CN101918604A - 带有含钼反电极层的薄层太阳能电池 - Google Patents
带有含钼反电极层的薄层太阳能电池 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种薄层太阳能电池,其包括具有至少50原子%钼的反电极层,该反电极层除了常见的杂质之外还由以下构成:0.1至45原子%的族:钛、锆、铪、钒、铌、钽和钨中的至少一种元素,0至7.5原子%的钠和0至7.5原子%的至少一种与钠形成熔点高于500℃的化合物的元素。该反电极层具有良好的抗持久性和与CIGS吸收层的结合性能。另外还改善了碱金属加入到吸收层中的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄层太阳能电池,其至少包括衬底、反电极层、黄铜吸收层和前接触层,其中,反电极层由一个或多个涂覆层构成。另外,本发明还涉及一种用于制备钼含量>50原子%的反电极层的溅射靶。
背景技术
薄层太阳能电池是传统硅太阳能电池的一种大有前途的替代品,这是因为由此可以显著地节约材料,而且相关地实现了价格低廉的制备方法。薄层太阳能电池通常包括衬底、反电极、通常经过阴极喷射涂上的约0.4至1.2μm厚的钼层、2至5μm厚的吸收层、n型掺杂窗口层和透明、导电的前接触层。
有光电活性的吸收层在此是一个化合物半导体涂层,该化合物半导体涂层具有晶体或者不定形结构,该化合物半导体涂层以三元、四元或五元化合物的形式基于黄铜矿,该化合物半导体涂层以化学计量或者非化学计量的份额具有相关化学元素,例如以Cu(Inx,Ga1-x)(Sey,S1-y)2的形式,缩写为CIGS。该涂层吸收入射的可见光和不可见的电磁射线并将它们转化为电能。可以证明,用CIGS太阳能电池可以达到19.5%的效率(Green,M.A.et al:Prog.Photovolt.Res.Appl.13(2005)49)。工业上制成的模块目前具有13.4%的效率(Green,M.A.et al:Prog.Photovolt.Res.Appl.13(2005)49)。为达到高效率,有必要将碱金属集成到CIGS吸收层中。研究表明,钠导致最大的效率提升,接着是钾和锂,而钙几乎没有影响(Rudmann,D:Di ssertation,ETH Zürich,2004,S viii)。典型的钠浓度位于0.1原子%数量级。
该效率改善原因归于电效应和结构效应。对于结构效应要归于碱金属对于涂层生长和涂层形态的有益影响。电效应在此体现为有效电荷载体厚度和导电性的提升,通过这种手段提高了电池的空转电压。由于在CIGS涂层沉积期间和之后添加碱金属也导致效率提升,可以假设:电效应可能在晶界处占优势。
钠优选存在于晶界处,这是因为钠在CIGS涂层中的溶解度很低。将碱金属掺杂在吸收层中在此可以由此进行,即,使碱金属、优选钠从石灰-小苏打-玻璃衬底扩散穿过钼反电极层。该方法限于硬玻璃衬底。而且不能确保足够的过程稳定性。
为了在使用其它的不含钠的衬底材料,例如钢、钛或者塑料薄膜时将钠添入吸收层,并为进一步改善过程稳定性,文献EP 0 715 358A2提出了一种方法,用该方法使钠、钾或锂或者这些元素的化合物在吸收层沉积期间进行添加。碱金属或者其与氧、硫、硒或者卤化物的化合物的添加可以例如通过由液流电池(Effusionszelle)或者线性蒸发器的蒸发进行。还提及了在对掺以碱元素的金属靶的反电极层进行溅射时引入钠、钾或锂。由于碱金属反应性很高,所以氧的加入不可避免。氧的加入在此既影响非结合、可扩散的钠的份额,又影响钼反电极层的孔隙率和导电性。另外还由此得出,氧还对于在反电极层/CIGS吸收层的边界面上构建的MoSex/MoSx层产生影响。
Kohara et al.(Sol.Energy Mater.Sol.Cells 67(2001)209)设想,厚度为几个10nm的MoSex层用于在CIGS吸收层/反电极层的边界面上构建一个有利的欧姆接触。对于具有高而稳定效率的薄层太阳能电池的过程可靠的制造来说,不仅氧量的绝对高度而且该值的稳定性都具有决定性的作用。例如通过在钼反电极层中用离子植入法引入氧,可以调整一个稳定的氧量。然而,该方法十分昂贵,而且目前仅用于科学研究。
