CN104952982B - 通过合适的热处理制造光伏器件的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造光伏器件的方法包括：在光伏器件的衬底之上形成吸收层的步骤，在吸收层上方形成缓冲层的步骤，以及以第一加热速率将光伏器件预加热至选择的温度的步骤。第一加热速率大于5℃/分钟。该方法还包括在预加热光伏器件的步骤之后，在选择的温度下在缓冲层上方形成正面接触层的步骤。本发明还提供了通过合适的热处理制造光伏器件的方法。

Description

通过合适的热处理制造光伏器件的方法
技术领域
本发明总体涉及光伏器件领域，更具体地，涉及通过合适的热处理制造光伏器件的方法。
背景技术
本发明通常涉及光伏器件，更具体地，涉及一种制造光伏器件的方法，以及产生的具有高功率和高量子效率的光伏器件。
光伏器件(也被称为太阳能电池)吸收太阳光并将光能转化成电能。光伏器件及其制造方法不断发展以在具有更薄设计的情况下提供更高的转化效率。
薄膜太阳能电池基于在衬底上沉积的一层或多层光伏材料的薄膜。光伏材料的膜厚在从几纳米到数十微米的范围内。这种光伏材料的实例包括碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒化物(CIGS)和非晶硅(α-硅)。这些材料用作光吸收件。光伏器件还可以包括诸如缓冲层、背面接触层、和正面接触层的其他薄膜。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种制造光伏器件的方法，包括：在所述光伏器件的衬底之上形成吸收层；在所述吸收层上方形成缓冲层；以第一加热速率将所述光伏器件预加热至选择的温度，所述第一加热速率大于5℃/分钟；以及在预加热所述光伏器件的步骤之后，在所述选择的温度下在所述缓冲层上方形成正面接触层。
在上述方法中，还包括：在形成所述吸收层的步骤之前，在所述衬底之上形成背面接触层。
在上述方法中，其中，所述第一加热速率在从5℃/分钟至25℃/分钟的范围内。
在上述方法中，其中，所述第一加热速率在从6℃/分钟至22℃/分钟的范围内。
在上述方法中，其中，所述第一加热速率在从8℃/分钟至11℃/分钟的范围内。
在上述方法中，其中，所述选择的温度在从150℃至200℃的范围内。
在上述方法中，其中，通过化学汽相沉积实施形成所述正面接触层的步骤。
在上述方法中，其中，所述正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用含锌前体和含硼前体通过化学汽相沉积形成所述正面接触层。
在上述方法中，其中，所述正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用含锌前体和含硼前体通过化学汽相沉积形成所述正面接触层；所述含锌前体包括二乙基锌，并且所述含硼前体包括乙硼烷。
在上述方法中，还包括：对实施所述预加热步骤的加工室施加真空；以及在预加热所述光伏器件的步骤之前，将惰性气体提供至所述加工室内。
根据本发明的另一个方面，提供了一种制造光伏器件的方法，包括：在所述光伏器件的衬底之上形成吸收层；在所述吸收层上方形成缓冲层；在热预算小于150000度*秒的情况下，将所述光伏器件预加热至选择的温度，其中，在所述预加热期间将所述热预算限定为温度相对于时间的积分；以及在预加热所述光伏器件的步骤之后，在所述选择的温度下在所述缓冲层上方形成正面接触层。
在上述方法中，其中，所述热预算在从30000度*秒至150000度*秒的范围内。
在上述方法中，其中，所述热预算在从35000度*秒至125000度*秒的范围内。
在上述方法中，其中，所述热预算在从70000度*秒至90000度*秒的范围内。
在上述方法中，其中，所述正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用含锌前体和含硼前体通过化学汽相沉积形成所述正面接触层。
在上述方法中，其中，所述正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用含锌前体和含硼前体通过化学汽相沉积形成所述正面接触层；在从160℃至180℃范围内的选择的温度的条件下，使用二乙基锌和乙硼烷通过化学汽相沉积形成所述正面接触层。
