CN104795457A - 薄膜太阳能电池的cis基吸收层中的三维组成分布 - Google Patents

薄膜太阳能电池的cis基吸收层中的三维组成分布 Download PDF

Info

Publication number
CN104795457A
CN104795457A CN201410247822.XA CN201410247822A CN104795457A CN 104795457 A CN104795457 A CN 104795457A CN 201410247822 A CN201410247822 A CN 201410247822A CN 104795457 A CN104795457 A CN 104795457A
Authority
CN
China
Prior art keywords
area
absorbed layer
solar cell
composition distribution
different
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410247822.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104795457B (zh
Inventor
黄乾燿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Original Assignee
TSMC Solar Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TSMC Solar Ltd filed Critical TSMC Solar Ltd
Publication of CN104795457A publication Critical patent/CN104795457A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104795457B publication Critical patent/CN104795457B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02485—Other chalcogenide semiconducting materials not being oxides, e.g. ternary compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02494—Structure
    • H01L21/02496—Layer structure
    • H01L21/0251—Graded layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02568—Chalcogenide semiconducting materials not being oxides, e.g. ternary compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02587—Structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02614—Transformation of metal, e.g. oxidation, nitridation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/02631—Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
    • H01L31/0322—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 comprising only AIBIIICVI chalcopyrite compounds, e.g. Cu In Se2, Cu Ga Se2, Cu In Ga Se2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
    • H01L31/0322—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 comprising only AIBIIICVI chalcopyrite compounds, e.g. Cu In Se2, Cu Ga Se2, Cu In Ga Se2
    • H01L31/0323—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 comprising only AIBIIICVI chalcopyrite compounds, e.g. Cu In Se2, Cu Ga Se2, Cu In Ga Se2 characterised by the doping material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/065—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the graded gap type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0749—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type including a AIBIIICVI compound, e.g. CdS/CulnSe2 [CIS] heterojunction solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1876—Particular processes or apparatus for batch treatment of the devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了用于形成包括三维组成分布的薄膜太阳能电池的CIS基吸收层的结构和方法。本发明提供了具有两个或多个不同区域的图案化的吸收层，每个区域具有一种或多个组分的不同浓度分布。在一些实施例中，不同的区域具有各自不同的GGI分布。GGI表示CIS基吸收材料中的原子比率Ga/(Ga+In)，并且在一些实施例中两个或多个不同的区域具有从CIS基吸收层的顶部至底部的GGI梯度。方法包括使用共蒸发系统中的两个蒸发源以在衬底上产生彼此相邻的两个或多个不同区域。

