CN102656707A - 薄膜硅叠层太阳能电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
该光伏电池包含，以下列顺序沉积在透明基板上的：第一导电氧化物层；第一p-i-n结；第二p-i-n结；第二导电氧化物层，其中所述第一导电氧化物层基本透明并包含低压化学气相沉积的ZnO层；和所述第二导电氧化物层包含至少部分透明的低压化学气相沉积的ZnO层；和其中所述第一p-i-n结以下列顺序包含：利用PECVD沉积并在其面向所述第二p-i-n结的末端区域处具有比在其面向所述第一导电氧化物层的末端区域处高的带隙的p-掺杂的a-Si:H层；利用PECVD沉积的没有主动添加掺杂剂的a-Si:H缓冲层；利用PECVD沉积的基本本征的a-Si:H层；利用PECVD沉积的n-掺杂的a-Si:H的第一层；和利用PECVD沉积的n-掺杂的μc-Si:H层；和其中所述第二p-i-n结以下列顺序包含利用PECVD沉积的p-掺杂的μc-Si:H层；利用PECVD沉积的基本本征的μc-Si:H层；和利用PECVD沉积的n-掺杂的a-Si:H的第二层。光伏转换器面板包含至少一个这样的光伏电池。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电池，特别是叠层电池(tandem cells)，和光伏转换器面板并涉及其制造方法。其涉及根据权利要求书的开放式条款的方法和装置。
本专利申请的缩写和定义
PECVD：
PECVD代表等离子体增强的化学气相沉积。
LPCVD：
LPCVD代表低压化学气相沉积。
µc-Si:H
/ 微晶：
µc-Si:H是指微晶氢化硅。这种微晶材料具有至少10体积%结晶度（嵌在大致多孔的氢化非晶硅a-Si:H基质中的微晶）。微晶晶粒具有5纳米至100纳米的垂直于它们的长度的直径。
a-Si:H
/ 非晶：
a-Si:H是指非晶氢化硅。这种非晶材料具有小于10体积%结晶度，即小于10体积%的具有5纳米至100纳米的垂直于它们的长度的直径的晶粒。
基本本征：
被称作“本征”的层或材料是具有至少基本位于其价带和导带的正中间的费米能级，即带隙中间能级的半导体；不施以掺杂，既没有主动掺杂也没有非主动掺杂。被称作“基本本征”的层或材料分别包含如上定义的“本征”层和材料和另外主动和/或非主动补偿的半导体层或材料，即其中费米能级由于主动和/或非主动掺杂而为至少大致带隙中间能级的层和材料。
厚度：
在提到层或叠层(layer stack)的厚度时，我们是指所述层或叠层的与其横向垂直的平均厚度，沿其横向平均。
发明背景
光伏太阳能转换提出了提供环保发电方法的前景。但是，在现状下，由光伏能量转换单元，如光伏电池和相应的光伏转换器面板提供的电能仍明显比由传统发电站提供的电力更昂贵。因此，如同开发更有效的光伏能量转换单元那样，开发更成本有效的光伏能量转换单元制造方法数年来引起大量关注。
在制造低成本太阳能电池的不同方法中，薄膜硅太阳能电池兼具数个有利方面：首先，薄膜硅光伏电池可根据薄膜沉积技术，如等离子体增强的化学气相沉积（PECVD）制造，因此可获益于与公知沉积技术的协同效应，由此能够使用过去获得的经验（例如在利用薄膜沉积的其它技术领域中，例如在显示器制造部门中）降低制造成本。其次，薄膜硅光伏电池可实现高转换效率（也称作“量子效率”或简称为“效率”），力争10%和更高。第三，用于制造薄膜硅基光伏电池的主要原材料丰富和无毒。
在制造薄膜硅光伏电池和光伏转换器面板的各种方法中，特别是堆叠两个p-i-n或n-i-p结(junction)的概念，也称作叠层概念（“叠层电池”），或堆叠更多个p-i-n或n-i-p结的概念，由于与一列只有一个p-i-n或n-i-p结的单电池相比时更好地利用（典型为太阳）辐射光谱而提供实现超过10 %的转换效率的前景。
薄膜光伏电池结构包括第一电极、一个或多个堆叠p-i-n或n-i-p结和第二电极。电极用于从电池结构中分接(tapping off)出电流。
图1显示基本的简单光伏单电池40。其包含透明基板(substrate)41（例如玻璃），在其上沉积透明导电氧化物（TCO）层42作为电极之一。在本领域中，此层也被称作“前接触”（FC）。然后接着活性层。本实例中的结43由层44、45和46的p-i-n结构成。与TCO层42毗邻的层44是正掺杂（p掺杂）的；随后的层45是基本本征的，最后层46是负掺杂（n-掺杂）的。在另一实施方案中，将所述层顺序p-i-n倒转为n-i-p。在这种情况下，层44是n-掺杂的，且层46是p-掺杂的。
最后，电池40包含背面接触层(rear contact
layer)47，也称作“背接触(Back Contact)”（BC），其可以由氧化锌、氧化锡或氧化铟锡（ITO）制成并通常带有反射层48。或者，可以通过兼具背反射体48和背接触层47的物理性质的金属材料实现背接触。为说明目的，在图1中，箭头指示照射光。
对叠层光伏电池结构而言，本领域中已知的是将具有在较短波长光谱中特别敏感的基本本征的非晶氢化硅（a-Si:H）层的p-i-n或n-i-p结与具有利用太阳光谱的相对较长波长光谱的基本本征的微晶氢化硅（µc-Si:H）层的p-i-n或n-i-p结相结合。
为说明目的，图2显示光伏叠层电池结构。像在图1的电池40中那样，图2的电池50包含基板41和如联系图1提出的作为第一电极（前电极FC）的透明导电氧化物TCO层44。电池50进一步包含结43，例如，包含三层44、45和46（如图1的实施方案中的相应层）的氢化硅的p-i-n结。进一步提供作为第二电极的背面接触层47和反射层48。至此描述的图2的电池50的性质和要求与联系图1描述的相同。
电池50进一步包含第二结51，例如氢化硅的另一p-i-n结。该结包含三层52、53、54，它们分别是正掺杂、基本本征和负掺杂的。如图2中所示，p-i-n结51可位于前接触层42和p-i-n结43之间。但或者，两个结43和51的顺序可颠倒，以产生下列次序：42、43、51、47。再为说明目的，箭头指示照射光（impinging light）。
从入射光的方向考虑，通常提到更接近入射光的在图2中由p-i-n结51形成的“顶电池”和在图2中由p-i-n结43形成的“底电池”。在这样的叠层电池结构中，照惯例结43和51两者都具有基本本征的非晶氢化硅（a-Si:H）层或结51具有基本本征的非晶氢化硅（a-Si:H）层，而结43具有基本本征的微晶氢化硅（µc-Si:H）层。
为实现提高的效率（每入射光功率生成的电力）和使它们可成本有效地制造而调节和细化这样的光伏电池（特别是叠层电池）的结构和它们的制造方法是工业中的重要任务。此外，为大规模工业大量生产而着手处理这些任务是重要的，更特别是对至少2500平方厘米表面积(surface extent)的光伏转换器面板而言；要注意，对小规模实验室样品（例如几平方厘米）获得的结果不容易转移至大规模工业大量生产。
发明概述