根据本发明的又一个方面，提供了一种制造光伏器件的方法，包括：在衬底之上形成背面接触层；在所述背面接触层之上形成吸收层；在所述吸收层上方形成缓冲层；在热预算为30000度*秒至150000度*秒的范围内的情况下，将所述光伏器件预加热至选择的温度，在所述预加热期间将所述热预算限定为温度相对于时间的积分；以及在所述预加热的步骤之后，在所述选择的温度下在所述缓冲层上方形成正面接触层。
在上述方法中，其中，所述正面接触层包括透明导电氧化物。
在上述方法中，其中，所述正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用二乙基锌和乙硼烷通过化学汽相沉积形成所述正面接触层，以及所述选择的温度在从160℃至180℃的范围内。
在上述方法中，还包括：对实施所述预加热的加工室施加真空；以及在所述预加热之前，将惰性气体提供至所述加工室内。
附图说明
当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可以更好地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的论述，各个部件的尺寸可以任意增大或缩小。在本文的说明书和附图中，相同的参考标号代表相同的部件。
图1A至图1D是根据一些实施例的在制造期间的示例性光伏器件的一部分的截面图。
图2A是根据一些实施例的示出了制造示例性光伏器件的方法的流程图。
图3A至图3B示出了在一些实施例中形成正面接触层的步骤之前和期间的加热曲线。
图4A至图4B根据一些实施例的示出了在形成正面接触层的步骤之前和期间的加热曲线。
图5根据一些实施例的在形成正面接触层的步骤之前的分别使用两种不同的加热速率时产生的光伏器件的功率的结果对比。
具体实施方式
以下公开内容提供了用于实现本发明的不同特征的许多不同的实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参照标号和/或字符。该重复是为了简化和清楚的目的，而且其本身不指示所论述的各个实施例和/或结构之间的关系。
预期结合附图一起阅读示例性实施例的这种描述，将所述附图认为是整个书面说明书的一部分。在说明书中，相对术语诸如“下”、“上”、“水平”、“垂直”、“在…之上”、“在…下方”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”及其派生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应该解释为是指如随后所述的或者如论述中的附图所示的方位。这些相对术语是为了便于描述，并不要求在具体方位上构造或操作装置。除非另有明确描述，关于接合、连接等的术语(诸如“连接”和“互连”)是指其中一个结构直接或通过插入结构间接地固定或接合至另一结构的关系以及两者都是可移动的或刚性的接合或关系。
光敏器件(诸如太阳能电池、光电二极管和图像传感器)的量子效率(QE)，或入射光子与转化的电子(IPCE)的比率是入射到器件的光反应表面的光子(产生电荷载流子)的百分比。QE代表器件对光的电敏感性。内部量子效率(IQE)是太阳能电池收集的电荷载流子数目与从外侧照射到光伏器件上并且被光伏器件吸收的光子数目的比率。
在薄膜光伏器件中，在衬底上方沉积背面接触层。在背面接触层上方沉积吸收层。在吸收层之上沉积缓冲层，缓冲层包括合适的缓冲材料。缓冲层和吸收层均包括半导体材料，且缓冲层和吸收层均提供p-n或n-p结。当吸收层吸收太阳光时，在p-n或n-p结处可以产生电流。
本发明提供了一种制造光伏器件的方法，和产生的光伏器件，诸如具有高量子效率和高功率的薄膜太阳能电池。
在图1A至图1D中，相似的参考标号表示相似的部件，并且为了简化，不再重复上文中参考前面的图对结构进行的描述。参考在图1A至图1D中描述的示例性结构来描述在图2中描述的方法。
图2根据一些实施例示出了制造示例性光伏器件100的示例性方法200。图1A至图1D是根据一些实施例的在制造期间的示例性光伏器件100的一部分的截面图。