Description

薄膜太阳能电池的CIS基吸收层中的三维组成分布
技术领域
本发明涉及太阳能电池及其制造方法，更具体地，涉及具有CIS基吸收层的太阳能电池。
背景技术
太阳能电池是用于从太阳光直接产生电流的光伏组件。近些年来，由于对清洁能源的需求的不断增加，太阳能电池的制造已大幅扩张。太阳能电池的吸收层从光中吸收光子并且将太阳能的光子直接转化成电，并且因此，吸收层在太阳能电池的功能中是重要的。
CIS基吸收层是太阳能电池中常见的吸收层。CIS基吸收层是包括铜、诸如铟(In)和镓(Ga)的Ⅲ族元素、以及诸如硒(Se)和硫(S)的Ⅵ族元素的五元Cu-Ⅲ-Ⅵ2合金系统。CIS基吸收体的实例包括诸如CuInSe2和Cu(InGa)Se2的硒化物、诸如CuInS2和Cu(InGa)S2的硫化物以及诸如Cu(InGa)(Se,S)2化合物的复合CIS基吸收体。
包括CIS基吸收层的一些吸收层的组分的其中一种具有从膜的顶部至底部的梯度，并且该梯度表示组分或比率从膜顶至膜底的一维分布。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明提供了一种太阳能电池，包括：衬底；以及吸收层，设置在所述衬底上方，所述吸收层具有底面和顶面以及包括至少一个第一区域和多个第二区域的水平图案，所述第一区域和所述第二区域从所述底面至所述顶面具有不同的组成分布。
在上述太阳能电池中，其中，所述第一区域和所述第二区域均包括铜、铟、镓、硒和硫，并且所述组成分布表示原子比率Ga/(Ga+In)的梯度。
在上述太阳能电池中，还包括多个第三区域，其中，所述至少一个第一区域具有第一组成分布，每个所述第二区域具有相应的第二组成分布，并且每个所述第三区域具有第三组成分布，其中，所述第一组成分布、所述第二组成分布和所述第三组成分布均彼此不同。
根据本发明的另一个方面，提供了一种太阳能电池包括：衬底；CIS基吸收层，设置在所述衬底的上方，所述CIS基吸收层具有底面和顶面以及包括至少一个第一区域和多个第二区域的水平图案，所述第一区域和所述第二区域从所述底面至所述顶面具有不同的组成分布。
在上述太阳能电池中，其中，所述至少一个第一区域和所述多个第二区域由相同的组分形成。
在上述太阳能电池中，其中，所述至少一个第一区域和所述多个第二区域由相同的组分形成；在每个所述第一区域和每个所述第二区域中，所述组成分布是从所述顶面至所述底面增加的原子比率Ga/(Ga+In)的梯度。
在上述太阳能电池中，其中，所述CIS基吸收层包括五元Cu-Ⅲ-Ⅵ2合金材料，并且所述至少一个第一区域和所述多个第二区域均由至少包括至少Cu、In、Ga以及S和Se中的至少一种的相同组分形成，其中，所述组成分布是原子比率Ga/(Ga+In)的梯度。
在上述太阳能电池中，其中，所述至少一个第一区域包括多个第一区域，并且所述第一区域和所述第二区域为矩形形状且以棋盘式图案的方式布置。
在上述太阳能电池中，其中，所述多个第二区域包括离散的第二区域，并且所述至少一个第一区域包括一个块状第一区域，所述一个块状第一区域占据所述CIS基吸收层中未被所述第二区域占据的所有其他部分，并且所述组成分布是原子比率Ga/(Ga+In)的梯度。
在上述太阳能电池中，其中，每个所述第一区域包括所述第一组成分布，所述第一组成分布是从所述顶面至所述底面的组分浓度的第一梯度，每个所述第二区域包括所述第二组成分布，所述第二组成分布是从所述顶面至所述底面的所述组分浓度的第二梯度，所述第一梯度不同于所述第二梯度。
在上述太阳能电池中，其中，每个所述第一区域包括所述第一组成分布，所述第一组成分布是从所述顶面至所述底面的组分浓度的第一梯度，每个所述第二区域包括所述第二组成分布，所述第二组成分布是从所述顶面至所述底面的所述组分浓度的第二梯度，所述第一梯度不同于所述第二梯度；所述水平图案还包括多个第三区域，每个所述第三区域均具有所述组分浓度的第三梯度，所述第三梯度不同于所述第一梯度和所述第二梯度。
在上述太阳能电池中，还包括：在所述衬底和所述CIS基吸收层之间设置的背电极层，在所述CIS基吸收层上方设置的缓冲层，以及在所述缓冲层上方设置的窗口层。
在上述太阳能电池中，其中，所述至少一个第一区域包括多个第一区域，并且所述水平图案是所述第一区域和所述第二区域的周期性图案。
根据本发明的又一个方面，提供了一种形成太阳能电池的方法，包括：通过以下步骤在共蒸发装置中的衬底上方形成图案化的CIS基吸收层：使用第一蒸发源进行第一蒸发以在所述衬底的至少一个第一部分中形成具有第一组成分布的至少一个第一区域，以及使用第二蒸发源进行第二蒸发以形成均具有第二组成分布的多个第二区域，每个所述第二区域均位于所述衬底的相应的第二部分中，其中，所述至少一个第一区域中的每一个和所述多个第二区域中的每一个均包括共同的组分并且所述第一组成分布不同于所述第二组成分布。
