD。
在各实施例中，所述过程还可具有第十区域，其具有用于沉积透明导电氧化层以用作太阳能电池的顶部电极的环境。在一个实施例中，举例来说，以溅镀方式沉积掺杂有铝的ZnO。优选情况是，所述环境包括约200℃的温度和约5毫托的压力。或者，可使用ITO(氧化铟锡)或类似物。
如上所述，在一个实施例中，反应器可包括离散的区域，其中每个区域对应于光电装置的一层的形成。然而，在优选实施例中，可组合包括类似成份和/或环境条件的区域，因此减少反应器中的区域的总数。
举例来说，在图5中，区域510包括子区域511和512，区域515包括子区域516和517，且区域520包括一个区域，其中每个区域和子区域包括预定的环境。在此实例中，可在子区域511中沉积材料A，且可在子区域512中沉积不同的材料B，其中材料A下游的子区域512的环境不同于子区域511中的环境。因此，衬底505当在相同区域510的不同区域中时可经历不同的温度或其它过程曲线。根据此实施例，区域可被界定为具有预定压力，且区域可包含一个或一个以上区域、子区域或其中的阶段，其中每个子区域经配置以在相同的压力环境内使所要材料沉积或反应。
接着，可将衬底505传递到室515，其中在子区域516内沉积材料C，且在子区域517内沉积材料D。最终，衬底505到达区域520，在其中沉积单个材料E。
所属领域的技术人员将了解，反应器500可如所述般具有沿着衬底的平移所界定的路径安置在反应器的入口与出口之间的一系列区域。在每个区域内，可提供一个或一个以上组成环境或子区域，以使选定的目标材料沉积或反应，从而形成用于形成太阳能电池堆叠的连续过程。一旦衬底进入反应器，太阳能堆叠的各层便以循序方式沉积和形成，其中连续的每个下游过程用于形成太阳能电池堆叠，直到在反应器的出口处提供完成的薄膜太阳能电池为止。
虽然已经展示和描述了本揭示案的实施例和应用，但所属领域的技术人员将容易了解，在不偏离本文的发明原理的情况下，可能存在远多于上述内容的修改和改进。因此，本揭示案除了所附权利要求书的精神之外不受任何限制。

Claims (56)

1.一种用于制造光电装置的设备，其包括用于将衬底连续提供到以下区域的构件：
能够提供用于沉积导电后层的环境的区域；
能够提供用于沉积p型半导体层的环境的区域；
能够提供用于沉积n型半导体层的环境的区域；和
能够提供用于沉积透明导电前层的环境的区域。
2.根据权利要求1所述的用于制造光电装置的设备，其进一步包括用于依次将衬底提供到多个反应器区域以便制备所述衬底的构件。
3.根据权利要求1所述的用于制造光电装置的设备，其进一步包括第一处理区域，所述区域能够提供用于将所述衬底从周围环境平移到处理环境的环境。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述衬底部分地或整体地从大气压力平移到与后续处理环境相符的降低压力。
5.根据权利要求1所述的用于制造光电装置的设备，其进一步包括能够提供用于沉积阻挡层的环境的处理区域。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述阻挡层包括薄型导体或非常薄的绝缘材料。
7.根据权利要求1所述的用于制造光电装置的设备，其进一步包括能够提供用于沉积导电底部接触层的环境的处理区域。
8.根据权利要求7所述的设备，其中导电底部接触层的沉积包括金属层。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述金属层包括从由钼、钛、钽和其它可接受的金属或合金组成的群组中选出的导电金属。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述金属层为钼。
11.根据权利要求1所述的用于制造光电装置的设备，其进一步包括能够提供用于沉积碱性材料的环境的处理区域。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述碱性材料为Na-VII或Na2-VII。
13.根据权利要求1所述的用于制造光电装置的设备，其进一步包括能够提供用于沉积半导体层的环境的处理区域。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述半导体层包括I、III、VI族元素。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述半导体层包括CuGaSe2、CuAlSe2或CuInSe2与所述I、III、VI元素中的一者或一者以上的合金。
16.根据权利要求15所述的设备，其中所述半导体层包括CuGaSe2。
