CN105556682A - 光生伏打装置 - Google Patents

光生伏打装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105556682A
CN105556682A CN201480046223.XA CN201480046223A CN105556682A CN 105556682 A CN105556682 A CN 105556682A CN 201480046223 A CN201480046223 A CN 201480046223A CN 105556682 A CN105556682 A CN 105556682A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
absorber layer
selenium
area
electron
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.)
Pending
Application number
CN201480046223.XA
Other languages
English (en)
Inventor
A.R.杜加尔
J.J.香
W.H.休伯
A.F.哈尔弗森
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.)
FIRST SUNSHINE Co
First Solar Inc
Original Assignee
FIRST SUNSHINE Co
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 FIRST SUNSHINE Co filed Critical FIRST SUNSHINE Co
Publication of CN105556682A publication Critical patent/CN105556682A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • H01L31/0256—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
    • H01L31/0272—Selenium or tellurium
    • 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
    • H01L31/0296—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, HgCdTe
    • H01L31/02966—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, HgCdTe including ternary compounds, e.g. HgCdTe
    • 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
    • H01L31/073—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 comprising only AIIBVI compound semiconductors, e.g. CdS/CdTe 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
    • H01L31/1828—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, CdTe
    • H01L31/1832—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, CdTe comprising ternary compounds, e.g. Hg Cd Te
    • 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
    • Y02E10/543—Solar cells from Group II-VI materials

Landscapes

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

Abstract

本发明提出一种光生伏打装置。所述光生伏打装置包括层堆叠；和在所述层堆叠上布置的吸收剂层。所述吸收剂层包括镉、碲和硒。在所述吸收剂层上进一步布置半导体层，其中所述半导体层和所述吸收剂层之间的价带偏移小于约1.3电子伏特，和所述半导体层的带隙在约1.2电子伏特-约3.5电子伏特的范围内。