在上述方法中，其中，所述第一组成分布是至少一种组分从所述CIS基吸收层的顶面至底面的第一梯度，并且所述第二组成分布是所述至少一种组分从所述CIS基吸收层的所述顶面至所述底面的第二梯度。
在上述方法中，其中，所述第一组成分布是至少一种组分从所述CIS基吸收层的顶面至底面的第一梯度，并且所述第二组成分布是所述至少一种组分从所述CIS基吸收层的所述顶面至所述底面的第二梯度；所述第一梯度和所述第二梯度均包括原子比率Ga/(Ga+In)。
在上述方法中，其中，所述至少一个第一区域和每个所述第二区域均设置在所述CIS基吸收层的不同横向位置处。
在上述方法中，其中，所述衬底包括在所述衬底上设置的背电极层，并且在所述衬底上方形成所述图案化的CIS基吸收层包括在所述背电极层上形成所述图案化的CIS基吸收层，并且所述方法还包括：在所述CIS基吸收层上方形成缓冲层和在所述缓冲层上方形成窗口层。
在上述方法中，还包括：在硫化工艺中用硫处理所述图案化的CIS基吸收层，其中，同时进行所述第一蒸发和所述第二蒸发。
在上述方法中，其中，每个所述第二区域均是圆形形状并且在所述CIS基吸收层上周期性地布置。
附图说明
当结合附图进行阅读时，根据下面的详细描述可以更好地理解本发明的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘出。事实上，为了清楚的论述，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
图1是根据本发明的一些实施例的具有吸收层的太阳能电池的截面图。
图2是根据本发明的一些实施例的太阳能电池的吸收层的透视图。
图3A是根据本发明的一些实施例的CIS基吸收层的顶视平面图，图3B是图3A的CIS基吸收层的一部分的截面图，以及图3C是根据本发明的一些实施例示出的CIS基吸收层的组分的梯度分布的截面图。
图4是根据本发明的一些实施例的吸收层的透视图。
图5是根据本发明的一些实施例示出的用于形成吸收层的不同区域的两个蒸发源的示意图。
图6是根据本发明的一些实施例示出的用于形成吸收层的不同区域的两个蒸发源的平面图。
图7是根据本发明的一些实施例的吸收层的透视图。
具体实施方式
为了实施所提供的主体的不同特征，以下公开提供了许多不同的实施例或实例。下文描述了部件和布置的特定实例以简化本发明。当然这些仅仅是实例并且不旨在限定。例如，以下描述中第一部件形成在第二部件上方或上可包括第一和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可包括其中在第一和第二部件之间形成额外的部件，使得第一和第二部件不可直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简明和清楚的目的，而且其本身没有规定所讨论的各个实施例和/或结构之间的关系。
本发明提供了太阳能电池和形成太阳能电池的方法。更具体而言，本发明提供了包括三维分布的吸收层。该吸收层是在衬底上方形成的图案化的薄膜，而且该吸收层包括至少两个不同类型的区域。在一些实施例中，从该吸收层的顶部至底部，这些不同的区域包括相同的组成材料，但是一种或多种材料的浓度或比率的分布不同。在一些实施例中，吸收层是用于薄膜太阳能电池的CIS基吸收层。CIS基吸收层是包括铜、诸如铟(In)和镓(Ga)的Ⅲ族元素，以及诸如硒(Se)和硫(S)的Ⅵ族元素的五元Cu-III-VI2合金系统。CIS基吸收体的实例包括诸如CuInSe2和Cu(InGa)Se2的硒化物、诸如CuInS2和Cu(InGa)S2的硫化物以及诸如Cu(InGa)(Se,S)2化合物的复合CIS基吸收体。
GGI代表包括镓和铟的CIS基吸收层中的原子比率Ga/(Ga+In)。在一些实施例中，从薄膜(CIS基吸收层)的顶部至底部的GGI分布在不同的区域中不同。在一些实施例中，GGI分布从CIS基吸收层的顶部至底部是梯度的，而且GGI分布在CIS基吸收层的不同区域中不同。在一些实施例中，增加的GGI比率增加了CIS基吸收层的带隙。在一些实施例中，增加的GGI比率增加了CIS基吸收层中导带的最小能级(Ec)，即，导带中的最小能级。由于一些区域中的GGI分布与其他区域中的GGI分布不同，因此产生了三维分布。
虽然首先同时结合了CIS基吸收层和GGI分布讨论了本发明，但是应该理解，所提供的这些实例仅仅是用于说明的目的，而且本发明可应用于CIS基太阳能电池，在该CIS基太阳电池中，浓度梯度或各种其他组分的分布在不同部分是不同的。本发明也可以应用于其中存在两个以上区域的其他吸收层类型，其中第一区域的一种以上的材料具有从膜的顶部至底部的不同组成分布。在一些实施例中，组成吸收层的第一和第二区域都由相同的材料的形成并且包括一种以上的材料从顶部至底部的浓度或相对量的分布。在一些实施例中，这些分布是材料的浓度或比率的梯度，而且在一些实施例中，这些梯度在不同的区域是不同的。在一些实施例中，提供了多于两个的不同区域。