因此，本发明的一个目的是分别制造具有特别高的效率的光伏电池和光伏转换器面板。此外，应提供制造光伏电池或光伏转换器面板的各自方法。
本发明的另一目的是分别提供可特别高效制造的光伏电池和光伏转换器面板。此外，应提供制造光伏电池或光伏转换器面板的各自方法。
本发明的另一目的是结合上文提到的目的。
本发明的另一目的是为大规模工业大量生产而实现一个或多个上文提到的目的，更特别用于至少2500平方厘米表面积的光伏转换器面板。
本发明的另一目的是提供在制造光伏电池时的提高的工艺稳定性。
本发明的另一目的是在光伏电池的制造中提供光伏电池的层沉积的前所未有的控制，特别是提供它们的组成的前所未有的控制。
至少部分通过根据专利权利要求书的装置和方法实现这些目的的至少一个。
该光伏电池包含，以下列顺序沉积在透明基板上的
- 第一导电氧化物层；
- 第一p-i-n结；
- 第二p-i-n结；
- 第二导电氧化物层；
其中
- 所述第一导电氧化物层基本透明并包含或基本上是低压化学气相沉积的ZnO（氧化锌）层；和
- 所述第二导电氧化物层包含或基本上是至少部分透明的低压化学气相沉积的ZnO层；和
其中所述第一p-i-n结以下列顺序包含
- p-掺杂的a-Si:H层，其利用PECVD沉积并在其面向所述第二p-i-n结的末端区域处具有比在其面向所述第一导电氧化物层的末端区域处更高的带隙；
- 利用PECVD沉积的没有主动添加掺杂剂的a-Si:H缓冲层；
- 利用PECVD沉积的基本本征的a-Si:H层；
- 利用PECVD沉积的n-掺杂的a-Si:H的第一层；和
- 利用PECVD沉积的n-掺杂的µc-Si:H层；和
其中所述第二p-i-n结以下列顺序包含
- 利用PECVD沉积的p-掺杂的µc-Si:H层；
- 利用PECVD沉积的基本本征的µc-Si:H层；和
- 利用PECVD沉积的n-掺杂的a-Si:H的第二层。
通过此，可实现光伏电池的极高效率。该电池和面板分别可非常好地制造并可以在相对较短的时间内制备。
所述n-掺杂的µc-Si:H层的供应极大促进所述p-掺杂的µc-Si:H层的高品质生长，这最终有助于总体提高的电池效率和总体低的沉积时间。
在一个实施方案中，该光伏电池包含所述基板；特别地，其中所述基板是玻璃基板，更特别是白色玻璃基板。
在可以与上述实施方案结合的一个实施方案中，所述第一导电氧化物层的厚度dTCO适用1微米 ≤ dTCO
≤ 4微米，更特别地1.3微米 ≤ dTCO ≤ 3微米，且其中所述厚度dTCO和所述基本本征的µc-Si:H层的厚度di适用1.25 ≤ (dTCO/微米)·(di/微米 – 0.4) ≤ 2，更特别地1.35 ≤ (dTCO/微米)·(di/微米 – 0.4) ≤ 1.85。再更特别地，dTCO为至少1.4微米和最多1.7。再更特别地，其适用1.45 ≤ (dTCO/微米)·(di/微米 – 0.4) ≤ 1.7，更尤其是(dTCO/微米)·(di/微米 – 0.4) = 1.58 ± 0.7。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述第一导电氧化物层是n-掺杂的，特别是被硼，更特别借助二硼烷掺杂。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，为高电导率（垂直于层延伸方向）、高透射（光穿透该层）和强散射优化所述第一导电氧化物层。注意可以通过合适地调节所施加的掺杂量来调节导电氧化物层的电导率。
注意所述第一导电氧化物层对光的强散射造成在光伏电池内，更重要地在所述基本本征的µc-Si:H层内的更长光程（更多光在与该层的法线形成相对较大角度的方向中运行）。因此，只需要所述基本本征的µc-Si:H层的相对较小厚度，这导致相对较低的沉积时间，同时仍具有高效率。
注意如本文所述的第一导电氧化物层造成高散射程度。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，垂直于所述第一导电氧化物层的层延伸方向的电导率小于垂直于所述第二导电氧化物层的层延伸方向的电导率，其中所述电导率的比率为2:3至1:2。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，在低于200℃，特别是160℃ ± 15℃的工艺温度（即所述透明基板在所述低压化学气相沉积（LPCVD）法过程中的温度）下沉积所述第一导电氧化物层。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，在低于200℃，特别是160℃ ± 15℃的工艺温度（即所述透明基板在所述低压化学气相沉积（LPCVD）法过程中的温度）下沉积所述第一导电氧化物层。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述p-掺杂的a-Si:H层在面向所述第二p-i-n结的所述末端区域处的所述带隙比所述p-掺杂的a-Si:H层在面向所述第一导电氧化物层的所述末端区域处的所述带隙高至少0.15 eV，更特别高至少0.2
eV和最多0.5 eV。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述p-掺杂的a-Si:H层具有至少8纳米和最多20纳米，更特别为至少9纳米和最多17纳米的厚度。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述p-掺杂的a-Si:H层包含或基本由下列构成
- 利用PECVD沉积的p-掺杂的a-Si:H的第一层；和
- 利用PECVD沉积并具有比所述p-掺杂的a-Si:H的第一层更高的带隙的p-掺杂的a-Si:H的第二层。
在含有p-掺杂的a-Si:H的所述第一和第二层的一个实施方案中，p-掺杂的a-Si:H的所述第一和所述第二层各具有基本恒定的带隙。
在可以与上述实施方案结合的含有p-掺杂的a-Si:H的所述第一和第二层的一个实施方案中，所述p-掺杂的a-Si:H的第一层的带隙总计为1.7 V ± 0.1
V，所述p-掺杂的a-Si:H的第二层的带隙总计为2.0 V ± 0.1