在步骤202中，在衬底102上方形成背面接触层104。在图1A中示出了产生的光伏器件100的一部分的结构。
在薄膜光伏器件中，衬底102和背面接触层104由任何适合于的这些层的材料制成。适合用于衬底102的材料的实例包括但不限于玻璃(诸如钠钙玻璃)、聚合物(例如，聚酰亚胺)膜和金属箔(诸如不锈钢)。在一些实施例中，衬底102的膜厚在任何合适的范围内，例如，在0.1mm至5mm的范围内。
在一些实施例中，衬底102可以包括两个以上的层。例如，衬底102包括层101(未示出)和层103(未示出)，层101包括玻璃，并且层103包括二氧化硅，层103可以用于阻挡包括玻璃的层101中的钠的可能的扩散。在一些实施例中，层101包括可以承受温度高于600℃的工艺的钠钙玻璃或其他玻璃。在一些实施例中，层103包括化学式为SiOx的氧化硅，其中x在从0.3至2的范围内。
用于背面接触层104的合适的材料的实例包括但不限于钼(Mo)、铜、镍、或任何其他金属或导电材料。根据薄膜光伏器件的类型可以选择背面接触层104。例如，在一些实施例中，在CIGS薄膜光伏器件中，背面接触层104是Mo。在一些实施例中，在CdTe薄膜光伏器件中，背面接触层104是铜或镍。背面接触层104的厚度为纳米级或微米级，例如，在从100nm到20μm的范围内。在一些实施例中，背面接触层104的厚度在从200nm到10μm的范围内。也可以蚀刻背面接触层104以形成图案。
在步骤204中，在背面接触层104之上和衬底102之上形成包括吸收材料的吸收层106。在图1B中示出了产生的光伏器件100的结构。
吸收层106是p型或n型半导体材料。适用于吸收层106的材料的实例包括但不限于碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒化物(CIGS)、和非晶硅(α-硅)。吸收层106可以包括黄铜矿族(例如，CIGS)或硫铜锡锌矿族(例如，BZnSnS和CZTS)的材料。在一些实施例中，吸收层106是包括铜、铟、镓和硒的半导体，诸如CuInxGa(1-x)Se2，其中，x在从0至1的范围内。在一些实施例中，吸收层106是包括铜、铟、镓和硒的P型半导体材料。吸收层106的厚度在纳米级或微米级，例如，0.5微米至10微米。在一些实施例中，吸收层106的厚度在500nm至2μm的范围内。
可以根据诸如溅射、化学汽相沉积、印刷、电沉积等方法形成吸收层106。例如，首先通过溅射包括处于特定比率的铜、铟和镓的金属膜，然后通过硒化工艺将气态的硒或含硒化学物质引入至金属膜内来形成CIGS。在一些实施例中，通过蒸发物理汽相沉积(PVD)来沉积硒。
除非另有明确表示，否则在本发明中做出的参考“CIGS”或“CIGSS”将应理解为涵盖包括铜铟镓硫化物和/或硒化物的材料，例如铜铟镓硒化物、铜铟镓硫化物、和铜铟镓硫化物/硒化物。硒化物材料可以包括硫化物，或硒化物可以完全由硫化物取代。
在一些实施例中，在吸收层106中的吸收材料可以是铜铟镓硒化物(CIGS)或铜铟镓硒化物/硫化物(CIGSS)、碲化镉(CdTe)、或它们的任何组合。吸收材料是p型半导体。在一些实施例中，在吸收层106中的吸收材料也可以是CuInSe2、CuInS2、CuGaSe2、或CuInGa(Se,S)2。
在步骤206中，在吸收层106上方形成缓冲层108。在图1C中示出了在步骤206之后的制造期间产生的光伏器件100的一部分的结构。
在缓冲层108中的合适的材料的实例包括但不限于CdS、CdSe、ZnS、ZnO、ZnSe、ZnIn2Se4、CuGaS2、In2S3、MgO和Zn0.8Mg0.2O、和它们的组合。在一些实施例中，这种缓冲材料可以是n型半导体。缓冲层108的厚度可以在纳米级，例如，在一些实施例中，在从5nm至100nm的范围内。
通过诸如溅射或化学汽相沉积的合适的工艺实现缓冲层108的形成。例如，在一些实施例中，缓冲层108是通过水热反应或溶液中的化学浴沉积(CBD)沉积的CdS、ZnS或CdS和ZnS的混合物的层。例如，在一些实施例中，在包括CIGS的吸收层106之上形成包括ZnS薄膜的缓冲层108。在包括ZnSO4、氨和硫脲的水溶液中在80℃的温度下形成缓冲层108。在一些实施例中，合适的溶液包括0.16M的ZnSO4、7.5M的氨、和0.6M的硫脲。