现论述CIS基吸收层中的三维GGI分布的实施例，根据本发明的三维GGI分布空间地降低了消耗区中的复合损耗并且改进了复合电流(Jo)。复合电流(Jo)是在太阳能电池的正偏p-n结的区域中复合的电子和空穴对的流动产生的电流。三维GGI分布也提供了3-D少数载流子运输路径并且改进了少数载流子的收集。这些特征为CIS基吸收层提供了许多优点，这些优点包括但不限于改进的开路电压(Voc)和改进的填充因数(FF)。开路电压(Voc)的定义是当输出电流为0时太阳能电池在AM1.5G光谱照射下的电压。开路电压(Voc)表示太阳能电池在工作时的可能的最大电压。FF的定义是太阳能电池的最大功率与Voc和Isc的乘积的比率。填充因数(FF)是描述太阳能电池的I-V曲线的“最大矩形面积(squareness)”的参数。再者，较高的FF表示凭借分流损耗、串联电阻损耗和p-n结中的复合损耗的较低功率损耗。
图1是根据本发明的一些实施例示出的在薄膜太阳能电池中所用的膜的堆叠的截面图。吸收层1形成在衬底3上方，其中背电极层5设置在衬底3和吸收层1之间。缓冲层7形成在吸收层1上方并且窗口层9设置在缓冲层7上方，然而本发明的其他实施例中也可以使用其他的膜布置。
在本发明的各个实施例中，吸收层1包括底面11和顶面13，并且厚度15可以在从约0.3μm至约0.5μm的范围内。在截面图中，吸收层1包括多个第一区域19和多个第二区域21。由于沿着从底面11至顶面13的一种或多种的材料的分布方向不同，因此第一区域19和第二区域21不同。在一些实施例中，第一区域19和第二区域21由相同的组分形成，而在其他实施例中，第一区域19和第二区域21由不同的组分形成。根据一些实施例，第一区域19和第二区域21中的一个或全部均包括一定浓度或相对量的一种或多种的材料，该一种或多种材料的浓度或相对量从底面11至顶面13变化，即，第一区域19和第二区域21中的一个或全部均包括从顶部至底部的浓度梯度。在一些实施例中，第一区域19和第二区域21中的一个具有恒定分布的主体材料。根据另一实施例，第一区19中一种或多种材料的分布不同于第二区21中一种或多种材料的分布。
在一些实施例中，吸收层1是前文所述的CIS基吸收层。在一些实施例中，吸收层1包括铜、铟、镓、以及硒和硫中的至少一种。在一些实施例中，组成分布是原子比率GGI，并且在一些实施例中，第一区域19中存在从底面11至顶面13的GGI梯度，而在其他实施例中，在第一区域19中从底面11至顶面13的GGI分布恒定。在一些实施例中，第二区域21中存在从底面11至顶面13的GGI梯度，而在其他实施例中，在第二区域21中从底面11至顶面13的GGI分布恒定。第一区域19中的GGI分布不同于第二区域21中的GGI分布。在一些实施例中，第一区域19和第二区域21的每个中都存在GGI分布，而且第一区域19与第二区域21之间的GGI分布不同。在一些实施例中，所有的第一区域19中的GGI分布相同。在一些实施例中，所有的第二区域21中的GGI分布相同。
在其他实施例中，吸收层1由不同的材料形成，而且第一区域19和第二区域21内包含的组分是相同的，但是第一区域19不同于第二区域21，这是因为这些区域包括不同的浓度分布或不同的材料比率，在不同的区域中这些浓度分布或材料比率从底面11至顶面13的变化不同。
尽管图1的截面图中示出了多个第一区域19，但是在一些实施例中，图1的截面图中示出的离散的第一区域19是单个第一区域19的一部分，如图2所示，该单个的第一区域19中设置有第二区域21。
图2是根据本发明的各个实施例的太阳能电池的透视图。吸收层1设置在衬底3上方。吸收层1包括相对于上方设置有吸收层1的衬底3形成水平图案的第一区域19和第二区域21。在图2的透视图中，第一区域19是延伸穿过吸收层1延伸的块状区域，并且吸收层1由第一区域19围绕的多个第二区域21限定。在各个实施例中，第二区域21呈现各种形状，并且图2中示出的圆形形状仅仅是一个实施例。在其他实施例中，第二区域21是直线形、椭圆形、抛物线或呈现各种其他形状。在一些实施例中，第二区域21包括具有不同形状的部分。在其他实施例中示出了第一和第二区域的其他布置。在图2中，第二区域21在吸收层1内形成周期性的(即，有规律的重复)图案，但是在其他实施例中，可以使用不同的、不规律重复的图案。在各个实施例中，相邻的第二区域之间的间隔25在从约0.1μm至约1000μm之间变化，并且间隔25在一定程度上取决于太阳能电池的整体尺寸，该整体尺寸在各个实施例中不同。在其他实施例中，类似于图案本身，间隔25是非周期性的，而且吸收层1上的图案包括具有不同形状的第一和第二区域，其中不同的区相对于彼此不同地间隔开。在一些实施例中，除了第一区域19和第二区域21之外还存在额外的区域。