V。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的含有p-掺杂的a-Si:H的所述第一和第二层的一个实施方案中，所述p-掺杂的a-Si:H的第二层的带隙比所述p-掺杂的a-Si:H的第一层的带隙高0.3 V± 0.1 V。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的含有p-掺杂的a-Si:H的所述第一和第二层的一个实施方案中，所述p-掺杂的a-Si:H的第一层以0.36纳米/秒 ± 0.4纳米/秒的生长速率沉积。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的含有p-掺杂的a-Si:H的所述第一和第二层的一个实施方案中，所述p-掺杂的a-Si:H的第二层以0.22纳米/秒 ± 0.4纳米/秒的生长速率沉积。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的含有p-掺杂的a-Si:H的所述第一和第二层的一个实施方案中，所述p-掺杂的a-Si:H的第一层与所述p-掺杂的a-Si:H的第二层的生长速率的比率为至少1.2和最多1.9。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的含有p-掺杂的a-Si:H的所述第一和第二层的一个实施方案中，所述p-掺杂的a-Si:H的第一层的厚度为最多10纳米，特别为最多7纳米，更特别为1纳米至6纳米，所述p-掺杂的a-Si:H的第二层的厚度为至少5纳米和最多16纳米，更特别为7纳米至13纳米，所述p-掺杂的a-Si:H的第二层的所述厚度大于所述p-掺杂的a-Si:H的第一层的所述厚度。
通常优选提供，所述p-掺杂的a-Si:H的第一层尽可能薄，以在这种层中具有极低光吸收，但同时厚到足以提供足够好的电导率。
注意，代替各自具有基本恒定带隙的两层，也可以以连续或准连续方式改变贯穿所述p-掺杂的a-Si:H层的带隙。可以例如通过在所述p-掺杂的a-Si:H层的沉积过程中相应地改变气体如CH4的浓度来实现带隙的改变（逐步或连续）。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，该光伏电池以前述层次序紧邻在所述p-掺杂的µc-Si:H层之前包含厚度小于2.5纳米，特别小于2纳米，更特别为0.1纳米至1.5纳米的第一氧化物层。所述厚度通常大于0.4纳米，一般为0.5纳米至1纳米。
这种第一氧化物层的供应分别在光伏电池和面板的制造中导致显著提高的工艺稳定性以及显著提高的再现性。
在可以与上述实施方案结合的一个实施方案中，所述第一氧化物层基本由氧化的n-掺杂的µc-Si:H形成，这特别可以通过氧化下方层，即所述n-掺杂的µc-Si:H层实现。但或者或另外，可以将所述第一氧化物层沉积到所述n-掺杂的µc-Si:H层上。
在可以与任何上述实施方案结合的含有所述第一氧化物层的一个实施方案中，选择如此低的所述层的厚度以使该层不影响光伏电池的光学性质，特别地，选择如此低的该层的厚度以使该层没有反射性或至少没有相关反射性。
在可以与任何上述实施方案结合的含有所述第一氧化物层的一个实施方案中，通过使所述n-掺杂的µc-Si:H层暴露在由CO2和PH3构成的气氛中，更特别暴露在含有氧自由基的相应的等离子体激发的气氛中来形成这种层，特别地其中膦与CO2的气体混合比为1 : 1000至1 : 1，更特别1 : 100至1 : 10。
可以使用其它含氧气体作为用于形成所述第一氧化物层的所述等离子体。用于形成第一氧化物层的气氛甚至可考虑未经等离子体激发；换言之，一般而言，可以通过使所述n-掺杂的µc-Si:H层暴露在含氧气氛中来形成所述第一氧化物层。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，该光伏电池以上述层次序紧邻在所述第二导电氧化物层之前包含厚度小于2.5纳米，特别小于2纳米，更特别为0.1纳米至1.5纳米的第二氧化物层。通常，所述厚度为0.5纳米至1纳米；通常至少0.4纳米。
这种第二氧化物层的供应在光伏电池的制造中导致显著提高的工艺稳定性以及显著提高的再现性。
在可以与上述实施方案结合的一个实施方案中，所述第二氧化物层基本由氧化的a-Si:H形成，这特别可以通过氧化下方层，即所述n-掺杂的a-Si:H的第二层实现。但或者或另外，可以将所述第二氧化物层沉积到所述n-掺杂的a-Si:H的第二层上。
在可以与任何上述实施方案结合的含有所述第二氧化物层的一个实施方案中，选择如此低的所述层的厚度以使该层不影响光伏电池的光学性质，特别地，选择如此低的该层的厚度以使该层没有反射性或至少没有相关反射性。
在可以与任何上述实施方案结合的含有所述第二氧化物层的一个实施方案中，通过使所述n-掺杂的a-Si:H的第二层暴露在基本由CO2构成的气氛中来形成这种层。任选地，可以使用基本由CO2和PH3构成的气氛，特别地其中膦与CO2的气体混合比为1 : 1000至1 : 1，更特别1 : 100至1 : 10。
如在所述第一氧化物层（见上文）的情况中那样，一般而言，可以通过使所述n-掺杂的a-Si:H的第二层暴露在含氧气氛中来形成所述第二氧化物层。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，该光伏电池以上述层次序紧邻在所述n-掺杂的µc-Si:H层之前包含厚度小于2.5纳米，特别小于2纳米，更特别为0.1纳米至1.5纳米的第三氧化物层。
这种第三氧化物层的供应在光伏电池的制造中导致显著提高的工艺稳定性以及显著提高的再现性。
在可以与上述实施方案结合的一个实施方案中，所述第三氧化物层基本由氧化的a-Si:H形成，这特别可以通过氧化下方层，例如所述n-掺杂的a-Si:H的第一层实现。但或者或另外，可以将所述第三氧化物层沉积到所述n-掺杂的a-Si:H的第一层上。
在可以与任何上述实施方案结合的含有所述第三氧化物层的一个实施方案中，选择如此低的所述层的厚度以使该层不影响光伏电池的光学性质，特别地，选择如此低的该层的厚度以使该层没有反射性或至少没有相关反射性。
在可以与任何上述实施方案结合的含有所述第三氧化物层的一个实施方案中，通过使所述n-掺杂的a-Si:H的第一层暴露在基本由CO2构成的气氛中来形成这种层。任选地，可以使用基本由CO2和PH3构成的气氛，特别地其中膦与CO2的气体混合比为1 : 1000至1 : 1，更特别1 : 100至1 : 10。
如在所述第一氧化物层的情况中那样，一般而言，可以通过使所述n-掺杂的a-Si:H的第一层暴露在含氧气氛中来形成所述第三氧化物层。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述缓冲层具有至少2纳米至最多15纳米，更特别为至少5纳米至最多12纳米，再更特别为至少8.5纳米至最多10.7纳米的厚度。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述缓冲层利用PECVD在比沉积所述p-掺杂的a-Si:H层的生长速率小的生长速率下沉积，特别利用PECVD在沉积所述p-掺杂的a-Si:H层的生长速率的最多一半的生长速率下沉积。再更特别地，其利用PECVD在沉积所述p-掺杂的a-Si:H层的生长速率的最多1/3的生长速率下沉积。在此，如果所述p-掺杂的a-Si:H层的生长速率不是大致恒定，我们参考在所述p-掺杂的a-Si:H层沉积过程中的平均生长速率。就所述p-掺杂的a-Si:H层包含上述具有不同带隙的p-掺杂的a-Si:H的第一和第二层而言，沉积所述缓冲层的所述生长速率通常小于沉积所述p-掺杂的a-Si:H的第一层的生长速率和小于沉积所述p-掺杂的a-Si:H的第二层的生长速率。
由于其低生长速率，所述缓冲层能够非常有效地捕集沉积室中存在的污染物，其提供特别精确地控制随后沉积的层的组成和污染物自由度的可能性。更特别地，所述缓冲层的用途是吸收可能存在于沉积室中的气氛中的残留掺杂剂。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的含有缓冲层的一个实施方案中，在缓冲层的沉积过程中在沉积气体中不加入掺杂剂。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述基本本征的µc-Si:H层的厚度di为至少0.8微米和最多2微米，更特别为至少1微米和最多1.6微米，再更特别为1.45微米 ± 0.1微米。
所述基本本征的µc-Si:H层的低厚度是合意的，因为其极其有助于低的总沉积时间。这种低厚度仍足以维持高的总效率的重要原因是提供了具有上述性质的上述第一导电氧化物层。这种低厚度仍足以维持高的总效率的另一原因是提供了具有上述和下述性质的上述第二导电氧化物层。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述基本本征的µc-Si:H层的厚度di为所述基本本征的a-Si:H层的厚度的至少4倍和最多8倍大。这结果是极好平衡这两个本征层的电流，由此能够实现特别高的总效率。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述基本本征的a-Si:H层具有150纳米至350纳米，更特别180纳米至310纳米的厚度。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，以所述n-掺杂的a-Si:H的第一层开始并包括其和以所述n-掺杂的µc-Si:H层结束并包括其的叠层的厚度为至少10纳米和最多50纳米。特别地，所述n-掺杂的a-Si:H的第一层具有至少5纳米和最多30纳米的厚度。特别地，所述n-掺杂的µc-Si:H层具有至少5纳米和最多30纳米的厚度。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述n-掺杂的a-Si:H的第二层的厚度为10纳米至50纳米，特别为20纳米至40纳米。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述第二导电氧化物层的厚度为最多1.8微米，特别为1.4微米至1.7微米。1.8微米的最大厚度经证实是足够的（与光伏电池的其它特征结合）并能够实现总体短的沉积时间。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述第二导电氧化物层至少半透明。其可以基本透明，特别是在使用合适的背反射体（back
reflector）时。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述第二导电氧化物层是n-掺杂的，特别是被硼，更特别借助二硼烷掺杂。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，为高电导率（垂直于层延伸方向）和在较低程度上为强散射优化所述第二导电氧化物层。提供强散射和合适量的透明度能在使用合适的背反射体时应对所述基本本征的µc-Si:H层的相对较低厚度。
在可以与一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，该光伏电池包含背反射体。所述背反射体可以是例如施加到光伏电池，特别是施加到所述第二导电氧化物层上的箔，其中该背反射体优选是反射性和白色的。可以使用漆或色料，特别是白色漆或色料作为背反射体，例如通过将其施加到所述第二导电氧化物层上。或者可以使用基本由金属，特别是金属涂层制成的背反射体。基本由金属制成的背反射体用于支援所述第二导电氧化物层。
本发明的光伏转换器面板包含至少一个本发明的光伏电池。
在光伏转换器面板的一个实施方案中，该光伏转换器面板包含多个本发明的光伏电池并具有至少2500平方厘米的表面积。这清楚地使该光伏转换器面板区别于实验室样品。
本发明包含具有本发明的相应光伏电池的特征的光伏转换器面板，反之亦然。
该光伏转换器面板的优点对应于相应的光伏电池的优点，反之亦然。
制造光伏电池或光伏转换器面板的方法包括以下列顺序在透明基板上沉积下列层的步骤：
b) 第一导电氧化物层；
c) 第一p-i-n结；
d) 第二p-i-n结；
e) 第二导电氧化物层；
其中步骤b)包含或基本在于借助低压化学气相沉积法沉积基本透明的ZnO层；和步骤e)包含或基本在于借助低压化学气相沉积法沉积至少部分透明的ZnO层；和其中步骤c)以下列顺序包括下列步骤：
c0) 借助PECVD沉积p-掺杂的a-Si:H层以使其在其面向所述第二p-i-n结的末端区域处具有比在其面向所述第一导电氧化物层的末端区域处高的带隙；
c4) 借助PECVD在没有主动添加掺杂剂的情况下沉积a-Si:H缓冲层；
c5) 借助PECVD沉积基本本征的a-Si:H层；
c6) 借助PECVD沉积n-掺杂的a-Si:H的第一层；和
c7) 借助PECVD沉积n-掺杂的µc-Si:H层；和
其中步骤d)以下列顺序包括下列步骤：
d1) 借助PECVD沉积p-掺杂的µc-Si:H层；
d2) 借助PECVD沉积基本本征的µc-Si:H层；和
d3) 借助PECVD沉积n-掺杂的a-Si:H的第二层。
这能以有效方式大量生产具有高效率的光伏电池和光伏转换器面板。
在该方法的一个实施方案中，步骤c4)如下：
c4) 借助PECVD在没有向PECVD反应物气体中主动添加掺杂剂的情况下沉积a-Si:H缓冲层。
在可以与上述实施方案结合的该方法的一个实施方案中，该方法是分别大规模工业制造光伏电池和光伏转换器面板，特别是至少2500平方厘米表面积的光伏转换器面板的方法。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，在所述沉积步骤中，选择沉积参数和沉积时间以使所述第一导电氧化物层的厚度dTCO适用1微米 ≤ dTCO