在步骤208中，将光伏器件100预加热到选择的温度。在第一加热速率下或使用热预算来预加热光伏器件100。在一些实施例中，选择的温度在从150℃至200℃的范围内，例如，在从160℃至180℃的范围内。选择的温度是光伏器件100的衬底102的温度。在其中实施预加热步骤208的加工室可以具有相同或更高的温度。
在一些实施例中，在预加热光伏器件100的步骤208之前，方法200还可以包括两个额外的步骤。第一，在步骤207中，对在其中实施预加热步骤208的加工室抽真空，真空度可以在0.5torr以下，例如，在0.2torr。第二，在步骤209中，向加工室内提供惰性气体。合适的惰性气体的实例包括但不限于氮气、氩气、或任何其他合适的气体或它们的组合。在一些实施例中，在实施步骤208的同时，可以实施步骤207和步骤209的任何一个步骤。
在步骤208中，在一些实施例中，第一加热速率高于5℃/分钟，例如，在从5℃/分钟至25℃/分钟的范围内。在一些实施例中，第一加热速率在从6℃/分钟至22℃/分钟的范围内，例如，在从8℃/分钟至11℃/分钟的范围内。
图3A至图3B示出了在一些实施例中的相应的加热曲线。如图3A所示，第一加热速率为约4℃/分钟至6℃/分钟。将制造的光伏器件可以包括衬底102、背面接触层104、吸收层106和缓冲层108。在一些实施例中，吸收层106包括铜铟镓硒化物/硫化物(CIGSS)。将这种光伏器件设置在加工室中，然后对加工室抽真空以达到0.2torr的真空度。将氮气提供至加工室内以达到0.65torr的压力级。在约4℃/分钟至6℃/分钟的加热速率下，可以将衬底102加热至高达165℃。衬底102的边缘或中心的温度可以相同或不同。例如，如图3A所示，边缘的温度可以低于中心的温度。边缘的和中心的最终都达到相同温度(即，图3A中的165℃)。如图3A所示，达到相同温度的示例性时间(即，预加热时间)是约960秒(16分钟)。
图3B根据一些实施例示出了加热曲线。示例性第一加热速率是8℃/分钟以上。其他条件与图3A中描述的那些条件相同。如图3B所示，用于使衬底102的边缘和中心都达到选择的温度(即，165℃)的示例性时间是约600秒(10分钟)。
在一些实施例中，在热预算小于150000度*秒的情况下，将光伏器件100预加热到选择的温度。将热预算限定为在预加热期间，温度(℃)相对于时间(秒)的积分。在热预算中，温度的单位为℃，而不是诸如开尔文的其他单位。例如，当将光伏器件100在时间段t(秒)内从初始温度T0预加热至选择的温度T1(℃)时，热预算为温度(从T0至T1(℃))相对于时间t(秒)的积分。在一些实施例中，图4A至图4B示出了相应的加热曲线。如图4A至图4B所示，例如，根据温度对时间的预加热曲线下的面积(即，图4A至图4B中的阴影面积)可以计算其热预算。
除了图4A中的加热曲线示出了衬底102的整体温度之外，图4A类似于图3A。如图4A所示，当加热速率为约4℃/分钟至6℃/分钟时，示例性热预算是170000度*秒以上。除了图4B中的加热曲线示出了衬底102的整体温度之外，图4B类似于图3B。如图4B所示，当加热速率为8℃/分钟以下时，示例性热预算是130000度*秒以上。在图3A至图3B和图4A至图4B中，示出的这些加热速率和热预算的值仅用于说明的目的。
在一些实施例中，热预算在从30000度*秒至150000度*秒的范围内，例如，在从35000度*秒至125000度*秒的范围内。在一些实施例中，热预算在从70000度*秒至90000度*秒的范围内。
在步骤210中，在预加热光伏器件的步骤208之后，在选择的温度下，在缓冲层108上方形成正面接触层110。在图1D中示出了由产生的光伏器件100的一部分的结构。正面接触层110可以是透明的。在一些实施例中，正面接触层110可以包括透明导电氧化物(TCO)或任何其他透明导电涂层。