Description

光生伏打装置
背景
本发明一般性涉及光生伏打装置。更具体地，本发明涉及包括硒的光生伏打装置。
薄膜太阳能电池或光生伏打(PV)装置通常包括多个在透明的基材（substrate）上布置的半导体层，其中一层用作窗口层，第二层用作吸收剂层。窗口层允许太阳辐射渗透至吸收剂层，其中光能转化为可用的电能。与吸收剂层组合，窗口层进一步发挥功能以形成异质结(p-n接合)。基于碲化镉/硫化镉(CdTe/CdS)异质结的光生伏打电池为薄膜太阳能电池的一个这样的实例，其中CdS作为窗口层发挥功能。
然而，薄膜太阳能电池可能具有低转化效率。因此，光生伏打装置领域主要关注之一为改进转化效率。窗口层吸收光可能是限制PV装置的转化效率的现象之一。此外，窗口层和吸收剂层(例如，CdS/CdTe)层之间的晶格失配可导致在界面处高缺陷密度，这可进一步导致较短的界面载体寿命。因此，期望保持窗口层尽可能薄，以帮助降低通过吸收的光学损失。然而，对于大多数薄膜PV装置，如果窗口层太薄，由于低断路电压(VOC)和填充因子(FF)，可观察到性能损失。低断路电压和FF也可能是由于非优化的背接触。此外，导致提高的短路电流的一些改进同样也可对断路电压具有不利的影响。
因此，需要改进的薄膜光生伏打装置结构，特别是同时改进断路电流和电压二者的那些。
发明简述
包括本发明的实施方案以满足这些和其它需求。一种实施方案为光生伏打装置。所述光生伏打装置包括层堆叠；和在所述层堆叠上布置吸收剂层。所述吸收剂层包括镉、碲和硒。在所述吸收剂层上进一步布置半导体层，其中半导体层和吸收剂层之间的价带偏移小于约1.3电子伏特，和半导体层的带隙在约1.2电子伏特-约3.5电子伏特的范围内。
一种实施方案为光生伏打装置。所述光生伏打装置包括层堆叠和在所述层堆叠上布置包括CdSezTe1-z的吸收剂层，其中"z"为在约0-约1范围的数。与吸收剂层直接接触布置半导体层，其中吸收剂层和半导体层之间的价带偏移小于约1.3电子伏特，和半导体层的带隙在约1.6电子伏特-约2.7电子伏特的范围内。
一种实施方案为光生伏打装置。所述光生伏打装置包括层堆叠和在所述层堆叠上布置包括硒的吸收剂层，其中横过所述吸收剂层的厚度，硒的浓度变化。与所述吸收剂层直接接触布置半导体层，其中吸收剂层和半导体层之间的价带偏移小于约0.45电子伏特，和半导体层的带隙在约1.6电子伏特-约2.7电子伏特的范围内。
附图
当参考附图阅读以下详细说明时，将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，其中：
图1为根据本发明的一些实施方案的光生伏打装置的示意图。
图2为根据本发明的一些实施方案的光生伏打装置的示意图。
图3为根据本发明的一些实施方案的光生伏打装置的示意图。
图4为根据本发明的一些实施方案的光生伏打装置的示意图。
图5为根据本发明的一些实施方案的光生伏打装置的示意图。
图6为根据本发明的一些实施方案的光生伏打装置的示意图。
图7为根据本发明的一些实施方案的光生伏打装置的示意图。
图8为用于制备根据本发明的一些实施方案的光生伏打装置的方法步骤的示意图。
图9为针对根据本发明的一些实施方案的光生伏打装置，显示计算的增强因子（enhancementfactor）相对VBO和Eg的等值线。
详细说明
如以下详细讨论的，本发明的一些实施方案包括包括硒的光生伏打装置。
在整个说明书和权利要求书中本文使用的近似语言可适用于修饰任何数量表示，其可允许地变化，而不会导致与其相关的基本功能改变。因此，被一个或多个术语例如"约"和"基本上"修饰的值不局限于指定的精确值。在一些情况下，近似语言可相应于用于测量值的仪器的精密度。此处和在整个说明书和权利要求书中，除非上下文或语言另外指示，否则范围限度可组合和/或互换，这样的范围被鉴定出并且包括其中包含的所有子范围。
在以下说明书和权利要求书中，除非上下文明确另外指示，否则单数形式“一个”、“一”和"该"包括复数对象。除非上下文明确另外指示，否则本文使用的术语“或”不意味着是排他性的，并且指存在至少一个提及的部件(例如，层)，并且包括其中可存在提及的部件的组合的情况。
本文使用的术语"透明的区域"和"透明的层"指允许平均透射至少70%的波长在约350nm-约1000nm范围内的入射的电磁辐射的区域或层。
本文使用的术语"层"指以连续或非连续方式在下面的表面的至少一部分上布置的材料。此外，术语"层"不必然意味着均匀厚度的布置的材料，布置的材料可具有均匀的或可变的厚度。此外，除非上下文明确另外指示，否则本文使用的术语"层"指单层或多个亚层。
除非明确另外指示，否则本文使用的术语"在…上布置"指彼此直接接触布置的层或通过之间具有插入层而间接布置的层。本文使用的术语"相邻的"指两层接触性布置并且彼此直接接触。
在本公开中，当将层描述为"在另一层或基材上"时，应理解的是，各层可彼此直接接触或在各层之间具有一个(或多个)层或特征。此外，术语"在省…上"描述层彼此的相对位置，并且不必然指"在…的顶部"，由于上或下的相对位置取决于装置对于观察者的取向。此外，使用"顶部"、"底部"、"上"、"下"和这些术语的变体是为了方便，除非另外说明，否则不需要部件的任何具体的取向。
如以下详细讨论的，本发明的一些实施方案涉及包括硒的光生伏打装置。在图1-6中说明根据本发明的一些实施方案的光生伏打装置100。如在图1-6中显示的，光生伏打装置100包括层堆叠110和在层堆叠110上布置的吸收剂层120。光生伏打装置还包括在吸收剂120层上布置的半导体层130。
本文使用的术语"吸收剂层"指其中太阳辐射被吸收的半导体层，结果是产生电子-空穴对(electron-holepairs)。在一种实施方案中，吸收剂层120包括p-型半导体材料。
用于形成吸收剂层120的合适的半导体材料的非限制性实例包括碲化镉(CdTe)、碲化锌镉(CdZnTe)、碲化镁镉(CdMgTe)、碲化锰镉(CdMnTe)、碲化硫镉(CdSTe)、碲化镉汞(HgCdTe)，或它们的组合。如本领域普通技术人员所理解的，本文描述的吸收剂层120还包括硒。因此，吸收剂层120还可包括一种或多种前述半导体材料和硒的组合，例如，碲化硒化镉（cadmiumselenidetelluride）、碲化硒化锌镉（cadmiumzincselenidetelluride）等。此外，这些材料可存在于多于一层中，每一层具有不同类型的半导体材料，或在单独的层中具有材料的组合。
硒可存在于吸收剂层120中，呈其元素形式，作为掺杂剂，作为化合物，或它们的组合。在某些实施方案中，至少一部分硒以化合物形式存在于吸收剂层中。本文使用的术语"化合物"指在由明确比例和明确的晶格位置的两种或更多种不同元素的原子或离子组成的宏观上均质的材料(物质)。例如，在碲化硒化镉化合物的晶体结构中，镉、碲和硒具有限定的晶格位置，与之相反，例如，对于硒-掺杂的碲化镉，其中硒可为掺杂剂，其在镉部位上替代性插入，并且不是化合物晶格的一部分。
在一些实施方案中，至少一部分硒以三元化合物、四元化合物或它们的组合的形式存在于吸收剂层120中。在某些实施方案中，至少一部分硒以具有式CdSezTe1-z的化合物形式存在于吸收剂层120中，其中"z"为大于0并且小于1的数。在一些实施方案中，"z"为在约0.01-约0.99范围的数。如后面记录的，在一些情况下，"z"的值横过吸收剂层120的厚度变化。
吸收剂层120可通过存在的硒的量来进一步表征。在一些实施方案中，在吸收剂层120中硒的平均原子浓度在吸收剂层120的约0.001原子%-约40原子%范围内。在一些实施方案中，在吸收剂层120中硒的平均原子浓度在吸收剂层120的约0.01原子%-约25原子%范围内。在一些实施方案中，在吸收剂层120中硒的平均原子浓度在吸收剂层120的约0.1原子%-约20原子%范围内。
在一些实施方案中，至少一部分吸收剂层120还可包括硫、氧、铜、氯、铅、锌、汞，或它们的组合。在某些实施方案中，吸收剂层120可包括一种或多种前述材料，使得横过吸收剂层120的厚度，材料的量变化。在一些实施方案中，一种或多种前述材料可作为掺杂剂存在于吸收剂层中。在某些实施方案中，吸收剂层120还包括铜掺杂剂。在一些实施方案中，吸收剂层120还可包括硫。在这样的情况下，至少一部分硒以包括镉、碲、硫和硒的四元化合物形式存在于吸收剂层120中。
在一些实施方案中，横过吸收剂层的厚度，硒的原子浓度基本上恒定。在此情境下使用的术语"基本上恒定"意味着横过吸收剂层120的厚度，硒的原子浓度变化小于约5%。在此情境下使用的术语"原子浓度"在本文中指每单位体积的吸收剂层中硒原子的平均数。在整个正文中，术语"原子浓度"和"浓度"在本文中可互换使用。
在一些实施方案中，横过吸收剂层120的厚度，硒的原子浓度变化。变化可为线性的或非线性的。在某些实施方案中，横过吸收剂层120的厚度，硒的原子浓度非线性变化。本文使用的术语"横过厚度非线性变化"意味着横过吸收剂层120的厚度，浓度的变化率本身变化。
本文使用的术语"线性梯度"指给定的性质的第一衍生物，其当关于维度参数（dimensionalparameter）测量时，例如离正面接触的距离为连续且恒定的。例如，逐步分布，其在正面接触处具有固定的硒(Se)的浓度，随后在远离正面接触一些距离之后，突然过渡到不同的浓度，是非线性的，由于在Se的浓度从一个值过渡到另一个值的点处第一衍生物为非连续的事实。由于第一衍生物的值作为距离的函数而连续变化，以指数方式变化的分布为非线性分布的另一个实例。给定的分布的线性可容易地通过将测量的性质的对数相对维度参数的对数绘图来评定。线性梯度暗示当以这种方式绘制时数据可拟合具有单位斜率（unityslope）的线。超线性分布会具有大于一（unity）的斜率，而亚线性分布会具有小于1的斜率。
由于真实材料的原子性质可导致第一衍生物的局部不连续性，测量在真实材料中材料性质的第一衍生物意味着对在限定的维度和长度规格之上材料性质求平均。根据本发明的一些实施方案的目的非线性分布是在从正面接触到背接触的轴上，该轴会被称为z-轴或z-维度。因此，为了测量沿着z-轴性质分布的非线性，可能有用的是对在垂直的轴x，y之上测量的性质求平均，以使得晶界和其它局部不均一性对测量的影响最小化。
通过材料的极化子半径，设定平均窗口的下限，其标度在真实材料内载流子（chargecarrier）的典型的“尺寸”：
其中h为Planck常数，m为载流子的有效质量，和ω为晶格(其通常为光学声子)的典型振动的最高角频率。在碲化镉(CdTe)中，电子的有效质量为约0.1me，其中me为在自由空间中电子的质量，声子角频率为约2.1×1013。因此，计算的极化子半径为约5nm，而计算的极化子直径为约10nm。由于原-典型高斯或指数波函数具有它们的标称特性尺寸约2-3倍的显著的幅度，则在基于CdTe的材料中，载流子'尺寸'的估计值为约30nm。在CdTe类型材料中典型的载流子将在任何给定的时间取样30nm直径球体，并且其性能（behavior）将在很大程度上由在该球体内的平均物理性质来决定。因此，为了测定与根据本发明的一些实施方案的光生伏打电池的性能相关的非线性程度，可能不需要分辨（resovle）在低于约30nm的长度标度下给定的性质或组成分布的非线性。通过沿着z轴取样足够数量的点(即，3)的需求，设定所需求平均的上限，使得可测定分布的线性。
在一些实施方案中，存在横过吸收剂层120的厚度的硒的浓度的逐步变化。在这样的情况下，对于一些部分的厚度，硒浓度可保持基本上恒定。在此情境下使用的术语"基本上恒定"意味着横过该部分厚度，浓度变化小于5%。
在一些实施方案中，横过吸收剂层120的厚度，硒的浓度连续变化。此外，在这样的情况下，硒浓度的变化可为单调的或非单调的。在某些实施方案中，横过吸收剂层的厚度，硒的浓度非单调变化。在一些情况下，浓度变化率本身可通过厚度变化，例如，在厚度的一些区域中提高，而在厚度的其它区域中降低。合适的硒分布型可包括任何较高阶非线性分布型。合适的硒分布型的非限制性实例包括指数分布型，顶帽分布型、逐步变化分布型、矩形波分布型、幂律分布型(其中指数大于1或小于1)，或它们的组合。如本领域普通技术人员所理解的，在加工步骤之后，硒浓度的分布型可进一步变化，并且最终装置可包括此处讨论的分布型的扩展的版本。