图3A是根据本发明的一些实施例的吸收层1的顶视图，而且为了便于阐述，图3A还提供了x，y，z坐标系统。吸收层1包括在吸收层1的x，y平面中形成图案的第一区域19和第二区域21，并且诸如图1中所示，吸收层1形成在衬底的上方。图3B和图3C是与一个第二区域21相邻的一个第一区域19的截面图，其可以从图3A中示出的吸收层1上的一个位置截取。GA,B(z)分别代表第一区域19和第二区域21中的GGI(Ga/(Ga+In)的比率)作为沿z轴距离(即从顶面13至底面11的距离)的函数。在一些实施例中，从顶面13至底面11(即分别沿着方向25和27)，GA(z)和GB(z)都增加，而在一些实施例中，从顶面13至底面11，GA(z)和GB(z)都减少。在这些实施例中，在第一区域19和第二区域21中都存在GGI梯度。在其他实施例中，在第一区域19或第二区域21中GGI分布恒定。根据一个实施例，其中第一区域19和第二区域21都包括浓度梯度，由Ga/(Ga+In)关系限定的镓的百分比沿着方向25、27都增加。在其他实施例中，由Ga/(Ga+In)关系限定的镓的百分比沿着方向25、27减少，而在又一些其他实施例中，GA(z)沿着方向25增加并且GB(z)沿着方向27减少，在另一些其他实施例中，GA(z)沿着方向25减少并且GB(z)沿着方向27增加。在一些实施例中，GA(z)大于GB(z)，而在其他实施例中，GA(z)小于GB(z)，但是在每个实施例中，GA(z)不同于GB(z)。
图3C示出了第一区域19中沿着方向25的Ga浓度梯度以及第二区21中沿着方向27的Ga浓度梯度，其中第一区域19和第二区域21中的不同阴影表示不同的GGI值，即，不同的Ga浓度和不同的Ga/(Ga+In)比率。在一些实施例中，第一区域19中的GA(z)和第二区域21中的GB(z)(即，GGI比率)从顶面13至底面11增加。在示例性实施例中，GA(z)<GB(z)，即，作为距离z的函数的GGI在第二区域21中的增加大于在第一区域19中的增加。在其他实施例中，GA(z)>GB(z)。在又一实施例中，GA(z)≠GB(z)。在本发明的各个实施例中，GA(z)和GB(z)差别的程度不同。
图4示出了根据本发明的一些实施例的具有第一部分19和第二部分21的不同图案的吸收层1。在图4中，第一区域19和第二区域21的每个均为矩形形状并且它们在吸收层1中形成棋盘式图案。在图4中，第一区域19和第二区域21的每个均具有相同的尺寸，但是在其他实施例中，第一区域19和第二区域21具有不同的尺寸，而在其他实施例中，第一区域19和第二区域21的图案不是如图4中的有规律的重复图案。在又一些其他实施例中，第一区域19和第二区域21的一个或全部均呈现不同的形状。
图5是示出了两个蒸发源的示意图，诸如这两个蒸发源可以设置在用于形成前述相应的第一区域19和第二区域21的共蒸发装置中。蒸发源31用于形成第一区域19而蒸发源33用于形成第二区域21。在一些实施例中，蒸发源31和33在共蒸发装置中彼此相邻设置。在其他实施例中，以不同的方式布置蒸发源31和33，但是将蒸发源31和33配置成沉积彼此相邻的相应的第一区域19和第二区域21。诸如图5所示，在一些实施例中，蒸发源31和33包括相同的组分(诸如组分Se、Cu、In和Ga)。在一些实施例中，蒸发源31和33的相同组分具有不同的百分比。在一些实施例中，蒸发源31和33包括不同的组分。
根据本发明的用于形成吸收层的方法包括首先通过沉积(诸如蒸发)形成吸收层。使用共蒸发与多个蒸发源兼容的各种系统。在本发明的各个实施例中使用各种蒸发条件。在一些实施例中，对蒸发源31和33施加不同的功率以形成彼此不同的第一区域19和第二区域21。在一些实施例中，功率或其他蒸发条件在整个蒸发工艺过程中不同，并且在用于蒸发源31和33的整个蒸发工艺过程中不同地变化以分别产生具有不同GGI分布的第一区域19和第二区域21。在一些实施例中，在蒸发工艺的过程中，通过改变共蒸发源31和共蒸发源33的不同的蒸发参数从而分别形成包括不同GGI分布GA(z)和GB(z)的第一区域19和第二区域21。在各个实施例中使用各种方法以分别由不同的蒸发源31、33形成与第二区域21相邻的第一区域19，从而使得第一区域19具有不同的GGI分布GA(z)和GB(z)。
在一些实施例中，使用蒸发源31的蒸发与使用蒸发源33的蒸发同时进行，而在其他实施例中，由蒸发源31和蒸发源33的蒸发在不同的时间进行并且可以依次进行。