作为“窗口层”的一部分，包括本征ZnO(i-ZnO)的层112(未示出)可以设置在正面接触层110和缓冲层108之间。层112可以由未掺杂的i-ZnO制成，未掺杂的i-ZnO用于防止光伏器件100中发生短路。在薄膜太阳能电池中，包括吸收材料(诸如CdTe和铜铟镓硒化物(CIGS))的吸收层106的膜厚在从几纳米至数十微米的范围内。在一些实施例中，诸如缓冲层108、背面接触层104、和正面接触层110的其他层甚至更薄。如果由于薄膜中的缺陷使正面接触层110和背面接触层104意外连接，将会提供不期望的短路(分路)。这种现象降低了光伏器件的性能，并且可导致器件在规范内的操作失败。由于分路产生的功耗导致的效率损失可以高达100％。因此，在一些实施例中，提供包括i-ZnO的层112以防止短路。具有高电阻的本征ZnO可以减弱分流并减少分路的形成。
在光伏(PV)器件中使用的正面接触层110(其是透明导电层)具有双重功能：将光传输至吸收层，同时还用作正面接触件以将光生电荷传输走以形成输出电流。在一些实施例中，将透明导电氧化物(TCO)用作正面接触件。在一些其他实施例中，由透明导电涂层制成正面接触层110，该透明导电涂层包括诸如金属纳米微粒的纳米粒或诸如碳纳米管(CNT)的纳米管。期望透明导电层同时具有高导电率和高光学透射率以提高光伏效率。
用于正面接触层110的合适的材料的实例包括但不限于透明导电氧化物，诸如氧化铟锡(ITO)、氟掺杂的氧化锡(FTO)、铝掺杂的氧化锌(AZO)、镓掺杂的ZnO(GZO)、氧化铝和镓共掺杂的ZnO(AGZO)、硼掺杂的ZnO(BZO)和它们的任何组合。用于正面接触层110的合适的材料还可以是包含至少一种透明导电氧化物(TCO)和另一种导电材料(不会显著地降低正面接触层110的导电率和光透明性)的复合材料。在一些实施例中，正面接触层110的厚度在纳米级或微米级，例如，在从0.3nm至2.5μm的范围内。
如图3A至图3B和图4A至图4B所示，在将光伏器件100预加热至选择的温度之后，使用诸如化学汽相沉积的合适的工艺可以形成正面接触层110。在一些实施例中，正面接触层110包括硼掺杂的氧化锌，并且使用含锌前体和含硼前体通过化学汽相沉积来形成正面接触层110。例如，在从160℃至180℃的选择的温度范围内(例如，如图所示的165℃)，含锌前体包括二乙基锌((C2H5)2)Zn))并且含硼前体包括乙硼烷(B2H6)。压力是在从0.65torr至1torr的范围内。沉积时间可以在任何合适的范围内，例如，如图3A至图3B和图4A至图4B所示，在从8分钟到10分钟(例如，9分钟)的范围内。
在步骤210之后，可以将加工室抽真空并利用气体来进行净化。也可以使加工室保持在相同的温度或冷却下来。然后，可以将光伏器件暴露在空气中、保持在加工室中、或从加工室中取出以用于随后的制造步骤。
在一些实施例中，在正面接触层110上方形成抗反射层116(未示出)。用于抗反射层116的合适的材料的实例包括但不限于SiO2和MgF2。
这些加工步骤可以用于任何组合。例如，在一些实施例中，一种制造光伏器件100的方法可以包括以下步骤：在衬底102之上形成背面接触层104(步骤202)、在背面接触层104之上形成吸收层106(步骤204)、在吸收层106上方形成缓冲层108(步骤206)、和在热预算为30000度*秒至150000度*秒的范围内的情况下，将光伏器件100预加热至选择的温度(步骤208)。在预加热的步骤208之后，这种方法还包括在选择的温度下在缓冲层108上方形成正面接触层110的步骤210。在一些实施例中，正面接触层110包括透明导电氧化物(TCO)。例如，在一些实施例中，正面接触层110包括硼掺杂的氧化锌，并且在从160℃至180℃的选择的温度范围内，使用二乙基锌和乙硼烷通过化学汽相沉积而形成正面接触层110。在预加热步骤(步骤208)之前，可以将真空应用于加工室，并且可以将诸如氮气的惰性气体提供至加工室内。
发明人已经确定了在步骤208和210(或随后的加工步骤)中的加热可以影响吸收层106的性质。过度加热会降低载流子浓度或增大吸收件的缺陷。发明人已经惊奇地发现在步骤208中使用的较高的加热速率或较低的热预算可以使吸收层106及产生的结具有明显较好的性质；并且显著提高了量子效率(QE)、模块功率、和光伏器件100的辐照性能。