在一些实施方案中，横过吸收剂层120的厚度，硒浓度降低，其方向远离层堆叠110。在一些实施方案中，横过吸收剂层120的厚度，硒浓度单调降低，其方向远离层堆叠110。在一些实施方案中，横过吸收剂层120的厚度的某些部分，硒浓度连续降低，而在吸收剂层120的厚度的一些其它部分中，进一步基本上恒定。
在某些实施方案中，吸收剂层120包括不同浓度的硒，使得相对于背界面(更接近半导体层130的界面)，在前界面(更接近层堆叠110的界面)附近，存在较低浓度的硒。在某些实施方案中，吸收剂层120包括不同浓度的硒，使得相对于背界面(更接近半导体层130的界面)，在前界面(更接近层堆叠110的界面)附近，存在较高浓度的硒。
在某些实施方案中，横过吸收剂层120的厚度，在吸收剂层120中的带隙可变化。在一些实施方案中，横过吸收剂层120的厚度，硒的浓度可变化，使得在前界面附近的带隙低于在背界面附近的带隙。
不束缚于任何理论，认为相对于背界面，在前界面附近，较高浓度的硒可进一步允许较高部分的入射的辐射在吸收剂层120中被吸收。此外，硒可改进晶界和界面的钝化，这可通过较高的体寿命（bulklifetime）和降低的表面复合而看到。此外，通过光子限制，在前界面附近较低的带隙材料可增强效率。
在一些实施方案中，如在图2中指示的，吸收剂层120包括第一区域122和第二区域124。如在图2在中说明的，相对于第二区域124，第一区域122紧邻层堆叠110布置。在一些实施方案中，在第一区域122中硒的平均原子浓度大于在第二区域124中硒的平均原子浓度。
在一些实施方案中，横过相应的区域的厚度，在第一区域122、第二区域124或两个区域中的硒浓度可进一步变化。在一些实施方案中，横过相应的区域的厚度，在第一区域122、第二区域124或两个区域中的硒浓度可连续变化。如较早提到的，在一些情况下，通过第一区域122、第二区域124或两个区域，浓度的变化率本身可变化，例如，在一些部分中提高，而在其它部分中降低。
在一些实施方案中，横过相应的区域的厚度，在第一区域122、第二区域124或两个区域中的硒浓度可基本上恒定。在一些其它实施方案中，在第一区域122、第二区域124或两个区域的至少一部分中，硒浓度可基本上恒定。在此情境下使用的术语"基本上恒定"意味着横过该部分或区域，浓度变化小于5%。
吸收剂层120可通过相对于第二区域124存在于第一区域122中的硒的浓度来进一步表征。在一些实施方案中，在第一区域122中硒的平均原子浓度与在第二区域124中硒的平均原子浓度的比率大于约2。在一些实施方案中，在第一区域122中硒的平均原子浓度与在第二区域124中硒的平均原子浓度的比率大于约5。在一些实施方案中，在第一区域122中硒的平均原子浓度与在第二区域124中硒的平均原子浓度的比率大于约10。
第一区域122和第二区域124可通过它们的厚度进一步表征。在一些实施方案中，第一区域122的厚度在约1纳米-约5000纳米范围内。在一些实施方案中，第一区域122的厚度在约100纳米-约3000纳米范围内。在一些实施方案中，第一区域122的厚度在约200纳米-约1000纳米范围内。在一些实施方案中，第二区域124的厚度在约1纳米-约5000纳米范围内。在一些实施方案中，第二区域124的厚度在约100纳米-约3000纳米范围内。在一些实施方案中，第二区域124的厚度在约1000纳米-约3000纳米范围内。
再次参考图2，在一些实施方案中，第一区域122的带隙低于第二区域124的带隙。在这样的情况下，相对于第二区域124，在第一区域122中硒的浓度可在使得第一区域122的带隙低于第二区域124的带隙的范围。
在某些实施方案中，第二区域124基本上不含硒。在此情境下使用的术语"基本上不含"意味着在第二区域124中硒的原子浓度小于1%。在某些实施方案中，第二区域124完全不含硒。在某些实施方案中，第二区域124包括碲化镉。
如较早提到的，在吸收剂层120上布置半导体层130。在一些实施方案中，在吸收剂层120和背接触层140之间插入半导体层130。在一些实施方案中，可在半导体层130和吸收剂层120之间插入界面层(例如，小于10纳米厚)(未显示)。界面层可为在两层之间的简单的过渡层或者可包括改进电、化学或光学界面品质的其它原子。在某些实施方案中，与吸收剂层120直接接触布置半导体层130，如在图1-6中指示的。
半导体层130和吸收剂层120之间的价带偏移小于约1.3电子伏特，和半导体层130的带隙在约1.2电子伏特-约3.5电子伏特的范围内。在一些实施方案中，半导体层和吸收剂层之间的价带偏移在约-0.1电子伏特至约1.3电子伏特的范围内。在一些实施方案中，半导体层和吸收剂层之间的价带偏移在约0电子伏特-约0.45电子伏特的范围内。
术语在吸收剂层120和半导体层130之间的"价带偏移"或"VBO"通过下式定义：
VBO=Ev_abs-Ea-Eg
其中Ev_abs为与半导体层130材料相邻的吸收剂层120的价带能量水平，Ea为电子亲和力，Eg为半导体层130材料的带隙。
使用吸收剂层120材料和半导体层130材料的光电子光谱学(例如，紫外光电子光谱学(UPS)或x-射线光电子光谱学(XPS))，可通过实验测量价带偏移。材料的带隙可使用光学光谱学例如UV-Vis-IR吸收或反射光谱学或光致发光来测量。此外，温度依赖性电容-频率测量可使用于制造的装置，和由观察到的背接触屏障推知的VBO，如通过电容实验测量的。
在一些实施方案中，半导体层130的带隙在约1.2电子伏特-约3.5电子伏特的范围内。在一些实施方案中，半导体层130的带隙在约1.6电子伏特-约2.7电子伏特的范围内。
不束缚于任何理论，认为如果半导体层130的价带接近吸收剂层120的价带，存在对进入半导体层130的空穴传输的最小屏障。此外，相对于吸收剂层120，可期望半导体层130的传导带能量水平具有偏移，使得电子在从吸收剂层120移动至半导体层130时遇到能障。因此，半导体层130可用作电子屏障层，术语"半导体层"和"电子屏障层"在本文中可互换使用。
传导带偏移可最小化或排除在背接触处的不需要的电子复合，特别是，当吸收剂层相对薄(<3微米)时。在背接触处降低的复合导致在给定的光强度产生的提高的电压，这导致较高的装置效率。
此外，不束缚于任何理论，认为通过提高的电流和提高的电压二者，包括硒的吸收剂层和电子阻断层的组合提供较高效率的装置。通过降低有效的吸收剂带隙，硒使得较高的电流成为可能。然而，由于提高的暗电流，这通常以降低的操作电压为代价。加入电子-阻断层减轻该效果，从而使得减少的带隙材料能够更好地接近其效率权利。
在一些实施方案中，半导体层130的厚度可在约1纳米-约3000纳米范围内，在一些其它实施方案中，在约1纳米-约500纳米范围内。
合适的半导体层130可包括具有式CdxM1-xTe的半导体材料，其中"x"为0-1范围的数，Cd为镉，Te为碲，和M包括二价金属。在某些实施方案中，M包括锰、镁、锌，或它们的组合。在一些实施方案中，半导体层130包括CdxMn1-xTe、CdxZn1-xTe、CdxMg1-xTe，或它们的组合。在某些实施方案中，x为0，并且半导体层包括具有式MTe的材料，例如，碲化锌。用于半导体层130的材料的合适的非限制性实例包括碲化锌、碲化锰镉，或它们的组合。
在一些实施方案中，半导体层130可基本上为本征的，或者，备选地，可为p-掺杂的。本文使用的术语"基本上为本征的"指载体浓度小于约1013/立方厘米(cc)的材料。如本领域技术人员会认识到的，对于主动掺杂的材料和没有主动引入掺杂剂而形成的材料二者，可实现在该范围内的载体浓度。在这样的情况下，背接触层140可包括适于促进空穴提取的材料，例如，铜-掺杂的碲层。
本文使用的术语"p-掺杂的"指载体浓度在约1×1013/立方厘米(cc)-约1×1016/立方厘米(cc)范围的材料。在其中半导体层130为p-掺杂的实施方案中，半导体层130可包括合适的p-型掺杂剂，例如，铜、氮、磷、锑、砷、钠，或它们的组合。在这样的情况下，半导体层本身可用作空穴-提取层，并且背接触层140可包括金属、石墨，或它们的组合。
如所提到的，吸收剂层120为光生伏打装置100的部件。在一些实施方案中，光生伏打装置100包括"覆盖层(superstrate)"结构的层。现在参考图3-6，在这样的实施方案中，层堆叠110还包括支持物111，并且在支持物111上布置透明的导电氧化物层112(有时在本领域称为正面接触层)。如在图3-6中进一步说明的，在这样的实施方案中，太阳辐射10从支持物111进入，在通过透明的导电氧化物层112、缓冲层113和任选的插入层(例如，夹层114和窗口层115)之后进入吸收剂层120。入射的光(例如，日光)到电子-空穴对的电磁能转化(即，释放电荷)主要在吸收剂层120中发生。
在一些实施方案中，在期望透射通过支持物111的波长的范围内，支持物111为透明的。在一种实施方案中，对于波长在约400nm-约1000nm范围内的可见光，支持物111可为透明的。在一些实施方案中，支持物111包括能承受大于约600℃的热处理温度的材料，例如，二氧化硅或硼硅酸盐玻璃。在一些其它实施方案中，支持物111包括软化温度低于600℃的材料，例如，碱石灰玻璃或聚酰亚胺。在一些实施方案中，可在透明的导电氧化物层112和支持物111之间布置某些其它层，例如，抗反射层或屏障层(未显示)。
本文使用的术语"透明的导电氧化物层"指能用作前电流收集器的基本上透明的层。在一些实施方案中，透明的导电氧化物层112包括透明的导电氧化物(TCO)。透明的导电氧化物的非限制性实例包括氧化锡镉(Cd2SnO4或CTO)；氧化锡铟(ITO)；氟-掺杂的氧化锡(SnO:F或FTO)；铟-掺杂的氧化镉；掺杂的氧化锌(ZnO)，例如铝-掺杂的氧化锌(ZnO:Al或AZO)、氧化锌铟(IZO)和氧化锡锌(ZnSnOx)；或它们的组合。取决于采用的具体的TCO及其片材电阻，在一种实施方案中，透明的导电氧化物层112的厚度可在约50nm-约600nm范围内。
本文使用的术语"缓冲层"指在透明的导电氧化物层112和吸收剂层120之间插入的层，其中比起透明的导电氧化物层112的片材电阻，层113具有较高的片材电阻。缓冲层113有时在本领域称为"高电阻率透明的导电氧化物层"或"HRT层"。
用于缓冲层113的合适的材料的非限制性实例包括二氧化锡(SnO2)、氧化锡锌(锡酸锌(ZTO))、锌-掺杂的氧化锡(SnO2:Zn)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(Ιn2O3)，或它们的组合。在一些实施方案中，缓冲层113的厚度在约50nm-约200nm范围内。
在一些实施方案中，如在图4-6中指示的，层堆叠110还可包括在缓冲层113和吸收剂层120之间布置的夹层114。夹层可包括金属物类。金属物类的非限制性实例包括镁、钆、铝、铍、钙、钡、锶、钪、钇、铪、铈、镥、镧，或它们的组合。在此情境下使用的术语"金属物类"指元素金属、金属离子，或它们的组合。在一些实施方案中，夹层114可包括多个金属物类。在一些实施方案中，至少一部分金属物类以元素金属、金属合金、金属化合物，或它们的组合的形式存在于夹层114中。在某些实施方案中，夹层114包括镁、钆，或它们的组合。
在一些实施方案中，夹层114包括(i)包括镁和金属物类的化合物，其中所述金属物类包括锡、铟、钛，或它们的组合；或(ii)包括镁的金属合金；或(iii)氟化镁；或它们的组合。在某些实施方案中，夹层包括包括镁、锡和氧的化合物。在某些实施方案中，夹层包括包括镁、锌、锡和氧的化合物。
在一些实施方案中，光生伏打装置100基本上不含硫化镉层。本文使用的术语"基本上不含硫化镉层"意味着在下面的层(例如，夹层或缓冲层)上的硫化镉层(如果存在)的覆盖百分数小于20%。在一些实施方案中，覆盖百分数在约0%-约10%范围内。在一些实施方案中，覆盖百分数在约0%-约5%范围内。在某些实施方案中，光生伏打装置完全不含硫化镉层。