≤ 4微米，更特别地1.3微米 ≤ dTCO ≤ 3微米。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，在所述沉积步骤中，选择沉积参数和沉积时间以使所述p-掺杂的a-Si:H层的厚度为至少8纳米和最多20纳米，特别为至少9纳米和最多17纳米。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，在所述沉积步骤中，选择沉积参数和沉积时间以使所述缓冲层的厚度为至少2纳米和最多15纳米，更特别为至少5.5纳米和最多12纳米。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，在所述沉积步骤中，选择沉积参数和沉积时间以使所述基本本征的a-Si:H层的厚度为至少150纳米和最多350纳米，更特别为至少180纳米和最多310纳米。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，在所述沉积步骤中，选择沉积参数和沉积时间以使以所述n-掺杂的a-Si:H的第一层开始并包含其和以所述n-掺杂的µc-Si:H层结束并包含其的叠层的厚度为至少10纳米和最多50纳米。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，在所述沉积步骤中，选择沉积参数和沉积时间以使所述p-掺杂的µc-Si:H层的厚度为至少10纳米和最多30纳米。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，在所述沉积步骤中，选择沉积参数和沉积时间以使所述基本本征的µc-Si:H层的厚度di为至少0.8微米和最多2微米，更特别为至少1微米和最多1.6微米。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，在所述沉积步骤中，选择沉积参数和沉积时间以使所述n-掺杂的a-Si:H的第二层的厚度为至少10纳米和最多50纳米，特别为30纳米 ± 10纳米。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，在所述沉积步骤中，选择沉积参数和沉积时间以使所述第二导电氧化物层的厚度为最多1.8微米，特别为1.4微米至1.7微米。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，步骤c0)包含下列步骤或基本在于下列步骤
c1) 借助PECVD沉积p-掺杂的a-Si:H的第一层；
c2) 借助PECVD沉积p-掺杂的a-Si:H的第二层，其带隙高于所述p-掺杂的a-Si:H的第一层。
如上所述，有其它实现步骤c0)的可能性，例如在步骤c0)过程中进行连续气体变化，如在步骤c0)的PEVCD法过程中改变反应物气体的CH4含量。
在可以与上述实施方案结合的该方法的一个实施方案中，
- 在步骤c1)中，选择沉积参数和沉积时间以使所述p-掺杂的a-Si:H的第一层的厚度为最多10纳米，特别为最多7纳米，更特别为1纳米至6纳米；和其中
- 在步骤c2)中，选择沉积参数和沉积时间以使所述p-掺杂的a-Si:H的第二层的厚度大于所述p-掺杂的a-Si:H的第一层的所述厚度，特别使得所述p-掺杂的a-Si:H的第二层的所述厚度为至少5纳米和最多16纳米。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，该方法包括在步骤c0)之后和在步骤c4)之前进行下列步骤
c3) 使所述p-掺杂的a-Si:H的第二层暴露在包含水或醇的蒸气或气体中。
在可以与上述实施方案结合的该方法的一个实施方案中，通过在真空室中计量加入所述水或醇来进行步骤c3)，在此至少步骤c0)和c4)在不破坏其中的真空的情况下进行，特别地，其中在0.05毫巴至100毫巴的压力下，特别在100℃至350℃的基板温度下进行计量加料，特别计量加料小于10分钟，更特别小于5分钟。
在包含所述计量加料的一个实施方案中，进行所述计量加料而不使所述p-掺杂的a-Si:H的第二层暴露在等离子体下。
预计由于所述计量加料，在所述反应室的内表面上的来自步骤c0)的存在于真空室中的残留掺杂材料 - 至少在大程度上 - 转化成不能解吸的稳定化合物。因此，所述缓冲层，更重要地和在更大程度上，所述基本本征的a-Si:H层，具有极低掺杂剂污染（通常硼污染）程度。此外，也可以通过步骤c3)降低所述这两个层的氧污染。
步骤c3)的方法的进一步细节可见于US 2008/0076237
A1，其因此经此引用并入本专利申请中。
在可以与包含步骤c3)的方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述蒸气或气体包含水，或更特别地，基本是水。
在可以与包含步骤c3)的方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述蒸气或气体包含甲醇。
在可以与包含步骤c3)的方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，所述蒸气或气体包含异丙醇。
在可以与包含步骤c3)的方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，步骤c3)在使所述p-掺杂的a-Si:H的第二层暴露在所述蒸气或气体中之前包含通过使一气体，特别是硅烷流过其来从（用于进行PECVD法的真空室的）气体入口系统中清除其它气体的步骤。由此，从气体入口系统中清除由于之前的工艺步骤仍在气体入口系统中的残留气体。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，该方法包括在比步骤c0)中沉积所述p-掺杂的a-Si:H层的生长速率小的生长速率下沉积所述缓冲层，特别在步骤c0)中沉积所述p-掺杂的a-Si:H层的生长速率的最多一半的生长速率下沉积所述缓冲层。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，该方法包括在步骤c7)之后和在步骤d1)之前进行下列步骤
c8) 使所述n-掺杂的µc-Si:H层暴露在含氧等离子体，特别是除氧外还含有磷的等离子体中，以形成厚度小于2.5纳米，特别小于2纳米，更特别为0.1纳米至1.5纳米的第一氧化物层。
该等离子体充当氧自由基来源。氧自由基与要处理的表面相互作用。使用CO2作为等离子体的进料气体，由二氧化碳释放出氧，大概基本产生一氧化碳和氧自由基。如上文参照本发明的光伏电池提到的那样，更通常可以使用含氧气氛形成所述第一氧化物层；该气氛不是必须基于CO2，该气氛也不必须是等离子体激发的。这同样适用于第二和第三氧化物层。
形成所述第一氧化物层能够实现提高的再现性和工艺稳定性。如果在步骤c7)和步骤d1)之间将基板转移到不同的真空室中，更特别是如果这些步骤之间的样品转移包括破坏真空和暴露在环境大气中，这特别适用。
特别地，膦（PH3）和CO2的气体混合比为1 :
1000至1 : 1，更特别为1 :
100至1 : 10。
在可以与包含步骤c8)的方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，与所述等离子体一起进料的气体基本由CO2和PH3构成，并且可以例如通过微波放电以RF-、HF-、VHF-或DC-放电形式实现等离子体放电。