图6是在本发明的一些实施例中示出了用于产生相应的第一区域19和第二区域21的在共蒸发装置内布置的多个共蒸发源31、33的透视图。定向蒸发箭头37表示从蒸发源31、33的蒸发以产生相应的第一区域19和第二区域21。其他实施例中使用了其他布置。执行一个共蒸发操作或多个共蒸发操作以形成包括Cu、In、Ga和Se以及包括分别具有不同的GGI分布GA(z)和GB(z)的第一区域19和第二区域21的CIGS吸收层。随后，在本发明的一些实施例中实施硫化处理工艺。对吸收层施加的硫化处理工艺将CIGS吸收层(铜、铟、镓、硒)转化成CIGSS吸收层(铜、铟、镓、硒、硫)，该CIGSS吸收层具有包括上述的具有不同的GGI分布的第一区域19和第二区域21的图案。硫化工艺包括将太阳能电池设置在处理室内的处理，该处理室处于包括硫源的环境中。在其他实施例中，使用各种温度和其他处理条件。
图7示出了根据本发明的其他实施例的吸收层。吸收层41形成在衬底3上并且图案化为包括多个不同的区域。吸收层41包括第一区域43、第二区域45和第三区域47。在一些实施例中，吸收层41是CIS基吸收层。在一些实施例中，第一区域43、第二区域45和第三区域47均包括一种或多种组分从吸收层41的顶部至吸收层41的底部的不同浓度分布。可以看出，第二区域45和第三区域47具有不同的形状。第二区域45本身具有不同的形状，并且第三区域47本身具有不同的形状。第一区域43、第二区域45和第三区域47的相对尺寸在各个实施例中不同。在一些实施例中，在整个不同的区域中吸收层41由相同的组分形成，而相应的区域43、45、47由于吸收层41具有一种或多种组分的浓度梯度而彼此不同。在其他实施例中，第一区域43、第二区域45和第三区域47由不同的组分形成。
本发明的吸收层提供降低的复合损耗和改进的Jo，从而改进了Voc和FF。根据一些CIS基吸收层实施例的GGI分布的三维性质包括与具有不同GGI分布的部分组合的高GGI分布(即高GB(z))，从而与传统的一维GGI分布相比，通过提供更大的带隙而空间地降低了消耗区中的复合损耗。三维GGI分布有利地提供了三维背面电场(BSF)，从而与传统的CIS基吸收层相比实现了少数载流子运输垫的增加和载流子收集的改进。改进的少数载流子收集导致在高压下光生电流Jph(V)的改进从而增加了太阳能电池的效率。高压下的更高的光生电流Jph(V)意味着当太阳能电池在最大功率点工作时载流子收集速率更高。因此，高压下的更高的光生电流Jph(V)改进了开路电压(Voc)和填充因数(FF)。
此外，为了便于描述，在本文中可以使用诸如“在…下面”、“在…下方”、“下”、“在…之上”、“上”等空间相对位置术语以便于在说明书中描述如附图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。这些空间相对位置术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位(除了附图中示出的方位之外)。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并因此对本文中使用的空间相对位置描述符可以进行相应的解释。
在一些实施例中，提供了一种太阳能电池。该太阳能电池包括：衬底和设置在衬底上方的吸收层。吸收层具有底面和顶面以及包括至少一个第一区和多个第二区域的水平图案，第一区域和第二区域从底面至顶面具有不同的组成分布。
在一些实施例中，提供了一种太阳能电池。该太阳能电池包括设置在衬底上方的CIS基吸收层。该CIS基吸收层具有底面和顶面以及包括至少一个第一区域和多个第二区域的水平图案，第一区域和第二区域从底面至顶面具有不同的组成分布。
在一些实施例中，提供了一种用于形成太阳能电池的方法。该方法包括：在共蒸发装置中设置衬底；通过以下步骤在衬底上方形成图案化的CIS基吸收层：使用第一蒸发源进行第一蒸发以在衬底的至少一个第一部分中形成具有第一组成分布的至少一个第一区域，以及使用第二蒸发源进行第二蒸发以形成均具有第二组成分布的多个第二区域，每个所述第二区域位于衬底的相应第二部分中。每个第一区域和多个第二区域中的每一个均包括共同的组分，并且第一组成分布不同于第二组成分布。
上面论述了多个实施例的特征，使得本领域普通技术人员可以更好地理解本发明的各个方面。本领域普通技术人员应该理解，他们可以很容易地使用本发明作为基础来设计或修改用于与本文所介绍的实施例执行相同的目的和/或实现相同优点的其他工艺和结构。本领域普通技术人员还应该意识到，这种等效构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，他们可以对本发明作出多种变化、替换以及改变。