如本领域普通技术人员所理解的，通过改变在吸收剂层120中硒的浓度，可使吸收剂层120的特定的区域变为n-型，而可使吸收剂层120的另一个区域变为p-型。在某些实施方案中，吸收剂层120包括"p-n"接合。可在具有不同带隙的吸收剂层120的多个区域之间形成"p-n"接合。不束缚于任何理论，认为硒浓度的变化可允许在吸收剂层120内的p-n接合或在吸收剂层和下面的TCO层之间形成接合。
如在图3和4中指示的，在某些实施方案中，与层堆叠110直接接触布置吸收剂层120。然而，如较早进一步提到的，在一些实施方案中，光生伏打装置100可包括在层堆叠110和吸收剂层120之间插入的不连续的硫化镉层(未显示的实施方案)。在这样的情况下，在下面的层(例如，夹层114和缓冲层113)上CdS层的覆盖小于约20%。此外，至少一部分吸收剂层120可通过硫化镉层的不连续的部分接触层堆叠110。
在一些实施方案中，光生伏打装置还可包括窗口层(包括例如CdS的材料)。在一些实施方案中，吸收剂层120可与下面的缓冲层或窗口层形成p-n接合。现在参考图5和6，在一些实施方案中，层堆叠110还可包括在夹层114和吸收剂层120之间布置的窗口层115。本文使用的术语"窗口层"指基本上透明的并且与吸收剂层120形成异质结的半导体层。用于窗口层115的非限制性示例性材料包括硫化镉(CdS)、硫化铟III(In2S3)、硫化锌(ZnS)、碲化锌(ZnTe)、硒化锌(ZnSe)、硒化镉(CdSe)、氧合硫化镉(CdS:O)、氧化铜(Cu2O)、锌氢氧化物（zincoxihydrate）(ZnO:H)，或它们的组合。在某些实施方案中，窗口层115包括硫化镉(CdS)。在某些实施方案中，窗口层115包括氧合硫化镉(CdS:O)。
在一些实施方案中，吸收剂层120、窗口层115或二者可含有氧。不束缚于任何理论，认为向窗口层115(例如，CdS层)引入氧可导致改进的装置性能。在一些实施方案中，氧的量小于约20原子%。在一些情况下，氧的量在约1原子%-约10原子%之间。在一些情况下，例如在吸收剂层120中，氧的量小于约1原子%。此外，横过相应的层的厚度，在吸收剂层120内氧浓度可基本上恒定或在组成上分级。
光生伏打装置100还包括半导体层130，如较早详细讨论的。在一些实施方案中，光生伏打装置100还包括背接触层140，如在图3-6中指示的。在一些实施方案中，背接触层包括金属、铜-掺杂的元素碲、石墨，或它们的组合。在某些实施方案中，背接触层140包括金、铂、钼、钨、钽、钛、钯、铝、铬、镍、银、铜-掺杂的元素碲、石墨，或它们的组合。背接触层140可包括一起用作背接触的多个层。
在一些实施方案中，可在背接触层140上布置另一个金属层(未显示)，例如，铝，以向外部电路提供侧向传导。在某些实施方案中，可在背接触层140上布置多个金属层(未显示)，例如，铝和铬，以向外部电路提供侧向传导。在某些实施方案中，背接触层140可包括一层碳，例如，在吸收剂层120上沉积的石墨，接着一层或多层金属，例如上述金属。
再次参考图6，如所指示的，吸收剂层120还包括第一区域122和第二区域124。如在图6中进一步说明的，相对于第二区域124，第一区域122紧邻层堆叠110布置。在一些实施方案中，与窗口层115接触，直接布置第一区域122。在一些实施方案中，与缓冲层113接触，直接布置第一区域122(未显示的实施方案)。此外，如较早讨论的，在第一区域122中硒的平均原子浓度大于在第二区域124中硒的平均原子浓度。在其它实施方案中，在第一区域122中硒的平均原子浓度低于在第二区域124中硒的平均原子浓度。
在备选的实施方案中，如在图7中说明的，呈现包括"基材"结构的光生伏打装置200。光生伏打装置200包括层堆叠210和在层堆叠上布置的吸收剂层220。层堆叠210包括在吸收剂层上布置的透明的导电氧化物层212，如在图7中指示的。与半导体层230接触，进一步直接布置吸收剂层220，所述半导体层230在背接触层240上布置，而所述背接触层240在基材250上布置。如在图7中说明的，在这样的实施方案中，太阳辐射10从透明的导电氧化物层212进入并且进入吸收剂层220，在其中发生入射光(例如，日光)到电子-空穴对(也就是，释放电荷)的电磁能转化。
在一些实施方案中，在图7中说明的层的组成(例如，基材240、透明的导电氧化物层212、吸收剂层220、半导体层230和背接触层240)可具有与以上在图5中对于覆盖层结构所描述的相同的组成。
还提出了制备光生伏打装置方法。在一些实施方案中，继续参考图1-6，所述方法通常包括在层堆叠110上提供吸收剂层120，其中吸收剂层120包括硒。所述方法还包括与吸收剂层120直接接触布置半导体层130。
在一些实施方案中，如在图2中指示的，提供吸收剂层120的步骤包括在吸收剂层120中形成第一区域122和第二区域124，相对于第二区域124，第一区域122紧邻层堆叠110布置。
使用任何合适的技术，可在层堆叠110上提供吸收剂层120。在一些实施方案中，提供吸收剂层120的步骤包括使半导体材料与硒源接触。本文使用的术语"接触"或"接触"意味着使至少一部分半导体材料暴露于，例如，与气相、液相或固相中的合适的硒源直接物理接触。在一些实施方案中，吸收剂层的表面可与合适的硒源接触，例如使用表面处理技术。在一些其它实施方案中，半导体材料可与合适的硒源接触，例如，使用共同升华过程。
在一些实施方案中，半导体材料包括镉和碲。合适的半导体材料的非限制性实例包括碲化镉(CdTe)、碲化锌镉(CdZnTe)、碲化镁镉(CdMgTe)、碲化锰镉(CdMnTe)、碲化硫镉(CdSTe)、碲化镉汞(HgCdTe)，或它们的组合。在某些实施方案中，半导体材料包括碲化镉(CdTe)。
本文使用的术语"硒源"指包括硒的任何材料。合适的硒源的非限制性实例包括元素硒、硒化镉、硒化镉的氧化物，例如，亚锡酸镉(CdSeO3)、硒化氢、有机金属硒，或它们的组合。
与硒源接触的半导体材料的比例可部分取决于在接触步骤期间硒源的物理形式。在一些实施方案中，硒源为固体(例如，层、粉末或粒料)、溶液、悬浮液、糊膏、蒸气或它们的组合的形式。因此，通过举例，在一些实施方案中，例如，硒源可为溶液形式，并且所述方法可包括在溶液中浸泡至少一部分半导体材料。
在一些实施方案中，硒源可为蒸气形式，并且所述方法可包括使用合适的蒸气沉积技术沉积硒源。在一些实施方案中，例如，吸收剂层120可在硒源(例如，硒蒸气)存在下进行热处理，以在至少一部分吸收剂层120中引入硒。
在一些实施方案中，例如，硒源可为层形式，并且所述方法可包括在半导体材料上沉积硒源层，或者，备选地，在硒源的层上沉积半导体材料。在一些这样的实施方案中，所述方法还可包括使半导体材料经历一个或多个后处理步骤，以在半导体材料中引入硒。
现在参考图8，在一些实施方案中，提供吸收剂层的步骤包括(a)在层堆叠110上布置硒源层125；(b)在硒源层125上布置吸收剂层120；和(c)在至少一部分吸收剂层120中引入硒。应注意到，步骤(b)和(c)可序贯或同时实施。
在一些实施方案中，可使用任何合适的沉积技术在层堆叠110上布置硒源层125，例如，溅射、升华、蒸发，或它们的组合。沉积技术可部分取决于一种或多种硒源材料、硒源层125厚度和层堆叠110组成。在某些实施方案中，硒源层125可包括元素硒，并且硒源层125可通过蒸发形成。在某些实施方案中，硒源层125可包括硒化镉，并且硒源层125可通过溅射、蒸发或升华形成。
硒源层可包括单一硒源层或多个硒源层。在多个来源层中，硒源可相同或不同。在一些实施方案中，硒源层包括多个硒源层，例如，元素硒层和硒化镉层的堆叠，或反之亦然。
硒源层125的厚度可在约1纳米-约1000纳米范围内。在一些实施方案中，硒源层125的厚度在约10纳米-约500纳米范围内。在一些实施方案中，硒源层125的厚度在约15纳米-约250纳米范围。
如所提到的，所述方法还包括在硒源层125上布置吸收剂层120。在一些实施方案中，可使用合适的方法沉积吸收剂层120，例如，密闭空间升华(CSS)、蒸气输送沉积(VTD)、离子辅助的物理蒸气沉积(IAPVD)、射频或脉冲的磁控管溅射(RFS或PMS)、化学蒸气沉积(CVD)、等离子体增强的化学蒸气沉积(PECVD)或电化学沉积(ECD)。
所述方法还包括在至少一部分吸收剂层120中引入硒。在一些实施方案中，与布置吸收剂层120的步骤同时，在吸收剂层120中引入至少一部分硒。在一些实施方案中，可在布置吸收剂层120的步骤之后引入至少一部分硒，例如，在氯化镉处理步骤期间、在半导体层130形成步骤期间、在背接触140形成步骤期间，或它们的组合。
在一些实施方案中，提供吸收剂层120的步骤包括共同沉积硒源材料和半导体材料。共同沉积的合适的非限制性实例包括共同溅射、共同升华(例如，密闭空间升华)，或它们的组合。在这样的情况下，合适的硒源材料的非限制性实例包括元素硒、硒化镉、硒化氢、硒化碲化镉（cadmiumtellurideselenide），或它们的组合。因此，通过举例，在一些实施方案中，可通过在硒源(例如，含硒的蒸气或硒化氢蒸气)存在下沉积半导体材料来提供吸收剂层120。
在一些实施方案中，可通过由单一目标(例如，碲化硒化镉目标)或多个目标(例如，碲化镉和硒化镉目标)溅射，提供吸收剂层120。如本领域普通技术人员会理解的，通过控制目标组成和溅射条件之一或二者，在吸收剂层120中硒的浓度可变化。
如较早提到的，光生伏打装置100和层堆叠110还可包括一个或多个另外的层，例如，支持物111、透明的导电氧化物层112、缓冲层113、夹层114、半导体层130和背接触层140，如在图3-6中描述的。
如本领域技术人员理解的，布置三层或整个装置的顺序可取决于期望的结构，例如，装置的"基材"或"覆盖层"结构。
在某些实施方案中，描述了用于在覆盖层结构中制备光生伏打100的方法。现在参考图3-6，在一些实施方案中，所述方法还包括在支持物111上布置透明的导电氧化物层112。通过任何合适的技术在支持物111上布置透明的导电氧化物层112，例如溅射、化学蒸气沉积、旋涂、喷涂或浸涂。再次参考图3-6，在一些实施方案中，可使用溅射在透明的导电氧化物层112上沉积缓冲层113。所述方法还可包括在缓冲层113上布置夹层114，以形成层堆叠110，如在图4中指示的。
所述方法还可包括在夹层114上布置窗口层115，以形成层堆叠110，如在图5和6中指示的。用于窗口层115的沉积方法的非限制性实例包括密闭空间升华(CSS)、蒸气输送沉积(VTD)、溅射(例如，直流脉冲溅射(DCP)、电化学沉积(ECD)和化学浴沉积(CBD)中的一种或多种。
所述方法还包括在层堆叠110上提供吸收剂层120，如较早详述的。在一些实施方案中，一系列形成后的处理可进一步施用于吸收剂层120的暴露的表面。这些处理可特制（tailor）吸收剂层120的功能，并且制备其表面用于随后粘附于背接触层140。例如，吸收剂层120可在升高的温度下退火足够的时间，以产生品质p-型层。此外，吸收剂层120可用钝化剂(例如，氯化镉)和富含碲的剂(例如，碘或碘化物)处理，以在吸收剂层120中形成富含碲的区域。此外，可将铜加入到吸收剂层120中，以在吸收剂层120和背接触层140之间得到低阻抗电接触。
再次参考图3-6，可使用任何合适的技术在吸收剂层120上进一步布置半导体层130，例如PECVD或溅射。在一些实施方案中，可在半导体层130上沉积背接触层140(例如，金属层或石墨层)。可在背接触层140上进一步沉积多个金属层。在沉积后，可将一个或多个吸收剂层120、背接触层140或半导体130进一步加热或随后处理(例如，退火)，以制造光生伏打装置100。
在一些实施方案中，在示例性光生伏打装置100中可包括其它部件(未显示)，例如，汇流条（bussbar）、外部接线、激光蚀刻等。例如，当装置100形成光生伏打模件的光生伏打电池时，多个光生伏打电池可串联连接，以实现期望的电压，例如通过电接线连接。串联连接的电池的每一端可与合适的导体例如电线或汇流条连接，以将产生的电流引导至方便的位置，用于连接至使用产生的电流的装置或其它系统。在一些实施方案中，激光可用于对光生伏打装置100的沉积的层划线，以将装置分成多个串联连接的电池。
实施例
用于不具有电子阻断层的光生伏打电池的对比实施例1-2模拟测试