在可以与包含步骤c8)的方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，为了进给所述等离子体而送入进行步骤c8)用的真空室的气体以0.05至50标准升/分钟/平方米电极面积，更特别以0.1至5标准升/分钟/平方米电极面积的速率进给。
在可以与包含步骤c8)的方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，等离子体处理在压力为0.01毫巴至100毫巴，优选0.1毫巴至2毫巴的气氛中进行。
在可以与包含步骤c8)的方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，等离子体的功率密度经选择为低，特别是15至100 mW/cm2电极表面，更特别为25至50 mW/cm2电极表面。
在可以与包含步骤c8)的方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，调节步骤c8)中所述的处理以使基板温度大致保持在其在步骤c7)结束时的值。由此，可以避免加热和冷却周期。
在可以与包含步骤c8)的方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，步骤c8)进行2秒至120秒，更特别2秒至30秒的持续时间。
在可以与包含步骤c8)的方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，步骤c8)在进行步骤c7)用的相同真空室中进行。这有助于优化总体制造和生产量。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，该方法包括在步骤d3)之后和在步骤e)之前进行下列步骤
d4) 通过进行下列步骤之一来制造第二氧化物层
d4´) 使所述n-掺杂的a-Si:H的第二层暴露在含氧等离子体中，以形成所述第二氧化物层；和
d4´´) 利用PECVD使用包含含氧气体物类和含硅气体物类的进料气体将所述第二氧化物层沉积到所述n-掺杂的a-Si:H的第二层上；
其中所述第二氧化物层具有小于2.5纳米，特别小于2纳米，更特别为0.1纳米至1.5纳米的厚度。
所述第二氧化物层可以含有磷。在这种情况下，在步骤d4´)中，所述等离子体除氧外还含有磷，例如通过送入PH3，在步骤d4´)中的情况下，所述进料气体还包含含磷物类，如PH3。
就这种第二氧化物层和步骤d4´)而言，可以实现相同优点，在此也可以使用对步骤c8)提出的相同细节和工艺参数；只必须将步骤c7)和相应的n-掺杂的µc-Si:H层与步骤d3)和相应的n-掺杂的a-Si:H的第二层对换，和将步骤d1)与步骤e)对换。注意在步骤d4)中，提供磷和无磷的第二氧化物层都是可行的；在后一情况下，等离子体的进料气体可以例如基本由CO2构成。
在可以与该方法的一个或多个上述实施方案结合的一个实施方案中，该方法包括在步骤c6)之后和在步骤c7)之前进行下列步骤
c65) 使所述n-掺杂的a-Si:H的第一层暴露在含氧等离子体，特别是除氧外还含有磷的等离子体中，以形成厚度小于2.5纳米，特别小于2纳米，更特别为0.1纳米至1.5纳米的第三氧化物层。
就这种第三氧化物层和步骤c65)而言，可以实现相同优点，在此也可以使用对步骤c8)提出的相同细节和工艺参数；只必须将步骤c7)和相应的n-掺杂的µc-Si:H层与步骤c6)和相应的n-掺杂的a-Si:H的第一层对换，和将步骤d1)与步骤c7)对换。
本发明包括具有本发明的相应方法的特征的光伏电池和光伏转换器面板，反之亦然。
该方法的优点对应于相应装置的优点，反之亦然。
从从属权利要求和附图中看出进一步实施方案和优点。
附图简述
下面借助实施例和所含附图更详细描述本发明。附图显示：
图1示意性地，贯穿作为现有技术实例的单光伏电池的横截面；
图2示意性地，贯穿作为第二现有技术实例的光伏电池，即贯穿叠层电池的横截面；
图3示意性地，贯穿叠层光伏电池的横截面。
附图中所用的参考符号和它们的含义概括在参考符号列表中。所述实施方案意欲作为实施例且不应限制本发明。
发明详述
上面已经描述了图1和2。
图3显示贯穿叠层光伏电池1的示意性横截面，由此同时代表贯穿详细的相应光伏转换器面板1´的示意性横截面。
进一步在上述说明书中，已分别公开了光伏电池1和光伏转换器面板1´的非常多的细节。在此不重复。参考上文的公开内容和下述参考符号列表。
下面将给出一些进一步细节和解释。注意，使用大写字母标示层，而使用小写字母标示方法。层和它们的相应制造步骤通常同样地标示，但可分别使用大写字母和小写字母区分。
图3显示各层以什么顺序沉积在基板A上和分别以什么顺序进行制造电池1和面板1´的方法步骤。
已使用Oerlikon Solar KAI装置制造所述电池和面板。
对所有PECVD法而言，已使用40 MHz的激发频率。可以使用甚至更高的频率。
p-掺杂的硅中的掺杂剂原子是硼原子。n-掺杂的硅中的掺杂剂原子是磷原子。
p-掺杂的ZnO中的掺杂剂原子是磷原子。n-掺杂的ZnO中的掺杂剂原子是硼原子。
层C1具有5纳米 ± 1纳米的厚度。
层C2具有10纳米 ± 1纳米的厚度。
层C1、C2、C4、C5、C6、C7的沉积参数（气体和气体流速、等离子体激发功率和沉积时间）可见于下表：
*) sccm = 标准立方厘米/分钟
**) 可通过将该功率除以110 x 130平方厘米获得面积功率
(TMB = 三甲基硼)
至于层C65、C8和D4，通过使工件（电池或面板，视在各自的情况下制造的而定）表面暴露在产生等离子体放电的含氧气氛中，进行等离子体处理。由此，在各自的加工室中建立含有充当氧自由基来源的气体或气体混合物的气氛。该加工步骤在与之前的PECVD法相同的加工室中进行。在0.01至100毫巴之间，优选0.1至2毫巴之间的范围内选择处理用的气氛的压力。等离子体的功率密度经选择为5至2500
mW/cm2（相对于电极面积），优选15至100 mW/cm2。处理时间通常为2秒至600秒，优选2至60秒。如果如如今优选的那样在主要含CO2的气氛中进行等离子体放电和因此该处理，则将气体以0.05至50标准升/分钟/平方米电极面积的速率送入处理室，其如今总计为通常0.1至5标准升/分钟/平方米电极面积。
至于层D3，必须指出，掺杂非晶半导体材料的沉积速率明显高于同样掺杂的微晶半导体材料的沉积速率，此外，工艺稳定性对沉积这种非晶层而言明显没有对沉积各自的微晶层而言重要。此外，用于沉积所述非晶层的功率消耗明显低于在相等沉积速率下沉积相应微晶层的功率消耗。因此，如本发明中提出的不提供掺杂微晶层而是提供掺杂非晶层作为层D3导致光伏电池和光伏转换器面板的大规模工业制造中的显著改进。
下列参数用于沉积层D1：
每单位基板表面的等离子体放电RF功率：大约0.1W/cm2
反应性气体：氢、硅烷和作为p-掺杂剂的三甲基硼
总压力： 2.5毫巴
沉积速率： 1Å/sec.
沉积时间： 大约3分钟。
在涂布过程中，基板具有150℃至220℃的温度。
反应性气体任选就氧含量（以及如今可能的）提纯。这样的纯化气体的使用主要避免在所述层D1沉积过程中真空室的氧污染。
下列参数用于沉积层D2：
每单位基板表面的等离子体放电RF功率：至少大约0.1W/cm2
反应性气体：氢、硅烷
总压力： 2.5毫巴
沉积速率： 5至6 Å/sec
在涂布过程中，基板具有150℃至220℃的温度。
下列参数用于沉积层D3：
每单位基板表面的等离子体放电RF功率：至少大约0.1W/cm2
反应性气体：氢、硅烷、作为n-掺杂剂的膦
总压力： 0.5毫巴
沉积速率： 2-3 Å/sec
在涂布过程中，基板具有150℃至220℃的温度。
获得下列结果：
对含有99个光伏电池的1.4平方米的光伏转换器面板而言，在批量生产条件下的批量生产中获得下列平均结果（对300个面板平均）和下列最佳结果：
300个面板的平均值/ 最佳面板
初始VOC:
132.1 V /
133.2 V
初始ISC: 1.5 A
1.533 A / 1.567 A
初始功率P: 128 W
133.2 W
/ 139.8 W
填充因子：
65.7 % /
67 %
(VOC是指开路电压且ISC是指短路电流)
提出的光伏电池1和光伏转换器面板1´和相应的制造方法能够在工业规模制造中实现优异效率。
参考符号列表
1 光伏电池
1´ 光伏转换器面板
A 基板
B 第一导电氧化物层
C 第一p-i-n结
C0 p-掺杂的a-Si:H层
C1 第一p-掺杂的a-Si:H层
C2 第二p-掺杂的a-Si:H层
C3 步骤c3)的效应的指示
C4 缓冲层
C5 基本本征的a-Si:H层
C6 n-掺杂的a-Si:H的第一层
C65 第三氧化物层
C7 n-掺杂的µc-Si:H层
C8 第一氧化物层
D 第二p-i-n结
D1 p-掺杂的µc-Si:H层
D2 基本本征的µc-Si:H层
D3 n-掺杂的a-Si:H的第二层
D4 第二氧化物层
E 第二导电氧化物层
F 背反射体
Claims (26)
1.光伏电池，其包含，以下列顺序沉积在透明基板上的
- 第一导电氧化物层；
- 第一p-i-n结；
- 第二p-i-n结；
- 第二导电氧化物层；
其中
- 所述第一导电氧化物层是基本透明的并包含低压化学气相沉积的ZnO层；和
- 所述第二导电氧化物层包含至少部分透明的低压化学气相沉积的ZnO层；和
其中所述第一p-i-n结以下列顺序包含
- p-掺杂的a-Si:H层，其利用PECVD沉积并在其面向所述第二p-i-n结的末端区域处具有比在其面向所述第一导电氧化物层的末端区域处更高的带隙；
- 利用PECVD沉积的没有主动添加掺杂剂的a-Si:H缓冲层；
- 利用PECVD沉积的基本本征的a-Si:H层；
- 利用PECVD沉积的n-掺杂的a-Si:H的第一层；和
- 利用PECVD沉积的n-掺杂的µc-Si:H层；和
其中所述第二p-i-n结以下列顺序包含
- 利用PECVD沉积的p-掺杂的µc-Si:H层；
- 利用PECVD沉积的基本本征的µc-Si:H层；和
- 利用PECVD沉积的n-掺杂的a-Si:H的第二层。
2.根据权利要求1的光伏电池，其中所述第一导电氧化物层的厚度dTCO适用1微米 ≤ dTCO ≤ 4微米，更特别地1.3微米 ≤ dTCO ≤ 3微米，且其中所述厚度dTCO和所述基本本征的µc-Si:H层的厚度di适用1.25 ≤ (dTCO/微米)·(di/微米 – 0.4) ≤ 2，更特别地1.35 ≤ (dTCO/微米)·(di/微米 – 0.4) ≤
1.85。
3.根据权利要求1或权利要求2的光伏电池，其中所述p-掺杂的a-Si:H层在面向所述第二p-i-n结的所述末端区域处的所述带隙比所述p-掺杂的a-Si:H层在面向所述第一导电氧化物层的所述末端区域处的所述带隙高至少0.15 eV，更特别高至少0.2 eV和最多0.5 eV。
4.根据前述权利要求任一项的光伏电池，其中所述p-掺杂的a-Si:H层包含
- 利用PECVD沉积的p-掺杂的a-Si:H的第一层；和
- 利用PECVD沉积并具有比所述p-掺杂的a-Si:H的第一层高的带隙的p-掺杂的a-Si:H的第二层。
5.根据权利要求4的光伏电池，其中所述p-掺杂的a-Si:H的第一层的厚度为最多10纳米，特别为最多7纳米，且其中所述p-掺杂的a-Si:H的第二层的厚度为至少5纳米和最多16纳米，且其中所述p-掺杂的a-Si:H的第二层的所述厚度大于所述p-掺杂的a-Si:H的第一层的所述厚度。
6.根据前述权利要求之一的光伏电池，其以上述层次序紧邻在所述p-掺杂的µc-Si:H层之前包含厚度小于2.5纳米，特别小于2纳米，更特别为0.1纳米至1.5纳米的第一氧化物层。
7.根据前述权利要求之一的光伏电池，其以上述层次序紧邻在所述第二导电氧化物层之前包含厚度小于2.5纳米，特别小于2纳米，更特别为0.1纳米至1.5纳米的第二氧化物层。
8.根据前述权利要求之一的光伏电池，其以上述层次序紧邻在所述n-掺杂的µc-Si:H层之前包含厚度小于2.5纳米，特别小于2纳米，更特别为0.1纳米至1.5纳米的第三氧化物层。
9.根据前述权利要求之一的光伏电池，其中所述缓冲层具有至少2纳米和最多15纳米，更特别为至少5纳米和最多12纳米的厚度。
10.根据前述权利要求之一的光伏电池，其中所述缓冲层利用PECVD在比沉积所述p-掺杂的a-Si:H层的生长速率小的生长速率下沉积，特别利用PECVD在沉积所述p-掺杂的a-Si:H层的生长速率的最多一半的生长速率下沉积。
11.根据前述权利要求之一的光伏电池，其中所述基本本征的µc-Si:H层的厚度di为至少0.8微米和最多2微米，更特别为至少1微米和最多1.6微米。
12.根据前述权利要求之一的光伏电池，其中所述基本本征的µc-Si:H层的厚度di为所述基本本征的a-Si:H层的厚度的至少4倍和最多8倍大。
13.根据前述权利要求之一的光伏电池，其中以所述n-掺杂的a-Si:H的第一层开始并包括其和以所述n-掺杂的µc-Si:H层结束并包括其的叠层的厚度为至少10纳米和最多50纳米。
14.根据前述权利要求之一的光伏电池，其中所述第二导电氧化物层的厚度为最多1.8微米，特别为1.4微米至1.7微米。