17.根据权利要求1所述的用于制造光电装置的设备，其进一步包括能够提供用于沉积额外的半导体层的环境的处理区域，其中所述半导体层包括前体p型吸收体材料。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述前体材料包括I、III、VI族元素。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述前体材料包括I-(IIIa、IIIb)-VI2层。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述前体材料包括I-(IIIa、IIIb)-VI2层的元素中的一者或一者以上，其中0.0＜IIIb/(IIIa+IIIb)＜0.4。
21.根据权利要求19所述的设备，其中所述前体材料包括I-(IIIa、IIIb)-VI2层的合金中的一者或一者以上，其中0.0＜IIIb/(IIIa+IIIb)＜0.4。
22.根据权利要求1所述的设备，其中所述半导体层包括CIGS吸收体层，其包括In1-x:Gax:Se2，其中x的范围在0.2到0.3之间，其中厚度范围从约1μm到约3μm。
23.根据权利要求22所述的设备，其中所述CIGS吸收体层是通过传递I、III和VI型前体金属而形成，其中将Cu、In1-x、Gax和Se2层循序沉积在所述衬底上。
24.根据权利要求22所述的设备，其中所述CIGS吸收体层是通过传递I、III和VI型前体金属而形成，其中将Cu、In1-x、Gax和Se2层循序沉积在所述衬底上，且接着通过热处理将其合成为合金混合物。
25.根据权利要求22所述的设备，其中所述CIGS吸收体层是通过传递I、III和VI型前体金属而形成，其中单独合成Cu:Gax层，且接着将其与Inx-1层和Se2层共同沉积在衬底上。
26.根据权利要求22所述的设备，其中所述CIGS吸收体层是通过传递I、III和VI型前体金属而形成，其中单独合成Cu:Gax层，且接着将其与In1-x层和Se2层共同沉积在衬底上，且接着通过热处理将其合成为合金混合物。
27.根据权利要求22所述的设备，其中所述CIGS吸收体层是通过传递I、III和VI型前体金属而形成，其中单独合成Cu:Gax:Inx-1层，且接着将其与Se2层共同沉积在衬底上。
28.根据权利要求22所述的设备，其中所述CIGS吸收体层是通过传递I、III和VI型前体金属来形成，其中单独合成Cu:Gax:Inx-1层，且接着将其与Se2层共同沉积在衬底上，且接着通过热处理将其合成为合金混合物。
29.根据权利要求1所述的用于制造光电装置的设备，其进一步包括能够提供用于对一个或一个以上层进行热处理的环境的处理区域。
30.根据权利要求29所述的设备，其中所述处理发生在从10-6托直到大气压力的压力范围和300℃到700℃的温度范围中。
31.根据权利要求1所述的用于制造光电装置的设备，其进一步包括能够提供用于沉积n型半导体层的环境的处理区域。
32.根据权利要求31所述的设备，其中所述n型半导体层是离散的。
33.根据权利要求32所述的设备，其中所述离散层包括II-VI、III-VI族元素中的一者或一者以上。
34.根据权利要求32所述的设备，其中所述离散层材料包括从由(In、Ga)y(Se、S、O)和(Zn、Cd)(Se、S、O)组成的群组中选出的材料中的一者或一者以上。
35.根据权利要求32所述的设备，其中所述离散层材料包括从由(In、Ga)2Se3、(In、Ga)2S3、ZnSe、ZnS和ZnO组成的群组中选出的材料中的一者或一者以上。
36.根据权利要求32所述的设备，其中所述n型半导体层是通过将掺杂剂物质扩散到p型吸收体层中而形成。
37.根据权利要求36所述的设备，其中所述掺杂剂物质是从由一个或一个以上II或III族元素组成的群组中选出。
38.根据权利要求37所述的设备，其中所述掺杂剂物质包括Zn或Cd。
39.根据权利要求1所述的用于制造光电装置的设备，其进一步包括能够提供用于沉积绝缘透明半导体层的环境的处理区域。
40.根据权利要求39所述的设备，其中所述绝缘透明半导体层包括II-VI或II-IV-VI族中的一个或一个以上材料。
41.根据权利要求39所述的设备，其中所述绝缘透明半导体层包括ZnO或ITO中的一个或一个以上材料。
42.根据权利要求1所述的用于制造光电装置的设备，其进一步包括能够提供用于沉积导电透明半导体层的环境的处理区域。
43.根据权利要求42所述的设备，其中所述导电透明半导体层包括II-VI或II-IV-VI族中的一个或一个以上材料。