使用一维太阳能电池模拟程序SCAPSv.3.2.01(M.Burgelman，P.Nollet和S.Degrave，"Modellingpolycrystallinesemiconductorsolarcells(模拟多晶半导体太阳能电池)"，ThinSolidFilms361-362(2000)，第527-532页)进行模拟。该程序在数字上对在单维度中电子和空穴的泊松和连续性方程求解，以确定装置的带-图表及其对照明、偏压（voltagebias）和温度的响应。在模拟中，在通过300K和100mW/cm2强度的AM1.5G光谱照明下，也称为标准测试条件(STC)，使用模拟的IV吹扫，进行性能计算。根据Gloeckler等人对于CdTe太阳能电池给出的参数(M.Gloeckler，A.Fahrenbruch和J.Sites，"NumericalmodelingofCIGSandCdTesolarcells:settingthebaseline(CIGS和CdTe太阳能电池的数字建模：设定基线)"，Proc.3rdWorldConferenceonphotovoltaicEnergyConversion(日本大阪，2003年5月)，第491-494页，WCPEC-3，大阪(2003))设定CdTe和装置设计的模型参数，不同之处在于CdTe吸收剂层厚度改变，并且在CdTe吸收剂层中深度捕集器（deeptrap）的性质从'供体'变为中性，并且密度降低10倍。注意到CdTe的模型参数指定价带能量水平为5.4eV。
将CdSe参数设定为具有与CdTe参数相同的值，不同之处在于带隙设定为1.7eV并且电子亲和力设定为4.1eV。构建合金材料CdTe1-xSex的性质作为x，Se取代分数(factionSesubstitution)的函数变化的模型。该模型假定CdTe的带隙(Eg,cdTe)等于1.5eV，CdSe的带隙(Eg,cdSe)等于1.7，并且弯曲参数b=0.8。合金的带隙(Eg,合金)由以下给出：
Eg,合金=xEg,CdSe+(1-x)Eg,CdTe-bx(1-x)
假定其它材料性质(例如载体迁移率和介电常数值)不取决于合金组成，并且假定深度供体浓度在CdTe和CdSe值之间作为x的函数线性变化。
为了进一步探究本发明的性质，实施另外的模拟。考虑两种不同的Se浓度分布型：恒定分布型(对比实施例1)和顶帽分布型(对比实施例2)。对于恒定分布型，在整个吸收剂层中，假定硒(Se)浓度分布型，其中x=0.4。在顶帽Se浓度分布型中，假定从装置的背面，x=0，直至从前界面，为约0.5微米，因此上升。从这一点，假定x=0.4，直至达到吸收剂层的前面。在两种情况下，总吸收剂层120厚度为3.5微米。
在金属背接触功函数(WF)的若干不同的假定下，实施测定预期的益处的模拟。改变WF的值模拟使用不同的材料来形成与光生伏打电池的背接触。WF的值具有能量单位，并且通常以eV测量。当背接触WF更加密切匹配吸收剂材料能量水平时，则改进效率。对于不同的硒分布型，在不存在电子阻断层下，改变金属功函数的效果在表1中说明。将在表1中报道的效率关于在吸收剂层中不具有Se并且背接触WF为5.0eV的装置的计算效率标准化。
表1金属功函数对不具有电子阻断层的装置的相对效率的影响
用于具有电子阻断层的光生伏打电池的实施例1-2模拟测试
为了模拟电子阻断层的效果，最后0.1微米的吸收剂层重新定义为阻断层，并且在该0.1微米层中的VBO和Eg变化。表2显示对于具有和不具有电子阻断层，VBO偏移为0eV和Eg为1.6eV的四种情况计算的相对效率。背接触功函数为来自Gloeckler等人的初始模型。基线情况是对于具有3.6微米厚度的CdTe吸收剂层并且不具有EBL的装置。该装置为参比装置，并且在表2中报道的相对效率为计算的装置效率与该参比装置的计算的效率的比率。为了模拟加入阻断层，将吸收剂层厚度降低0.1微米，并在吸收剂层和背接触之间放置另外的0.1微米电子阻断层。在不具有硒的CdTe吸收剂层上掺入该电子阻断层导致可以忽略的效率改进。在具有恒定分布型x=0.4的吸收剂层中使用硒导致适度效率改进。使用电子阻断层和Se组合物导致明显大于已经可以由单独的电荷阻断层或Se掺入增加改进而预期的益处。
表2具有和不具有电子阻断层(EBL)的光生伏打装置的计算的相对效率
装置 相对效率
基线 1.00
基线+EBL 1.00
恒定Se 1.04
恒定Se+EBL 1.10
为了进一步探究本发明的性质，实施另外的模拟。为了模拟电子阻断层的效果，最后0.1微米的吸收剂层重新定义为具有可变的电子亲和力(Ea)和带隙Eg的阻断层，二者均以eV为单位测量。采用Gloeckler等人的方法，Ev_abs设定为5.4eV。使用这些量，则吸收剂层和电子阻断层之间的价带偏移(VBO)定义为：
VBO=5.4eV-Ea-Eg
通过计算具有电子阻断层的装置(实施例1和2)与具有相同的接触功函数和Se分布型不具有电子阻断层的装置(对比实施例1和2)的计算效率的比率，计算增强因子。
表3显示可变的Se分布型的不同的VBO和Eg值和4.9eV的WF的增强因子。对于恒定的Se分布型和WF=5.4eV，还收集类似的数据。
表3可变的Se分布型的不同的VBO和Eg值和4.9eV的WF的增强因子
VBO（eV） Ea (eV) Eg(eV) 增强因子
1.3 2.1 2 0.20
1.1 2.1 2.2 0.38
0.9 2.1 2.4 0.58
1.1 2.3 2 0.38
0.9 2.3 2.2 0.58
0.7 2.3 2.4 0.80
1.1 2.5 1.8 0.38
0.9 2.5 2 0.58
0.7 2.5 2.2 0.80
0.5 2.5 2.4 1.03
1.1 2.7 1.6 0.38
0.9 2.7 1.8 0.58
0.7 2.7 2 0.80
0.5 2.7 2.2 1.03
0.3 2.7 2.4 1.20
1.1 2.9 1.4 0.38
0.9 2.9 1.6 0.58
0.7 2.9 1.8 0.80
0.5 2.9 2 1.03
0.3 2.9 2.2 1.20
0.1 2.9 2.4 1.22
1.1 3.1 1.2 0.38
0.9 3.1 1.4 0.58
0.7 3.1 1.6 0.80
0.5 3.1 1.8 1.03
0.3 3.1 2 1.20
0.1 3.1 2.2 1.22
-0.1 3.1 2.4 1.01
0.9 3.3 1.2 0.58
0.7 3.3 1.4 0.80
0.5 3.3 1.6 1.03
0.3 3.3 1.8 1.20
0.1 3.3 2 1.22
-0.1 3.3 2.2 1.01
-0.3 3.3 2.4 0.58
0.7 3.5 1.2 0.79
0.5 3.5 1.4 1.01
0.3 3.5 1.6 1.17
0.1 3.5 1.8 1.21
-0.1 3.5 2 1.01
-0.3 3.5 2.2 0.58
-0.5 3.5 2.4 0.00
0.5 3.7 1.2 0.86
0.3 3.7 1.4 1.00
0.1 3.7 1.6 1.05
-0.1 3.7 1.8 0.96
-0.3 3.7 2 0.58
-0.5 3.7 2.2 0.00
0.3 3.9 1.2 0.98
0.1 3.9 1.4 1.03
-0.1 3.9 1.6 0.88
-0.3 3.9 1.8 0.57
-0.5 3.9 2 0.00
0.1 4.1 1.2 1.03
-0.1 4.1 1.4 0.88
-0.5 4.1 1.8 0.00
表4汇总对于具有3.5微米的吸收剂层厚度的电池，导致增强因子大于1的VBO和Eg的下限和上限。
表4针对VBO和Eg的值所选的范围
在模拟中，通过将总吸收剂层厚度从3.5微米降低至2微米，模拟吸收剂厚度的效果。考虑两种不同的Se浓度分布型：恒定分布型和顶帽分布型。对于恒定分布型，在装置的整个吸收层中，假定Se浓度分布型，其中x=0.4。在顶帽分布型中，从装置的背面，x=0，直至从前界面，约0.5微米，因此上升。从这一点，x=0.4，直至达到吸收剂层的前面。顶帽和恒定Se分布型装置的总吸收剂层的厚度相同。通过计算具有电子阻断层的装置与具有相同的接触功函数和Se分布型不具有电子阻断层，但是具有另外的0.1微米吸收剂层厚度的装置的计算效率的比率，计算增强因子。对于考虑的金属接触功函数(4.9eV和5.3eV)和每一种分布型(恒定和顶帽)，计算对于不同的VBO和Eg值的约50-75个模拟。对于每一个模拟条件，计算因电子阻断层所致的增强因子。
表5汇总对于具有2微米的吸收剂层厚度的电池，导致增强因子大于1的VBO和Eg的下限和上限。表4和5汇总VBO和Eg的下限和上限。由表4和45的数据，VBO的下限看起来为约-0.1eV，其中优选的区域超过0eV。，在一些情况下，来自模拟的VBO值的上限看起来超过1.3eV。Eg的下边界看起来为约1.1eV，Eg值没有上界限。然而，在实践中，Eg的上限受到具有非常高的Eg值(即，Eg>4eV)的材料倾向于为低迁移率绝缘体的事实的限制。
表5对于2微米厚吸收剂层的VBO和Eg值的所选的范围
采用与价带偏移的计算类似的方式，可经由以下计算传导带偏移(CBO)
CBO=VBO+Eg-Eg_吸收剂层
其中Eg_吸收剂层为与电子阻断层直接相邻的吸收剂层材料的能隙。在用于构建在表3和4中报道的分析的模拟情况中，当为负值的计算的CBO值导致增强因子大于1时，仅存在两种情况。当CBO均等于0时，并且存在增强因子大于1，存在两种另外的情况。在所有这四种情况下，增强因子在约1.02-约1.03范围内，并且所有四种情况为顶帽分布型与4.9eV的金属接触WF的组合。
为了说明电子阻断层(EBL)的益处，将不具有电子阻断层(EBL)的参比结构的效率与具有优化的电子阻断层的类似结构作比较。对于每一个这些优化的层的VBO和Eg的值在表6中报道。其中在对于具有不同Eg值的电子阻断层得到相同结果的情况下，报道最低Eg值。由该表，VBO的最小值为约0.1eV，并且Eg的值在1.6eV-2eV之间的范围内。在所有情况下，CBO的值为正。
表6对于2微米厚和3.5微米厚吸收剂层，具有或不具有电子阻断层的VBO和Eg值的所选的范围
Se分布型 功函数 电子阻断层 相对效率 VBO Eg 吸收剂厚度
无Se 5.0 否 1.00 - - 3.6
恒定 4.9 否 0.96 - - 3.6
恒定 5.4 否 1.20 - - 3.6
顶帽 4.9 否 1.02 - - 3.6
顶帽 5.4 否 1.22 - - 3.6
恒定 4.9 否 0.77 - - 2.1
恒定 5.4 否 1.25 - - 2.1
顶帽 4.9 否 0.97 - - 2.1
顶帽 5.4 否 1.27 - - 2.1
恒定 4.9 是 1.26 0.20 1.90 3.5
恒定 5.4 是 1.26 0.30 1.60 3.5
顶帽 4.9 是 1.25 0.1 2 3.5
顶帽 5.4 是 1.26 0.9 1.8 3.5
恒定 4.9 是 1.35 0.2 1.9 2
恒定 5.4 是 1.35 0.2 1.7 2
顶帽 4.9 是 1.31 0.20 1.90 2
顶帽 5.4 是 1.31 0.20 1.90 2
图9显示在2.0微米厚度并且背接触WF为4.9eV的吸收剂层中，对于恒定x=0.4Se分布型的VBO和Eg相对计算的增强因子的等值线图。
所附权利要求旨在按照所设想那样宽泛地要求保护本发明，本文呈现的实施例说明从所有可能的实施方案的多种中选择的实施方案。因此，本申请人的意图是所附权利要求不局限于用于说明本发明的特征而选择的实施例。在权利要求中使用的词语"包含"及其语法变体在逻辑上也相对（subtend），并且包括变化和不同程度的短语，例如但不限于"基本上由…组成"和"由…组成"。当需要时，提供范围；那些范围包括其间的所有子范围。预期这些范围的变更自身会被本领域普通技术人员从业者想到，当还未奉献给公众时，那些变更应尽可能解释为被所附权利要求所涵盖。还预期科学和技术的发展将使得由于语言的不精确的原因而现在还未预期的等效物和替代物成为可能，而这些变更也应尽可能解释为被所附权利要求所涵盖。