表1示出了分别使用图3A和图3B中描述的预加热曲线制成的两个光伏器件的结果。在预加热光伏器件100的步骤208中，加热时间分别为16分钟，和10分钟。图5比较了这些形成的光伏器件的模块功率的结果。当在步骤208期间使用的加热速率大于8℃/分钟或热预算低于13000度*秒时，形成的光伏器件的模块功率增大约2.2瓦。辐照性能提高约1.5％。同时，通过X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测量，发现形成的正面接触层110(即，TCO)具有相同的性质。当在预加热的步骤208期间使用较高的加热速率或较低的热预算时，产生的接触层110也具有相同的性能，包括薄膜电阻和光透明性。
表1
本发明提供了一种制造光伏器件的方法。该方法包括以下步骤：在光伏器件的衬底之上形成吸收层，在吸收层上方形成缓冲层，以及以第一加热速率将光伏器件预加热至选择的温度。第一加热速率大于5℃/分钟。该方法还包括在预加热光伏器件的步骤之后，在选择的温度下在缓冲层上方形成正面接触层的步骤。该方法还包括在形成吸收层的步骤之前在衬底之上形成背面接触层的步骤。
在一些实施例中，第一加热速率在从5℃/分钟至25℃/分钟的范围内。在一些实施例中，第一加热速率在从6℃/分钟至22℃/分钟的范围内，例如，在从8℃/分钟至11℃/分钟的范围内。在一些实施例中，选择的温度在从150℃至200℃的范围内。例如，在从160℃至180℃的范围内。可以通过化学汽相沉积实施形成正面接触层的步骤。
在一些实施例中，正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用含锌前体和含硼前体通过化学汽相沉积形成正面接触层。例如，含锌前体包括二乙基锌并且含硼前体包括乙硼烷。
在一些实施例中，该方法还包括两个步骤：对实施预加热步骤的加工室施加真空，以及在预加热光伏器件的步骤之前，将惰性气体提供至加工室内。
在一些实施例中，本发明提供了一种制造光伏器件的方法，该方法包括以下步骤：在光伏器件的衬底之上形成吸收层，在吸收层上方形成缓冲层，以及在热预算小于150000度*秒的情况下，将光伏器件预加热至选择的温度。在预加热期间将热预算限定为温度相对于时间的积分。该方法还包括：在预加热光伏器件的步骤之后，在选择的温度下在缓冲层上方形成正面接触层的步骤。
在一些实施例中，热预算在从30000度*秒至150000度*秒的范围内，例如，在从35000度*秒至125000度*秒的范围内。在一些实施例中，热预算在从70000度*秒至90000度*秒的范围内。
在一些实施例中，正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用含锌前体和含硼前体通过化学汽相沉积形成正面接触层。例如，在从160℃至180℃范围内的选择的温度条件下，使用二乙基锌和乙硼烷通过化学汽相沉积形成正面接触层。
本发明还提供了一种制造光伏器件的方法，包括以下步骤：在衬底之上形成背面接触层，在背面接触层之上形成吸收层，在吸收层上方形成缓冲层，以及在热预算为30000度*秒至150000度*秒的范围内的情况下，将光伏器件预加热至选择的温度。将热预算限定为在预加热期间温度相对于时间的积分。该方法还包括：在预加热的步骤之后，在选择的温度下在缓冲层上方形成正面接触层的步骤。
在一些实施例中，正面接触层包括透明导电氧化物。例如，在一些实施例中，正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用二乙基锌和乙硼烷通过化学汽相沉积形成正面接触层，选择的温度在从160℃至180℃的范围内。该方法还包括两个步骤：对实施预加热的加工室施加真空，以及在预加热的步骤之前，将惰性气体提供至所述加工室内。
上面概述了若干实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本发明的各个方面。本领域技术人员应该理解，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实施例实施相同的目的和/或实现相同优势的其他工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，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，他们可以对本发明做出多种变化、替换以及改变。