44.根据权利要求42所述的设备，其中所述导电透明半导体层包括ZnO、Cd2SnO4或ITO中的一个或一个以上材料。
45.根据权利要求1所述的用于制造光电装置的设备，其进一步包括第一处理区域，所述区域能够提供用于将所述衬底从所述处理环境平移回到所述周围环境的环境。
46.根据权利要求45所述的设备，其中所述衬底部分地或整体地从大气压力平移到与后续处理环境相符的降低压力。
47.一种用于制造光电装置的方法，其包括：
将工件循序提供到能够提供用于沉积半导体层的环境的第四区域；
将所述工件循序提供到能够提供用于沉积碱性材料的环境的第五区域；和
将所述工件循序提供到能够提供用于沉积p型吸收体层前体材料的环境的第六区域。
48.根据权利要求47所述的用于制造光电装置的方法，其进一步包括将衬底提供到具有循序的多个反应器区域的设备，其中所述第一区域是用于准备所述衬底的制备以产生工件的装载或隔离区域。
49.根据权利要求47所述的用于制造光电装置的方法，其进一步包括将所述工件循序提供到能够提供用于沉积阻挡层的环境的第二反应器区域。
50.根据权利要求47所述的用于制造光电装置的方法，其进一步包括将所述工件循序提供到能够提供用于沉积底部接触层的环境的第三区域。
51.根据权利要求47所述的用于制造光电装置的方法，其进一步包括将所述工件循序提供到能够提供对先前层中的一者或一者以上进行热处理的环境的第七区域。
52.根据权利要求47所述的用于制造光电装置的方法，其进一步包括将所述工件循序提供到能够提供用于沉积n型半导体层的环境的第八处理区域，其中此层用作结缓冲层。
53.根据权利要求47所述的用于制造光电装置的方法，其进一步包括将所述工件循序提供到能够提供用于沉积本征透明氧化层的环境的第九处理区域。
54.根据权利要求47所述的用于制造光电装置的方法，其进一步包括将所述工件循序提供到能够提供用于沉积透明氧化层的环境的第十处理区域。
55.一种用于制造光电装置的设备，其包括用于依次将衬底提供到多个反应器区域的构件，所述多个反应器区域包括：
能够提供用于将所述衬底从周围环境平移到处理环境的环境的处理区域，其中所述衬底部分地或整体地从大气压力平移到与后续处理环境相符的降低压力；
能够提供用于沉积导电后层的环境的处理区域，其中所述导电底部接触层的沉积包括由钼组成的金属层；
能够提供用于沉积阻挡层的环境的处理区域，其中所述阻挡层包括薄型导体或非常薄的绝缘材料；
能够提供用于沉积半导体层的环境的处理区域，其中所述半导体层包括CuGaSe2、CuAlSe2或CuInSe2与I、III、VI元素中的一者或一者以上的合金；
能够提供用于沉积碱性材料的环境的处理区域，其中所述碱性材料为Na-VII或Na2-VII；
能够提供用于沉积另一半导体层的环境的处理区域，其中所述半导体层包括I-(IIIa、IIIb)-VI2层；
能够提供对一个或一个以上层进行热处理从而形成p型吸收体层的环境的处理区域，其中所述处理发生在从10-6托直到大气压力的压力范围和300℃到700℃的温度范围中；
能够提供用于沉积n型半导体层的环境的处理区域，其中所述n型半导体层包括以下群组(InGa)y(Se、S、O)或以下群组(Zn、Cd)(Se、S、O)中的一者或一者以上；
能够提供用于沉积透明导电前层的环境的处理区域，其中所述绝缘透明半导体层包括ZnO或ITO中的一个或一个以上材料；和
能够提供用于沉积导电透明半导体层的环境的处理区域，其中所述导电透明半导体层包括ZnO、Cd2SnO4或ITO中的一个或一个以上材料。
56.一种用于制造光电装置的方法，其包括：
将附加到载体构件的多个衬底零件提供到具有循序的多个反应器区域的设备，其
中第一区域为用于准备所述衬底的制备以产生工件的装载或隔离区域；
将所述工件循序提供到能够提供用于沉积阻挡层的环境的第二区域；
将所述工件循序提供到能够提供用于沉积底部接触层的环境的第三区域；
将所述工件循序提供到能够提供用于沉积半导体层的环境的第四区域；
将所述工件循序提供到能够提供用于沉积碱性材料的环境的第五区域；
将所述工件循序提供到能够提供用于沉积前体p型吸收体材料的环境的第六区域，其中所述前体p型吸收体层材料包含基于铜铟二硒的合金材料；
将所述工件循序提供到能够提供用于对先前层中的一者或一者以上进行热处理的环境的第七区域；
将所述工件循序提供到能够提供用于沉积n型化合物半导体的环境的第八处理区域，其中此层用作结缓冲层；
将所述工件循序提供到能够提供用于沉积本征透明氧化层的环境的第九处理区域；和
将所述工件循序提供到能够提供用于沉积导电透明氧化层的环境的第十处理区域。
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