Claims (24)

1.一种光生伏打装置，所述装置包含：
层堆叠；
在所述层堆叠上布置的包含镉、碲和硒的吸收剂层；和
在所述吸收剂层上布置的半导体层，其中所述半导体层和所述吸收剂层之间的价带偏移小于约1.3电子伏特，和所述半导体层的带隙在约1.2电子伏特-约3.5电子伏特的范围内。
2.权利要求1的光生伏打装置，其中横过所述吸收剂层的厚度，硒的原子浓度基本上恒定。
3.权利要求1的光生伏打装置，其中横过所述吸收剂层的厚度，硒的原子浓度变化。
4.权利要求1的光生伏打装置，其中横过所述吸收剂层的厚度，硒的原子浓度非线性变化。
5.权利要求1的光生伏打装置，其中所述吸收剂层还包含硫、氧、铜、氯，或它们的组合。
6.权利要求1的光生伏打装置，其中所述吸收剂层包含第一区域和第二区域，相对于所述第二区域，所述第一区域紧邻所述层堆叠布置，和
其中在所述第一区域中硒的平均原子浓度大于在所述第二区域中硒的平均原子浓度。
7.权利要求1的光生伏打装置，其中所述吸收剂层包含第一区域和第二区域，相对于所述第二区域，所述第一区域紧邻所述层堆叠布置，和
其中在所述第一区域中硒的平均原子浓度低于在所述第二区域中硒的平均原子浓度。
8.权利要求6的光生伏打装置，其中所述第二区域包含碲化镉。
9.权利要求1的光生伏打装置，其中所述半导体层包含CdxM1-xTe，其中"x"为0-1范围内的数，Cd为镉，Te为碲，和M包含二价金属。
10.权利要求9的光生伏打装置，其中x为0。
11.权利要求9的光生伏打装置，其中M包含锰、镁、锌，或它们的组合。
12.权利要求1的光生伏打装置，其中所述半导体层包含碲化锌、碲化锰镉，或它们的组合。
13.权利要求1的光生伏打装置，其中所述半导体层为p-掺杂的。
14.权利要求1的光生伏打装置，其中所述半导体层为基本上本征的（intrinsic）。
15.权利要求1的光生伏打装置，其中所述半导体层和所述吸收剂层之间的价带偏移在约0电子伏特-约0.45电子伏特的范围内。
16.权利要求1的光生伏打装置，其中所述半导体层的带隙在约1.6电子伏特-约2.7电子伏特的范围内。
17.权利要求1的光生伏打装置，其中所述层堆叠包含：
在支持物上布置的透明的导电层；和
在所述透明的导电层和所述吸收剂层之间布置的缓冲层。
18.权利要求17的光生伏打装置，其中所述层堆叠还包含在所述缓冲层和所述吸收剂层之间布置的夹层。
19.权利要求17的光生伏打装置，其中所述层堆叠还包含在所述缓冲层和所述吸收剂层之间布置的窗口层。
20.权利要求19的光生伏打装置，其中所述窗口层包含硫化镉、氧合硫化镉、硫化锌、硫化锌镉、硒化镉、硒化铟、硫化铟，或它们的组合。
21.权利要求1的光生伏打装置，其中所述装置基本上不含硫化镉层。
22.权利要求1的光生伏打装置，所述装置还包含在所述半导体层上布置的背接触层，其中所述背接触层包含金属、铜-掺杂的元素碲、石墨，或它们的组合。
23.一种光生伏打装置，所述装置包含：
层堆叠；
在所述层堆叠上布置的包含CdSezTe1-z的吸收剂层，其中"z"为在约0-约1范围内的数；和
与所述吸收剂层直接接触布置的半导体层，其中所述吸收剂层和所述半导体层之间的价带偏移小于约1.3电子伏特，和所述半导体层的带隙在约1.6电子伏特-约2.7电子伏特的范围内。
24.一种光生伏打装置，所述装置包含：
层堆叠；
在所述层堆叠上布置的包含硒的吸收剂层，其中横过所述吸收剂层的厚度，硒的浓度变化；和
与所述吸收剂层直接接触布置的半导体层，其中所述吸收剂层和所述半导体层之间的价带偏移小于约0.45电子伏特，和所述半导体层的带隙在约1.6电子伏特-约2.7电子伏特的范围内。
CN201480046223.XA 2013-06-21 2014-06-20 光生伏打装置 Pending CN105556682A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/923644 2013-06-21
US13/923,644 US9871154B2 (en) 2013-06-21 2013-06-21 Photovoltaic devices
PCT/US2014/043368 WO2014205326A1 (en) 2013-06-21 2014-06-20 Photovoltaic devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105556682A true CN105556682A (zh) 2016-05-04