Claims (19)

1.一种制造光伏器件的方法，包括：
在所述光伏器件的衬底之上形成吸收层；
在所述吸收层上方形成缓冲层；
在热预算小于150000度*秒的情况下，以大于5℃/分钟的第一加热速率将所述光伏器件预加热至选择的温度，所述选择的温度在从150℃至200℃的范围内，其中，在所述预加热期间将所述热预算限定为温度相对于时间的积分；以及
在预加热所述光伏器件的步骤之后，在所述选择的温度下在所述缓冲层上方形成正面接触层。
2.根据权利要求1所述的制造光伏器件的方法，还包括：
在形成所述吸收层的步骤之前，在所述衬底之上形成背面接触层。
3.根据权利要求1所述的制造光伏器件的方法，其中，
所述第一加热速率在从5℃/分钟至25℃/分钟的范围内。
4.根据权利要求1所述的制造光伏器件的方法，其中，
所述第一加热速率在从6℃/分钟至22℃/分钟的范围内。
5.根据权利要求1所述的制造光伏器件的方法，其中，
所述第一加热速率在从8℃/分钟至11℃/分钟的范围内。
6.根据权利要求1所述的制造光伏器件的方法，其中，
通过化学汽相沉积实施形成所述正面接触层的步骤。
7.根据权利要求1所述的制造光伏器件的方法，其中，
所述正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用含锌前体和含硼前体通过化学汽相沉积形成所述正面接触层。
8.根据权利要求7所述的制造光伏器件的方法，其中，
所述含锌前体包括二乙基锌，并且所述含硼前体包括乙硼烷。
9.根据权利要求1所述的制造光伏器件的方法，还包括：
对实施所述预加热步骤的加工室施加真空；以及
在预加热所述光伏器件的步骤之前，将惰性气体提供至所述加工室内。
10.一种制造光伏器件的方法，包括：
在所述光伏器件的衬底之上形成吸收层；
在所述吸收层上方形成缓冲层；
在热预算小于150000度*秒的情况下，将所述光伏器件预加热至选择的温度，所述选择的温度在从150℃至200℃的范围内，其中，在所述预加热期间将所述热预算限定为温度相对于时间的积分；以及
在预加热所述光伏器件的步骤之后，在所述选择的温度下在所述缓冲层上方形成正面接触层。
11.根据权利要求10所述的制造光伏器件的方法，其中，
所述热预算在从30000度*秒至150000度*秒的范围内。
12.根据权利要求10所述的制造光伏器件的方法，其中，
所述热预算在从35000度*秒至125000度*秒的范围内。
13.根据权利要求10所述的制造光伏器件的方法，其中，
所述热预算在从70000度*秒至90000度*秒的范围内。
14.根据权利要求10所述的制造光伏器件的方法，其中，
所述正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用含锌前体和含硼前体通过化学汽相沉积形成所述正面接触层。
15.根据权利要求14所述的制造光伏器件的方法，其中，
在从160℃至180℃范围内的选择的温度的条件下，使用二乙基锌和乙硼烷通过化学汽相沉积形成所述正面接触层。
16.一种制造光伏器件的方法，包括：
在衬底之上形成背面接触层；
在所述背面接触层之上形成吸收层；
在所述吸收层上方形成缓冲层；
在热预算为30000度*秒至150000度*秒的范围内的情况下，将所述光伏器件预加热至选择的温度，所述选择的温度在从150℃至200℃的范围内，在所述预加热期间将所述热预算限定为温度相对于时间的积分；以及
在所述预加热的步骤之后，在所述选择的温度下在所述缓冲层上方形成正面接触层。
17.根据权利要求16所述的制造光伏器件的方法，其中，
所述正面接触层包括透明导电氧化物。
18.根据权利要求16所述的制造光伏器件的方法，其中，
所述正面接触层包括硼掺杂的氧化锌，并且使用二乙基锌和乙硼烷通过化学汽相沉积形成所述正面接触层，以及所述选择的温度在从160℃至180℃的范围内。
19.根据权利要求16所述的制造光伏器件的方法，还包括：
对实施所述预加热的加工室施加真空；以及
在所述预加热之前，将惰性气体提供至所述加工室内。
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