15.包含至少一个根据前述权利要求之一的光伏电池的光伏转换器面板。
16.根据权利要求15的光伏转换器面板，其包含多个根据权利要求1至14之一的光伏电池并具有至少2500平方厘米的表面积。
17.制造光伏电池或光伏转换器面板的方法，包括以下列顺序在透明基板上沉积下列层的步骤：
b) 第一导电氧化物层；
c) 第一p-i-n结；
d) 第二p-i-n结；
e) 第二导电氧化物层；
其中步骤b)包含借助低压化学气相沉积法沉积基本透明的ZnO层；和
步骤e)包含借助低压化学气相沉积法沉积至少部分透明的ZnO层；和
其中步骤c)以下列顺序包括下列步骤：
c0) 借助PECVD沉积p-掺杂的a-Si:H层以使其在其面向所述第二p-i-n结的末端区域处具有比在其面向所述第一导电氧化物层的末端区域处更高的带隙；
c4) 借助PECVD在没有主动添加掺杂剂的情况下沉积a-Si:H缓冲层；
c5) 借助PECVD沉积基本本征的a-Si:H层；
c6) 借助PECVD沉积n-掺杂的a-Si:H的第一层；和
c7) 借助PECVD沉积n-掺杂的µc-Si:H层；和
其中步骤d)以下列顺序包括下列步骤：
d1) 借助PECVD沉积p-掺杂的µc-Si:H层；
d2) 借助PECVD沉积基本本征的µc-Si:H层；和
d3) 借助PECVD沉积n-掺杂的a-Si:H的第二层。
18.根据权利要求17的方法，其特征在于其是分别大规模工业制造光伏电池和光伏转换器面板，特别是至少2500平方厘米表面积的光伏转换器面板的方法。
19.根据权利要求17或权利要求18的方法，其中在所述沉积步骤中，选择沉积参数和沉积时间以使
- 所述第一导电氧化物层的厚度dTCO适用1微米 ≤ dTCO ≤ 4微米，更特别地1.3微米 ≤ dTCO ≤ 3微米；
- 所述p-掺杂的a-Si:H层的厚度为至少8纳米和最多20纳米，特别为至少9纳米和最多17纳米；
- 所述缓冲层的厚度为至少2纳米和最多15纳米，更特别为至少5.5纳米和最多12纳米；
- 所述基本本征的a-Si:H层的厚度为至少150纳米和最多350纳米，更特别为至少180纳米和最多310纳米；
-以所述n-掺杂的a-Si:H的第一层开始并包含其和以所述n-掺杂的µc-Si:H层结束并包含其的叠层的厚度为至少10纳米和最多50纳米；
- 所述p-掺杂的µc-Si:H层的厚度为至少10纳米和最多30纳米；
- 所述基本本征的µc-Si:H层的厚度di为至少0.8微米和最多2微米，更特别为至少1微米和最多1.6微米；
- 所述n-掺杂的a-Si:H的第二层的厚度为至少10纳米和最多50纳米，特别为30纳米 ± 10纳米；
- 所述第二导电氧化物层的厚度为最多1.8微米，特别为1.4微米至1.7微米。
20.根据权利要求17至19之一的方法，其中步骤c0)包含下列步骤
c1) 借助PECVD沉积p-掺杂的a-Si:H的第一层；
c2) 借助PECVD沉积p-掺杂的a-Si:H的第二层，其带隙高于所述p-掺杂的a-Si:H的第一层。
21.根据权利要求20的方法，其中
- 在步骤c1)中，选择沉积参数和沉积时间以使所述p-掺杂的a-Si:H的第一层的厚度为最多10纳米，特别为最多7纳米；和其中
- 在步骤c2)中，选择沉积参数和沉积时间以使所述p-掺杂的a-Si:H的第二层的厚度大于所述p-掺杂的a-Si:H的第一层的所述厚度，特别使得所述p-掺杂的a-Si:H的第二层的所述厚度为至少5纳米和最多16纳米。
22.根据权利要求17至21之一的方法，包括在步骤c0)之后和在步骤c4)之前进行下列步骤
c3) 使所述p-掺杂的a-Si:H的第二层暴露在包含水或醇的蒸气或气体中。
23.根据权利要求17至22之一的方法，包括在比步骤c0)中沉积所述p-掺杂的a-Si:H层的生长速率小的生长速率下沉积所述缓冲层，特别在步骤c0)中沉积所述p-掺杂的a-Si:H层的生长速率的最多一半的生长速率下沉积所述缓冲层。
24.根据权利要求17至23之一的方法，包括在步骤c7)之后和在步骤d1)之前进行下列步骤
c8) 使所述n-掺杂的µc-Si:H层暴露在含氧等离子体，特别是除氧外还含有磷的等离子体中，以形成厚度小于2.5纳米，特别小于2纳米，更特别为0.1纳米至1.5纳米的第一氧化物层。
25.根据权利要求17至24之一的方法，包括在步骤d3)之后和在步骤e)之前进行下列步骤
d4) 通过进行下列步骤之一来制造第二氧化物层
d4´) 使所述n-掺杂的a-Si:H的第二层暴露在含氧等离子体中，以形成所述第二氧化物层；和
d4´´) 利用PECVD使用包含含氧气体物类和含硅气体物类的进料气体将所述第二氧化物层沉积到所述n-掺杂的a-Si:H的第二层上；
其中所述第二氧化物层具有小于2.5纳米，特别小于2纳米，更特别为0.1纳米至1.5纳米的厚度。
26.根据权利要求17至25之一的方法，包括在步骤c6)之后和在步骤c7)之前进行下列步骤
c65) 使所述n-掺杂的a-Si:H的第一层暴露在含氧等离子体，特别是除氧外还含有磷的等离子体中，以形成厚度小于2.5纳米，特别小于2纳米，更特别为0.1纳米至1.5纳米的第三氧化物层。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Swiss Te Lui Bach Applicant after: Oerlikon Solar AG, Truebbach Address before: Swiss Te Lui Bach Applicant before: Oerlikon Solar IP AG. Truebbach |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: OERLIKON SOLAR AG (TRUBBACH) TO: OERLIKON SOLAR AG |
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| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150401 Termination date: 20161028 |