Family

ID=52105335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480046223.XA Pending CN105556682A (zh) 2013-06-21 2014-06-20 光生伏打装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9871154B2 (zh)
EP (1) EP3011599A4 (zh)
CN (1) CN105556682A (zh)
MY (1) MY173875A (zh)
TR (1) TR201516437T1 (zh)
WO (1) WO2014205326A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106653946A (zh) * 2016-12-27 2017-05-10 成都中建材光电材料有限公司 一种碲化镉薄膜太阳能电池吸收层的沉积方法
JP2019517739A (ja) * 2016-05-31 2019-06-24 ファースト・ソーラー・インコーポレーテッド Ａｇドープした光起電力デバイスおよび製造方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014121187A2 (en) 2013-02-01 2014-08-07 First Solar, Inc. Photovoltaic device including a p-n junction and method of manufacturing
US11876140B2 (en) 2013-05-02 2024-01-16 First Solar, Inc. Photovoltaic devices and method of making
CN104183663B (zh) 2013-05-21 2017-04-12 第一太阳能马来西亚有限公司 光伏器件及其制备方法
US10062800B2 (en) 2013-06-07 2018-08-28 First Solar, Inc. Photovoltaic devices and method of making
US10529883B2 (en) 2014-11-03 2020-01-07 First Solar, Inc. Photovoltaic devices and method of manufacturing
WO2016130978A1 (en) * 2015-02-13 2016-08-18 Brookhaven Science Associates, Llc Radiation detector
WO2017100393A2 (en) * 2015-12-09 2017-06-15 First Solar, Inc. Photovoltaic devices and method of manufacturing
EP3485516B1 (en) 2016-07-14 2021-09-01 First Solar, Inc Absorber structure for a solar cell
US10014423B2 (en) * 2016-09-30 2018-07-03 International Business Machines Corporation Chalcogen back surface field layer
MY196698A (en) * 2017-12-07 2023-04-30 First Solar Inc Photovoltaic Devices and Semiconductor Layers With Group V Dopants and Methods for Forming the Same
WO2019126463A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-27 First Solar, Inc. Absorber layers with mercury for photovoltaic devices and methods for forming the same
WO2020139826A1 (en) * 2018-12-27 2020-07-02 First Solar, Inc. Photovoltaic devices and methods of forming the same
WO2021012241A1 (en) * 2019-07-25 2021-01-28 China Triumph International Engineering Co., Ltd. Method for producing a double graded cdsete thin film structure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101615638A (zh) * 2008-10-06 2009-12-30 四川大学 具有Te缓冲层的CdTe薄膜太阳电池
CN101779290A (zh) * 2007-09-25 2010-07-14 第一太阳能有限公司 包括界面层的光伏器件
CN101978101A (zh) * 2008-03-18 2011-02-16 索莱克山特公司 薄膜太阳能电池中改进的背接触
CN102074594A (zh) * 2009-11-04 2011-05-25 通用电气公司 用于薄膜光伏的层和由此制造的太阳能电池
CN102254966A (zh) * 2011-06-23 2011-11-23 上海太阳能电池研究与发展中心 具有渐变带隙结构的碲锌镉薄膜太阳能电池

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3496024A (en) 1961-10-09 1970-02-17 Monsanto Co Photovoltaic cell with a graded energy gap
US4388483A (en) 1981-09-08 1983-06-14 Monosolar, Inc. Thin film heterojunction photovoltaic cells and methods of making the same
JPS60140636A (ja) 1983-12-28 1985-07-25 Toshiba Corp 撮像管の光導電タ−ゲツトおよびその製造方法
US4568792A (en) 1984-02-02 1986-02-04 Sri International Photovoltaic cell including doped cadmium telluride, a dislocation preventing agent and improved ohmic contacts
EP0248953A1 (en) 1986-06-10 1987-12-16 The Standard Oil Company Tandem photovoltaic devices
US5501744A (en) 1992-01-13 1996-03-26 Photon Energy, Inc. Photovoltaic cell having a p-type polycrystalline layer with large crystals
US6537845B1 (en) 2001-08-30 2003-03-25 Mccandless Brian E. Chemical surface deposition of ultra-thin semiconductors
US20050257824A1 (en) * 2004-05-24 2005-11-24 Maltby Michael G Photovoltaic cell including capping layer
US7732229B2 (en) 2004-09-18 2010-06-08 Nanosolar, Inc. Formation of solar cells with conductive barrier layers and foil substrates
US20090014055A1 (en) 2006-03-18 2009-01-15 Solyndra, Inc. Photovoltaic Modules Having a Filling Material
US8039739B1 (en) 2006-05-05 2011-10-18 Nanosolar, Inc. Individually encapsulated solar cells and solar cell strings
JP2010512664A (ja) * 2006-12-11 2010-04-22 ルーメンツ リミテッド ライアビリティ カンパニー 酸化亜鉛多接合光電池及び光電子装置
EP2106619A2 (en) 2006-12-22 2009-10-07 Paul M. Adriani Structures for low cost, reliable solar modules
WO2008128211A1 (en) 2007-04-13 2008-10-23 Ziawatt Solar, Llc Layers that impede diffusion of metals in group vi element-containing materials
US20110024876A1 (en) 2009-07-31 2011-02-03 Epir Technologies, Inc. Creation of thin group ii-vi monocrystalline layers by ion cutting techniques
KR20120088719A (ko) 2009-09-24 2012-08-08 키네티큐 리미티드 개선된 광전지
WO2011044382A1 (en) 2009-10-07 2011-04-14 Reel Solar Incorporated Porous substrates for fabrication of thin film solar cells
US8889469B2 (en) 2009-12-28 2014-11-18 Aeris Capital Sustainable Ip Ltd. Multi-nary group IB and VIA based semiconductor
US20110247687A1 (en) 2010-04-08 2011-10-13 Minglong Zhang Thin film solar cell and method for making the same
US8916412B2 (en) 2010-05-24 2014-12-23 EncoreSolar, Inc. High efficiency cadmium telluride solar cell and method of fabrication
US8969717B2 (en) 2010-08-12 2015-03-03 Aeris Capital Sustainable Ip Ltd. Thermoelectric stack coating for improved solar panel function
CN103827976A (zh) 2011-06-17 2014-05-28 普瑞凯瑟安质提克斯公司 用于光电应用的沉积方法
CN102244110B (zh) 2011-06-24 2012-09-05 四川大学 硒化钒薄膜作背接触层的CdTe太阳电池
WO2013040179A1 (en) 2011-09-15 2013-03-21 First Solar, Inc. Photovoltaic module interlayer
US20130074912A1 (en) 2011-09-22 2013-03-28 Rosestreet Labs, Llc Band structure engineering for improved efficiency of cdte based photovoltaics
US20130087190A1 (en) 2011-10-11 2013-04-11 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Photovoltaic devices and methods of forming the same
WO2014121187A2 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 First Solar, Inc. Photovoltaic device including a p-n junction and method of manufacturing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101779290A (zh) * 2007-09-25 2010-07-14 第一太阳能有限公司 包括界面层的光伏器件
CN101978101A (zh) * 2008-03-18 2011-02-16 索莱克山特公司 薄膜太阳能电池中改进的背接触
CN101615638A (zh) * 2008-10-06 2009-12-30 四川大学 具有Te缓冲层的CdTe薄膜太阳电池
CN102074594A (zh) * 2009-11-04 2011-05-25 通用电气公司 用于薄膜光伏的层和由此制造的太阳能电池
CN102254966A (zh) * 2011-06-23 2011-11-23 上海太阳能电池研究与发展中心 具有渐变带隙结构的碲锌镉薄膜太阳能电池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019517739A (ja) * 2016-05-31 2019-06-24 ファースト・ソーラー・インコーポレーテッド Ａｇドープした光起電力デバイスおよび製造方法
CN106653946A (zh) * 2016-12-27 2017-05-10 成都中建材光电材料有限公司 一种碲化镉薄膜太阳能电池吸收层的沉积方法

Also Published As

Publication number Publication date
MY173875A (en) 2020-02-25
EP3011599A4 (en) 2017-03-15
US9871154B2 (en) 2018-01-16
WO2014205326A1 (en) 2014-12-24
TR201516437T1 (tr) 2017-08-21
US20140373908A1 (en) 2014-12-25
EP3011599A1 (en) 2016-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105556682A (zh) 光生伏打装置
US11784278B2 (en) Photovoltaic devices and method of making
CN103329277B (zh) 用于光伏电池的导电基材
CN110379865B (zh) 光伏装置及制作方法
Mahawela et al. II–VI compounds as the top absorbers in tandem solar cell structures
Barbato et al. CdTe solar cells: technology, operation and reliability
Chantana et al. Flexible Cu (In, Ga) Se2 solar cell on stainless steel substrate deposited by multi‐layer precursor method: its photovoltaic performance and deep‐level defects
Neubauer et al. Ageing of kesterite solar cells 1: Degradation processes and their influence on solar cell parameters
Kauk-Kuusik et al. Reduced recombination through CZTS/CdS interface engineering in monograin layer solar cells
Salem et al. Prospective efficiency boosting of full-inorganic single-junction Sb2 (S, Se) 3 solar cell
Chadel et al. Optimization by simulation of the nature of the buffer, the gap profile of the absorber and the thickness of the various layers in CZTSSe solar cells
Patel et al. Field‐Induced Transparent Electrode‐Integrated Transparent Solar Cells and Heater for Active Energy Windows: Broadband Energy Harvester
Bhandari et al. Very high VOC and FF of CdTe thin‐film solar cells with the applications of organo‐metallic halide perovskite thin film as a hole transport layer
CN105474371B (zh) 用于具有钠铟硫化物缓冲层的薄层太阳能电池的层系统
Nishiwaki et al. Preparation of Zn doped Cu (In, Ga) Se2 thin films by physical vapor deposition for solar cells
US20220336687A1 (en) Doping and passivation for high efficiency solar cells
CN104521006B (zh) 薄层太阳能电池的层系统
Park et al. Homogeneous Na incorporation for industrial‐scale application of Cu (In, Ga)(Se, S) 2 solar cells
Bothwell Development and advancement of thin CdTe-based solar cells for photovoltaic performance improvements
Gunawan et al. Device Characteristics of Hydrazine‐Processed CZTSSe
Evani Improving Doping and Minority Carrier Lifetime of CdTe/CdS Solar Cells by in-situ Control of CdTe Stoichiometry
Cheknane Analytical modelling and experimental studies of SIS tunnel solar cells
Aninat Study of Cu (In, Al) Se 2 Thin Films Prepared by Selenisation of Sputtered Metallic Precursors for Application in Solar Cells

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160504

RJ01 Rejection of invention patent application after publication