Claims (10)

1.一种太阳能电池，包括：
衬底；以及
吸收层，设置在所述衬底上方，所述吸收层具有底面和顶面以及包括至少一个第一区域和多个第二区域的水平图案，所述第一区域和所述第二区域从所述底面至所述顶面具有不同的组成分布。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一区域和所述第二区域均包括铜、铟、镓、硒和硫，并且所述组成分布表示原子比率Ga/(Ga+In)的梯度。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，还包括多个第三区域，其中，所述至少一个第一区域具有第一组成分布，每个所述第二区域具有相应的第二组成分布，并且每个所述第三区域具有第三组成分布，其中，所述第一组成分布、所述第二组成分布和所述第三组成分布均彼此不同。
4.一种太阳能电池包括：
衬底；
CIS基吸收层，设置在所述衬底的上方，所述CIS基吸收层具有底面和顶面以及包括至少一个第一区域和多个第二区域的水平图案，所述第一区域和所述第二区域从所述底面至所述顶面具有不同的组成分布。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述至少一个第一区域和所述多个第二区域由相同的组分形成。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其中，在每个所述第一区域和每个所述第二区域中，所述组成分布是从所述顶面至所述底面增加的原子比率Ga/(Ga+In)的梯度。
7.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述CIS基吸收层包括五元Cu-Ⅲ-Ⅵ2合金材料，并且所述至少一个第一区域和所述多个第二区域均由至少包括至少Cu、In、Ga以及S和Se中的至少一种的相同组分形成，其中，所述组成分布是原子比率Ga/(Ga+In)的梯度。
8.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述至少一个第一区域包括多个第一区域，并且所述第一区域和所述第二区域为矩形形状且以棋盘式图案的方式布置。
9.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中所述多个第二区域包括离散的第二区域，并且所述至少一个第一区域包括一个块状第一区域，所述一个块状第一区域占据所述CIS基吸收层中未被所述第二区域占据的所有其他部分，并且所述组成分布是原子比率Ga/(Ga+In)的梯度。
10.一种形成太阳能电池的方法，包括：
通过以下步骤在共蒸发装置中的衬底上方形成图案化的CIS基吸收层：
使用第一蒸发源进行第一蒸发以在所述衬底的至少一个第一部分中形成具有第一组成分布的至少一个第一区域，以及
使用第二蒸发源进行第二蒸发以形成均具有第二组成分布的多个第二区域，每个所述第二区域均位于所述衬底的相应的第二部分中，
其中，所述至少一个第一区域中的每一个和所述多个第二区域中的每一个均包括共同的组分并且所述第一组成分布不同于所述第二组成分布。
CN201410247822.XA 2014-01-21 2014-06-05 薄膜太阳能电池的cis基吸收层中的三维组成分布 Active CN104795457B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/159,468 US9431562B2 (en) 2014-01-21 2014-01-21 Three dimensional compositional profile in CIS-based absorber layers of thin film solar cells
US14/159,468 2014-01-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104795457A true CN104795457A (zh) 2015-07-22
CN104795457B CN104795457B (zh) 2017-04-12