钼反电极层通过物理气相沉积法(PVD法)而从溅射靶出发沉积在衬底上。溅射靶指的是这样一种固体,由该固体通过用富有能量的离子轰击来析取原子,原子在此转移至气相中并沉积在衬底上。该方法也称作阴极雾化法或者溅射法。方法种类例如为支流(DC)溅射、射频(RF)溅射、磁电管溅射、反应溅射和离子放射溅射。如文献WO 2005/096395所述,当使用可变形的衬底时,溅射的钼层可以通过滚压处理进行压缩。
钼反电极层可以由两层涂覆层构成。在此,一层涂覆层添入钠,而第二涂覆层由纯钼构成。这两层涂覆层可以用DC溅射法制成(Kim,M.S.et al.:21st European Photo Voltaic Solar Energy Conference,4-8 September 2006,Dresden,Germany,S 2011)。此公开内容表明了,随着钠添加涂覆层的增加的厚度使CIGS吸收层的粒径减小。还表明了,当钠添加涂覆层的厚度超过无钠涂覆层的厚度时,太阳能电池的性能恶化。从中可以得出,CIGS吸收层中过高的钠含量对于太阳能电池的效率产生不利影响。
文献DE 10259258B4也涉及到通过加入钠来改善CIGS太阳能电池的效率。在此处主要强调了,在吸附层沉积的后期才进行钠的加入。
为了用太阳能模块能够经济地生成电,必须使该太阳能模块具有尽可能长的寿命。在太阳能电池生命周期中可以发生氧的渗入或水的渗透,这会导致钼反电极层的腐蚀,这是因为该钼反电极层仅中等程度地抵制氧化。在太阳能电池制造过程期间也会发生钼层的腐蚀。
此外,氧化钼的生成对于在CIGS吸收层/反电极层的边界面构建薄MoSx或MoSex层产生消极影响,由此恶化了欧姆接触。文献DE 102 48927 B4提出,使用一个含有1至33原子%氮的钼反电极层。这种涂层在机械组件结构化过程期间具有明显更高的抗腐蚀性和更小的机械损坏敏感性。为了使单个电池整块地形成模块,组件结构化过程(Bauelementstrukturierungsprozesse)是必要的。
为在将来费用低廉地并以有竞争力的成本生成太阳能电流,必须一方面继续降低太阳能模块的制造成本,另一方面延长模块的使用寿命。优化的反电极层对此起到重要作用。
发明内容
因此本发明的目的在于,提供一种具有含钼反电极层的薄层太阳能电池,其具有以下特性:
-通过将钠足够而稳定地带入吸收层而得到高而稳定的效率;
-通过高抗氧化和抗腐蚀性实现较高的持久稳定性;
-通过在反电极层/吸收层的界面以恒定的涂层厚度形成MoSx/MoSex层而得到限定的欧姆接触;
-良好的与相邻物质的层粘着性;和
-通过简单的过程实施得到低廉的制造成本。
本发明的另一目的在于,提供一种用于制造带有前述特性的反电极层的溅射靶。此外,该溅射靶具有经溅射面均匀的移除率,并且不倾向于局部熔化。
通过独立权利要求的特征实现了上述目的。
由此根据本发明,反电极层的至少一个涂覆层包括0.1至45原子%的族:钛、锆、铪、钒、铌、钽和钨中的至少一种元素。这正表明了,通过加入这些元素可以改善反电极层的抗持久性、改善在吸收层上的结合以及在吸收层中钠加入的稳定性。0.1原子%以下的含量不能达到足够的效果。如果合金元素含量超过45原子%,那么导电率会降至一个较低的值。优选的含量对于钛是1至30原子%,对于锆是0.5至10原子%,对于铪是0.5至10原子%,对于钒是1至20原子%,对于铌是1至20原子%,对于钽是1至15原子%,以及对于钨是1至40原子%。特别优选的含量为:钛2至20原子%,锆1至5原子%,铪1至5原子%,钒2至10原子%,铌2至10原子%,钽2至10原子%,钨5至35原子%。
钠的加入可以根据现有技术通过含钠化合物的热蒸发、优选在吸收层沉积期间或之后进行。然而优选钠在反电极层沉积期间通过溅射加入到反电极层中。在沉积过程期间加入至反电极的钠由于其在钼基质中的非溶解性而在紧接着的于提高的温度(约500℃)条件下开始的操作过程中从反电极层渗出至吸收层中。这一点具有下述优势,即可以节省钠沉积的额外过程步骤,而且可以通过溅射靶中的钠添入量而十分精确地调整浓缩。最大钠含量为7.5原子%,这是因为超过该含量则不能确保足够的抗持久性和涂层的结构完整性。在0.01至7.5原子%的钠含量条件下达到了最好的结果。在0.01原子%的钠含量以下吸收层需要额外的钠添入。理想钠含量在此取决于反电极层的结构(单层/多层)、厚度、组成和构造。因而在单层的涂层结构中以0.5至2.5原子%的钠含量达到了最好的结果。
如果反电极具有两层或者多层结构,那么1.5至7.5原子%的高钠含量是有利的。因而可以例如首先在衬底上以高钠含量喷溅一层薄反电极层,紧接着再喷溅一层纯钼层或者少量添加钠的钼层。含钠涂覆层越薄,该涂覆层的有利的钠含量就越高。然而,还可以首先使纯钼层沉积在衬底上,跟着是含高钠添加量的涂层。
钠在纯的钼层或者添加钠的钼层中的扩散性例如可以通过溅射条件得到调整,溅射条件主要是指通过改变氩气压力和改变与钠形成化合物的元素的含量。出于过程技术的原因,在此适用于熔点高于500℃的化合物。如果熔点低于500℃,那么在根据制备条件的热处理过程中会发生层的局部熔化,该熔化作为进一步的结果、联系到层应力会导致生成小丘(Hillockbildung)。熔点高于500℃的钠化合物例如有:氧化钠、钠混合氧化物(Natriummischoxide)、硒化钠和硫化钠。高的氧、硒和/或硫含量在此提高钠的经过反电极层的扩散速率。由此得出,在颗粒边界的分隔区显示为优选的钠的扩散路径。为了确保足够的持久稳定性、微结构完整性、足够的导电性和对邻近物质的结合,与钠形成化合物的元素的总含量被限制在7.5原子%。
另外,氧通过钛、锆、铪、钒、铌、钽和/或钨化合。由于自由的、也就是说有扩散能力的氧的含量由此减少了,所以使氧在反电极层/CIGS吸收层边界面上以及在CIGS吸收层中不允许的较高的扩散得以避免。因此确保了,在反电极层/CIGS吸收层的边界面形成一个MoSex或MoSx层。因此实现了相邻涂层之间的欧姆接触。
反电极层优选的厚度为0.05至2μm。涂层厚度在低于0.05μm的情况下,涂层的电流传导性太低。涂层厚度在超过2μm的情况下,对涂层应力、涂层粘着性能和过程成本产生不利影响。
当该涂层含有钨、钛或铌时,达到了涂层的较高的持久稳定性。以5至35原子%的钨含量可以达到很好的结果。钠与钛相结合、或者钠与钨相结合导致具有出色持久稳定性的反电极层。
根据本发明,通过在反电极层加入钠实现了:使用无钠衬底的采用,无钠衬底例如为由钢或者钛构成的金属衬底,或者为由多聚物材料构成的衬底。因而实现了:制造弹性的黄铜-光伏模块,并由此明显扩大应用范围。
如已经提及,具有优势之处在于:使用溅射靶通过阴极雾化(溅射)生成反电极层。具有此前所述特性的薄层太阳能电池的反电极层可以以特别有利的方式使用溅射靶来制造,该溅射靶除了包括根据制备条件所需的杂质之外还由以下构成:0.1至45原子%的族:钛、锆、铪、钒、铌、钽和钨中的至少一种元素;0至7.5原子%的钠;0至7.5原子%的、与钠形成熔点高于500℃的化合物的一种或多种元素;其余至少50原子%的钼。
钠的加入可以在吸收层沉积期间和/或之后、和/或在喷溅反电极层时进行。后者,即,在喷溅反电极层时进行还具有更少的制造成本的优势,并且还结合了更高的过程安全性。用于制备添加钠的反电极层的有利的溅射靶在此至少由50原子%的钼;由0.1至45原子%的族:钛、锆、铪、钒、铌、钽和钨中的至少一种元素;另外由0.01至7.5原子%的钠以及0.005至15原子%的、与钠形成熔点高于500℃的化合物的一种或多种元素构成。另外该材料具有常见的杂质,杂质的含量取决于生产和加工路线以及采用的原材料。优选杂质含量为<100μg/g。在采用极纯的原材料时,杂质含量还可以进一步减少并优选为<10μg/g。
各元素的优选含量为:钛1至30原子%,锆0.5至10原子%,铪0.5至10原子%,钒1至20原子%,铌1至20原子%,钽1至15原子%和钨1至40原子%。在此特别优选的含量为:钛2至20原子%,锆1至5原子%,铪1至5原子%,钒2至10原子%,铌2至10原子%,钽2至10原子%和钨5至35原子%。这些元素可以作为含钠化合物的组分以元素的形式存在和/或溶解于钼基质中。
另外钠含量优选为0.1至5原子%。用0.5至2.5原子%的钠含量可以达到最好的结果。如已经提及的,在此应当考虑:优化的钠含量强烈取决于反电极层的结构、组成、厚度和构造。
上面所述的合金元素在涂层过程中载入反电极层。如果在溅射过程中不使用反应性气体,那么每种合金元素在溅射靶中和在反电极层中的含量大致相等。合金元素对于太阳能电池效能和使用寿命的影响已经针对反电极层有所描述。通过使用反应性气体实现了:使反电极层的成分区别于溅射靶的成分。因此可以例如通过使用氢气降低已沉积涂层中的氧含量。
以本发明的溅射靶沉积的涂层可控地释放钠,由此确保了太阳能电池稳定的效能提升。作为特别有利的含钠的、熔点高于500℃的化合物结晶出氧化钠、钠混合氧化物、硒化钠、硫化钠和卤化钠。使用卤化钠时应当注意,过程如此进行:使每种卤素完全挥发。因此这样的卤素是有利的,即,该卤素在每个过程温度条件下都具有足够高的蒸汽压。氟化钠(NaF)在此是有利的,因为释放的氟以SF6或SeF6的形式在硒化和硫化步骤期间挥发。使用硒化钠和/或硫化钠是有利的,这是因为硒和硫在CIGS吸收层中的扩散不会造成太阳能电池效能的破坏。
此外,如果采用Na2O和/或Na2O混合氧化物,这在过程技术上是有利的。作为混合氧化物中优选的第二组分应当选取族:钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、铝、锗和硅的氧化物。这些氧化物例如为:xNa2O·yWO3、xNa2O·yTiO2、xNa2O·HfO2、xNa2O·yZrO2、xNa2O·yV2O5、xNa2O·yNb2O5、xNa2O·yTa2O5、xNa2O·yMoO3、xNa2O·yAl 2O3、xNa2O·yGeO2和xNa2O·ySiO2。使用xNa2O·yWO3(钨化钠)、xNa2O·yNb2O5(铌化钠)和xNa2O·yMoO3(钼化钠)能够取得最好的结果。
由三种或者更多氧化物构成的混合氧化物显示了有利的特性。如果使用含铝、锗和/或硅的混合氧化物,那么铝、锗和硅的有利的含量分别为0.1至5原子%。熔点高于500℃的化合物在制造条件下具有足够的稳定性。因此实现了:例如通过用含钠化合物渗入多孔钼结构来制造本发明的溅射靶。如热压或热等静压的过程技术也是很适用的制造方法。
在钠含量低于约0.75原子%的情况下,进一步实现了:追溯到传统制造方法,如压制、具有可选的例如通过滚压产生的变形的烧结。如果使用钠与族:钨、铌、钛、锆、铪、钒、钽、钼、锗、硅和铝中的至少一种元素的化合物,那么有利的条件在于:钠对每个元素的原子比率<0.3。
在沉积过程中,溅射靶的成分以元素形式存在。正是存在钨、铌、钛、锆、铪、钒、钽、钼、锗、硅和/或铝的过剩,由于热力学和动力学效应可以实现:在该涂层中还可以存在元素形式的钠,该元素形式的钠接着能够扩散,并且能够扩散进入吸收层。
进一步证实的有利之处在于:溅射靶材料具有由钼或钼混合晶体构成的骨架结构。优选的骨架结构的粒径在此为0.1至50μm。这一点确保了均匀的溅射过程,而不发生局部熔化。含钼基质相的体积含量在此以优选的方式为多于50%。该骨架结构可以通过使用钼粉或者钼粉与钛、锆、铪、钨、铌、钒和/或钽的混合物以Fisher粒径优选为2至20μm而制成。在此,在不使用或使用可蒸发的空间占位的条件下使该粉末受压,并接着通常在1500℃(2μm粉末)至2300℃(20μm粉末)温度范围进行烧结加工。一个绿色体(Grünling)的渗入也是可能的。在使用粒径低于2μm的粉末时,封闭的孔隙率在太低的温度条件下开始发展,该孔隙率使渗入步骤不可能实现。在此不能实现:通过渗入过程实现具有足够骨架强度的、连同良好的渗入特性和稳定的微结构的钼骨架结构。以粉末形式的氧化的含钠化合物的加入在加热过程期间激活了压缩,并在等温烧结区域延迟了收缩。
作为有益方面得到证明的是:采用Fischer粒径为4至10μm的钼粉。这确保了在1600℃(为4μm粉末)至2000℃(为6μm粉末)烧结温度条件下的敞开的孔隙率,并伴随颗粒间足够的烧结颈的形成。如果粉末颗粒超过20μm,那么会导致生成非常大的孔隙。由于毛细力与孔径成比例,所以这样的驱动力不再满足大孔隙的渗入。溅射操作和沉积的涂层的质量强烈取决于在钼基质中含钠组分的分布。在此,均匀而受控的孔隙率导致更好的溅射操作和优选的涂层特性。在烧结步骤之后,孔隙率一般在15至25%的范围。对于更高含量可以实现:例如采用可蒸发多聚物形式的空间占位。由于氧化钠非常吸湿,所以使用碳酸盐可以是有益的,该碳酸盐在渗入过程期间再次分解。
热等静压法(HIP)证实是另外的非常有利的方法。对此公知的有粉末混合物或者由粉末混合物制成的绿色体。钼粉末的Fisher粒径在此优选为2至15μm。具有相对小的氧亲和性的合金粉末,例如钨,优选同样具有2至15μm的Fi sher粒径。在采用反应性高的元素钛、锆、铪、钨、铌、钒、钽和部分对氧高度亲和的含钠化合物的情况下,优选采用Fisher粒径为5至200μm的粉末。非合金钢用作通常的包壳材料(Kannenmaterial)。如果相对于含钠化合物钢的耐腐蚀性不够,或者所需要的HIP温度位于1200℃以上,那么可以例如追溯到采用钛罐。为去除所吸收的氧和湿气,使罐体优选在200至750℃的温度范围抽成真空。热等静压优选在1100至1400℃的温度范围和50至300MPa的压力下进行。
对于压缩,热压法也是一种适宜的加工技术,其中,在此可以取消装罐过程(Kannungsprozess)。然而在此应当考虑,以有利的方式采用熔点>1000℃的含钠化合物,以避免将该化合物挤压出来。还应当考虑,含钠化合物的蒸汽压应当足够低,以避免在压制过程中不允许的较高的钠损失。
在钠含量低于0.75原子%的情况下,还可以追溯到无压烧结过程,可选地紧跟着变形步骤。在此,首先将水溶性的钠化合物,例如Na2O·3SiO2,溶解于蒸馏水中,而且使该溶液与优选比表面积为>5m2/g的MoO3粉末相混合。然而也可以将固体含钠化合物与氧化钼混合。此后,对添加的氧化钼粉末进行二级还原处理,其中,于第一级在约550至650℃将MoO3还原为MoO2,而于第二级在约900至1100℃将MoO2还原为钼金属粉末。替代地,还可以使含钠溶液或者固体含钠化合物混入MoO2。如此制成的金属粉末具有2至6μm的Fisher粒径,并且对该金属粉末进行筛分、均质化、压制以及在1600至2200℃的温度下进行烧结。在此应当考虑,在还原步骤以及在烧结过程中导致钠损失,这样的钠损失在加入时已经相应地得到考虑。如果采用钠混合氧化物,那么可以降低该钠损失。作为优选的第二组分应当选取族:钛、锆、铪、钨、铌、钒、钽、钼、铝、锗和硅的氧化物。
通过所述过程技术实现了:使溅射靶的密度为97至100%理论密度。另外还实现了,制备宏观上具有均质组织结构的溅射靶。宏观上均质组织结构可以理解为这样的组织结构,该组织结构在一个约100μm的尺寸范围在三个空间轴上的各种组织成分的含量大致相等,其中,含钠范围不大于约20μm。
另外本发明的溅射靶优选实施为管形靶。涂层装置在此优选集成在衬底玻璃制造的浮法工艺中,以便可以利用浮动的余热,从而在轻微提高的温度条件下实施涂层工艺,这对涂层应力产生有利影响。然而,本发明的溅射靶也可以以平靶的形式存在。
具体实施方式
下面用实施例进一步阐明本发明。
使Fisher粒径为4.2μm、纯度为99.99原子%(金属纯度,除去钨)的钼粉末与相应的合金成分在扩散混合器中混合30分钟,该合金成分以粉末状(激光测定粒径在10至70μm之间)引入。对于试样1至38,表1中列出了各种合金元素及其含量。使如此制备的粉末混合物通过在压力为270MPa以及模具直径为120mm的条件下的模压而压成圆片坯。将圆片坯置于钛外壳中并在450℃温度条件下抽成真空。然后,对吸取套管进行压紧和焊接。压缩在热均衡压制中以1400℃的温度和180MPa的氩压力进行。如此制备的圆片坯密度对于所有材料组合来说都具有>99.5%理论密度。无钠试样的氧值通过载气热萃取来确定。结果同样在表1中给出。
此后对圆片坯进行机械处理,以便为实验溅射设备制备相应的溅射靶,其中,使溅射靶直径为72mm而厚度为6mm。通过DC溅射,以200W,相应地5W/cm2,和0.2Pa的氩气压力,在钛衬底上,以40mm×40mm×0.7mm的靶合金成分的尺寸沉积相应的层。沉积率根据不同的合金成分而处在0.6和0.8nm/s之间。沉积的层具有0.8至1.0μm的层厚范围。
此后试样在85℃和85%的相对湿度条件下进行低温氧化测试。测试时间为200小时。纯钼层在此已经显示了明确的氧化,而且用二级离子质谱(SIMS)深度分析方法测量的钼层厚度约为20nm,与此同时,本发明的试样显示了光学上明显更弱的氧化。对应于染色,试样分类为“--(强烈氧化)”、“-”、“0(中等氧化)”、“+”、直至“++(几乎无氧化)”。结果于表1中再次列出。
使选出的层系统(见表1)在500℃条件下、于真空中进行15分钟热处理。然后,通过X光电子能谱(XPS)分析方法对表面的钠富集进行定性测量,并且将测量的结果与一个纯的、沉积在石灰-小苏打-玻璃衬底的钼层(对照试样)的钠富集相比较,该钼层同样是在500℃条件下的真空中进行15分钟的高温加热。对于表1所反映的性质判别参考下列标准:“--(比对照试样明显更低的钠富集)”、“0(与对照试样近似相等的钠富集)”、“++(比对照试样明显更高的钠富集)”。
表1
Claims (23)
1.一种薄层太阳能电池,其至少包括衬底、反电极层,黄铜矿吸收层和前接触层,其中,所述反电极层由一个或多个涂覆层构成,其特征在于,所述反电极层的至少一个涂覆层由以下构成:
-0.1至45原子%的族:钛、锆、铪、钒、铌、钽和钨中的至少一种元素;
-0至7.5原子%的钠;
-0至7.5原子%的一种或多种元素,所述一种或多种元素与钠形成熔点高于500℃的化合物;
-其余至少50原子%的钼和杂质。
2.根据权利要求1所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述反电极层的至少一个涂覆层含有0.01至7.5原子%的钠。
3.根据权利要求1或2所述的薄层太阳能电池,其特征在于,各元素含量为:钛1至30原子%,锆0.5至10原子%,铪0.5至10原子%,钒1至20原子%,铌1至20原子%,钽1至15原子%和钨1至40原子%。
4.根据权利要求3所述的薄层太阳能电池,其特征在于,各元素含量为:钛2至20原子%,锆1至5原子%,铪1至5原子%,钒2至10原子%,铌2至10原子%,钽2至10原子%和钨5至35原子%。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述反电极层含有0.01至7.5原子%的族:氧、硒和硫中的至少一种元素。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述反电极层具有0.05至2μm的厚度。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述反电极层的至少一个涂覆层含有钠和钛。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述反电极层的至少一个涂覆层含有钠和钨。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述反电极层设成单涂覆层。
10.根据权利要求9所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述反电极层含有0.5至2.5原子%的钠。
11.根据权利要求1至8中的任意一项所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述反电极层设成双涂覆层。
12.根据权利要求11所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述反电极层的至少一个涂覆层含有1.5至7.5原子%的钠。
13.一种用于制备根据权利要求1至12中任意一项所述的薄层太阳能电池的反电极层的溅射靶的应用,所述溅射靶除了包括根据制备条件所需的杂质之外还由以下构成:0.1至45原子%的族:钛、锆、铪、钒、铌、钽和钨中的至少一种元素;0至7.5原子%的钠;0至7.5原子%的一种或多种元素,所述一种或多种元素与钠形成熔点高于500℃的化合物;其余至少50原子%的钼。
14.一种用于制备含有至少50原子%的钼含量的薄层太阳能电池的反电极层的溅射靶,其特征在于,所述溅射靶由以下构成:
-0.1至45原子%的族:钛、锆、铪、钒、铌、钽和钨中的至少一种元素;
-0.01至7.5原子%的钠;
-0.005至15原子%的一种或多种元素,所述一种或多种元素与钠形成熔点高于500℃的化合物;
-其余常见杂质。
15.根据权利要求14所述的溅射靶,其特征在于,各元素含量为:钛1至30原子%,锆0.5至10原子%,铪0.5至10原子%,钒1至20原子%,铌1至20原子%,钽1至15原子%和钨1至40原子%。
16.根据权利要求15所述的溅射靶,其特征在于,各元素含量为:钛2至20原子%,锆1至5原子%,铪1至5原子%,钒2至10原子%,铌2至10原子%,钽2至10原子%和钨5至35原子%。
17.根据权利要求14至16中的任意一项所述的溅射靶,其特征在于,钠含量为0.1至5原子%。
18.根据权利要求17所述的溅射靶,其特征在于,钠含量为0.5至2.5原子%。
19.根据权利要求14至18中的任意一项所述的溅射靶,其特征在于,所述钠化合物是族:氧化钠、钠混合氧化物、硒化钠、硫化钠和卤化钠中的至少一种化合物。
20.根据权利要求14至19中的任意一项所述的溅射靶,其特征在于,族:钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨中的至少一种元素以元素的形式,以混合晶体的形式溶于钼或者作为含钠化合物的组分存在。
21.根据权利要求14至20中的任意一项所述的溅射靶,其特征在于,所述含钠化合物是两种组分或者多种组分-钠-混合氧化物,其中,氧化钠组分和其它组分是族:钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、硅和锗中的至少一种元素的氧化物。
22.根据权利要求21所述的溅射靶,其特征在于,所述含钠化合物是族:钨酸钠、钛酸钠、铌酸钠和钼酸钠中的至少一种化合物。
23.根据权利要求14至22中的任意一项所述的溅射靶,其特征在于,所述溅射靶具有由钼或者钼混合晶体构成的基体相,所述钼混合晶体由族:钛、锆、铪、钒、铌、钽和钨中的一种或多种元素构成,其中,所述基体相的粒径为0.1至50μm,而且钠或者含钠化合物存在于所述基体相的间隙中。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: PLANSEE AG Free format text: FORMER OWNER: PLANSEE METALS CO., LTD. Effective date: 20120619 |
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C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20120619 Address after: Austria Music City Applicant after: Plansee AG Address before: Austria Music City Applicant before: Plansee Metals Co., Ltd. |
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C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20101215 |