Family

ID=53545566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410247822.XA Active CN104795457B (zh) 2014-01-21 2014-06-05 薄膜太阳能电池的cis基吸收层中的三维组成分布

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9431562B2 (zh)
CN (1) CN104795457B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108091712A (zh) * 2017-12-27 2018-05-29 安徽银欣新能源科技有限公司 一种太阳能电池及其芯片和该芯片的制备方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9653628B2 (en) * 2014-03-10 2017-05-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Absorber layer for photovoltaic device, and method of making the same
JP6571034B2 (ja) * 2016-03-17 2019-09-04 株式会社東芝 光電変換素子モジュール、太陽電池及び太陽光発電システム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1853282A (zh) * 2003-08-14 2006-10-25 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
CN102498576A (zh) * 2009-02-15 2012-06-13 纳米太阳能公司 由平衡前体形成的太阳能电池吸收层
WO2012165500A1 (ja) * 2011-05-31 2012-12-06 京セラ株式会社 光電変換素子およびその製造方法
CN103361600A (zh) * 2013-07-17 2013-10-23 深圳先进技术研究院 太阳能电池光吸收层制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1853282A (zh) * 2003-08-14 2006-10-25 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
CN102498576A (zh) * 2009-02-15 2012-06-13 纳米太阳能公司 由平衡前体形成的太阳能电池吸收层
WO2012165500A1 (ja) * 2011-05-31 2012-12-06 京セラ株式会社 光電変換素子およびその製造方法
CN103361600A (zh) * 2013-07-17 2013-10-23 深圳先进技术研究院 太阳能电池光吸收层制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108091712A (zh) * 2017-12-27 2018-05-29 安徽银欣新能源科技有限公司 一种太阳能电池及其芯片和该芯片的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104795457B (zh) 2017-04-12
US20150207010A1 (en) 2015-07-23
US9431562B2 (en) 2016-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Biplab et al. Performance enhancement of CIGS-based solar cells by incorporating an ultrathin BaSi2 BSF layer
Mostefaoui et al. Simulation of high efficiency CIGS solar cells with SCAPS-1D software
Kumar Organic solar cells: device physics, processing, degradation, and prevention
US9269839B2 (en) Solar cell and method of manufacturing the same
US9899551B2 (en) Optoelectronic device and method of producing the same
Morales-Acevedo Solar cells: Research and application perspectives
Zununovich et al. The difference between the contact structure with nanosize inclusions from the semiconductor photodiodes
Negami et al. Large-area CIGS absorbers prepared by physical vapor deposition
CN104795457A (zh) 薄膜太阳能电池的cis基吸收层中的三维组成分布
JP7175993B2 (ja) 改善したシャント抵抗を有する薄膜ソーラーモジュール
Islam et al. Design of a highly efficient n-CdS/p-AgGaTe2/p+-SnS double-heterojunction thin film solar cell
CN105103306A (zh) 光生伏打电池以及制造这种电池的方法
Sharbati et al. Model for increased efficiency of CIGS solar cells by a stepped distribution of carrier density and Ga in the absorber layer
Maragliano et al. Three-Dimensional Cu (InGa) Se $ _ {\bf 2} $ Photovoltaic Cells Simulations: Optimization for Limited-Range Wavelength Applications
KR101173419B1 (ko) 태양전지 및 이의 제조방법
Salve State of art of thin film photovoltic cell: A review
CN104916716B (zh) 用于光伏器件的吸收层及其制造方法
US20130240010A1 (en) Solar cell and manufacturing method thereof
US20190312069A1 (en) Optoelectronic device
Zhang et al. The numerical simulation of CIS/CISSe graded band gap solar cell using SCAPS-1D software
Bibi et al. Numerical modeling and performance analysis of a novel Cd-free all-Kesterite tandem solar cell using SCAPS-1D
Sun et al. Voc degradation in TF-VLS grown InP solar cells
Hossain et al. Design of a high efficiency ultrathin CdTe/CdS pin solar cell with optimized thickness and doping density of different layers
US9685580B2 (en) Method of making photovoltaic cell
Pulfrey et al. Performance predictions for monolithic thin-film CdTe/Ge tandem solar cells

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20160804

Address after: Hsinchu, Taiwan, China

Applicant after: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd.

Address before: Taichung City, Taiwan, China

Applicant before: TSMC Solar Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant