CN116266617A - 使用高温水气溶胶激活薄膜太阳能电池吸收层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种激活半成品薄膜太阳能电池的吸收层的方法，所述吸收层包括CdSexTe1‑x、CdSe、CdS或CdTe。所述方法包括以下步骤：提供具有吸收层的半成品薄膜太阳能电池，所述吸收层包括CdSexTe1‑x层；在所述吸收层的表面上施加含氯化合物；以及对所述半成品薄膜太阳能电池进行热处理，其中在进行热处理的步骤期间，对所述吸收层的表面或所述含氯化合物的表面施加高温水气溶胶。本发明还涉及一种适于进行本发明方法的处理系统。

Description

使用高温水气溶胶激活薄膜太阳能电池吸收层的方法
技术领域
本发明涉及一种使用高温水气溶胶激活薄膜太阳能电池CdTe或CdSeTe吸收层的方法。
背景技术
根据现有技术，具有包括CdSexTe1-x(0≤x≤0.99)的吸收层的覆层配置薄膜太阳能电池，其制造包括在衬底(优选玻璃)上施加透明前接触层(TCO，即透明导电氧化物)。前接触层也可以是由几个不同层组成的层堆叠。在此基础上，可以沉积一层纯的或改性的CdS(硫化镉)。改性CdS(硫化镉)今后被理解为具有掺杂、晶体形状或晶粒尺寸变化的CdS，或CdS与其他物质的混合物。然而，也可以省略此CdS层。在CdS层的顶部或透明前接触层的顶部，施加CdTe(碲化镉)或CdSexTe1-x(硒化碲化镉)吸收层。在吸收层上依次沉积背接触层或后层序列。
薄膜太阳能电池也可以以衬底配置制造，其中用于沉积膜的工艺序列是相反的顺序。即，首先提供背层序列，例如沉积在衬底上。在背接触层上沉积CdTe或CdSexTe1-x吸收层。此外，可以施加窗口层，或者也可以省略。最后，在窗口层上或在吸收层上形成透明前接触层。
在生产过程中，在施加CdTe或CdSexTe1-x之后，在现有技术中通常通过CdCl2或另一种氯基处理剂，和加热来激活吸收层。为此，使用根据现有技术的方法，例如湿化学方法、CVD(化学气相沉积)或PVD(物理气相沉积)，将含氯层施加到吸收层上。之后，含氯层在升高的温度下，通常在约350℃至500℃下离开，以与吸收层反应。反应时间约为15分钟至45分钟。或者，在热处理期间可以提供含氯气体。在任何情况下，含氯化合物都用作助熔剂并支持CdTe或CdSexTe1-x层的再结晶。
如果含氯化合物作为液体介质提供，则化合物中溶剂的量影响氯和吸收层之间的相互作用以及所需的氯的量。特别地，溶剂用于溶解处理剂并使其均匀地分布在吸收层上。通常，水被用作溶剂。
环境条件，特别是在含氯化合物存在下的温度处理过程中，似乎对激活步骤的效率至关重要。这些条件特别是指温度处理过程中气氛的组成和温度本身。
在现有技术中，热处理是在空气中的大气条件下进行的，例如在WO 2018/119682A1中所描述的。此外，热处理可以在含氯气氛中进行，例如在DE 10 2008 057 075 A1中所描述的。WO 2015/026918 A1公开了一种在干燥空气中的快速热处理，其可以包括氯或可以包括限定的氧含量。在WO 2019/109297 A1和US 10,453,988 B2中描述了一种采用还原气氛例如氮氢混合气体(forming gas)的退火工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供另一种替代方法，其中在吸收层激活期间的环境条件受到影响，以便提供有效的激活。
通过本发明提供的方法和处理系统实现此目的，并且本发明公开了优选实施方案。
本发明的方法包括以下步骤：提供半成品薄膜太阳能电池，在吸收层的表面上施加含氯化合物，并进行热处理。所述半成品太阳能电池包括吸收层，所述吸收层包括CdSexTe1-x，其中0≤x≤0.99，并且所述吸收层还可以是包括例如CdSe、CdS、ZnTe或CdTe的不同材料层的层堆叠。所述吸收层与所述半成品薄膜太阳能电池的表面相邻，即所述吸收层的表面处于开放状态并可进行处理。在吸收层的该表面上施加所述的含氯化合物。在热处理期间，将半成品薄膜太阳能电池或至少含氯化合物和吸收层加热到300℃至600℃的范围内，优选350℃至550℃的范围内的温度。半成品薄膜太阳能电池的热处理包括，向吸收层的表面或含氯化合物的表面施加高温水气溶胶。所述水气溶胶是主要通过喷嘴或超声雾化器喷洒水性组合物而形成的气溶胶。所述水性组合物可以是纯水，即去离子水，或者可以包括后面所述的其他组分。所述水气溶胶还可以包括蒸气、水蒸气和其他气相组分。高温水气溶胶的施加在吸收层的环境内提供了规定的水量，从而对吸收层的激活产生了积极的影响。因此，例如，与在正常空气-大气条件下进行的激活相比，此激活过程较少依赖于激活之前和期间半成品薄膜太阳能电池周围的环境条件。此外，激活不太依赖于所使用的含氯化合物以及施加含氯化合物(如果在热处理之前施加含氯化合物的话)与热处理之间的时间。由于热处理期间水含量稳定，因此甚至只需要更少的氯，即不需要过量的氯，从而减少了由于施加含氯化合物或在热处理后去除含氯化合物的残留物而产生的液体废物。此外，所述的高温水气溶胶还有助于吸收层的温度，从而可以降低整个半成品薄膜太阳能电池的加热。
在吸收层表面施加含氯化合物有两种主要方式：在第一实施方案中，在进行热处理之前，将含氯化合物以固体或准固体或液体膜的形式施加在吸收层的表面上。例如，准固体膜是糊状膜。含氯化合物的施加可以通过现有技术中已知的任何技术来完成，例如将固体含氯膜蒸发或升华到吸收层的表面上，通过喷涂、辊涂、气溶胶涂布或浸入含氯化合物的浴中而在吸收层的表面上施加液体含氯化合物。
在第二实施方案中，在进行热处理期间将所述的含氯化合物施加在吸收层的表面上。优选地，含氯化合物通过气溶胶涂布进行喷洒或施加，或作为气体与高温水气溶胶同时提供。在第二个实施方案的具体实施例中，所述含氯化合物是高温水气溶胶的组分，即所述水气溶胶包括适当形式的氯。如果含氯化合物与高温水气溶胶同时施加，则含氯化合物甚至更好地以简单的方式分布在吸收层的整个表面上。由该实施方案产生的进一步的优点将在后面描述。
所述第一实施方案和第二实施方案可以结合，或者可以单独地实施，即，第一实施方案或第二实施方案。如果只执行第二实施方案，能够具有节省一个特定步骤的优势，所述特定步骤为在热处理之前将含氯化合物施加为固体或液体膜。
在本发明的一些实施方案中，高温水气溶胶的温度在300℃至600℃的范围内，特别是在350℃至500℃的范围内。
在本发明的一些实施方案中，在热处理期间，半成品薄膜太阳能电池的周围环境中的相对湿度在0.1％至50％的范围内。正常空气在370℃下的相对湿度低于0.5％，因此允许水含量减少的环境。在一些实施方案中，当在真空中进行处理时，将向真空环境提供水，从而将相对湿度提高到高达50％的高水平。
根据本发明的热处理，可以在真空中、大气压条件下或甚至高压条件下进行。在一些实施方案中，热处理期间半成品薄膜太阳能电池的周围环境的压力在100Pa(1mbar)至10MPa(100bar)的范围内。
根据高温水气溶胶的使用温度和周围环境的使用压力，高温水气溶胶可以是液滴形式或气态形式，其中优选为气态形式。
根据高温水气溶胶的使用温度、使用的含氯化合物以及吸收层的厚度和组成，进行热处理的持续时间可以为5分钟至60分钟。高温水气溶胶可以在整个热处理持续时间内施加，也可以只在热处理的部分持续时间内使用。在后一种情况下，高温水气溶胶可以在整个热处理持续时间内以不同时间间隔施加。此外，在热处理期间，在施加高温水气溶胶之前、期间或之后，可以通过热传导、热对流或热辐射另外加热半成品薄膜太阳能电池。
根据本发明的热处理，可以在类似封闭系统的环境中进行，即在封闭或准封闭的处理室中进行。准封闭处理室仅具有用于从处理室引入和/或移除半成品薄膜太阳能电池的小开口，并且允许在处理线内连续制造薄膜太阳能电池。隧道机就是这种准封闭处理室的一个实例。在这样的类似封闭系统的环境中，气溶胶和温度的结合使处理室内部的压力升高。因此，特别是如果在热处理步骤中提供含氯化合物，则含氯化合物被更好地限制为与吸收层紧密和直接接触。此外，可以避免含氯化合物从吸收层表面的过度蒸发。结果，可优化甚至减少用于激活的含氯化合物的量，从而也减少了危险废物的量和/或激活过程的环境影响。
在本发明的一些实施方案中，为了防止由于施加高温水气溶胶而引起的热冲击，在施加高温水气溶胶之前，给半成品薄膜太阳能电池提供150℃至200℃范围内的温度。这可以通过如上所述加热半成品薄膜太阳能电池来实现。在仅在热处理期间施加含氯化合物的情况下，可以在沉积吸收层后直接进行热处理。由于吸收层的沉积主要是在高温下进行的，因此半成品薄膜太阳能电池根本不需要加热，或者至少不需要像在其他情况下加热那么多。因此，可以节省用于加热的能量。此外，如果在热处理之前将含氯化合物施加为固体或液体膜，则在沉积吸收层之后和施加含氯化合物之前，通常必须对半成品薄膜太阳能电池进行冷却。如果只在热处理期间施加含氯化合物，可以省去这一步骤，还可以节省冷却半成品薄膜太阳能电池的能量和时间。
高温水气溶胶可以由至少一个喷嘴提供。为了使高温水气溶胶高度均匀地分布或提供一种以上作为高温水气溶胶的溶液，可以使用多个喷嘴。所述喷嘴可具有可调节孔和/或可调节分布。因此，高温水气溶胶的量和/或局部分布可以根据期望的工艺参数及半成品薄膜太阳能电池的尺寸和形状来调节。例如，喷嘴可以以更高的密度分布在半成品薄膜太阳能电池的边缘处。此外，即使在热处理期间，也可以改变一个、一些或所有喷嘴的孔径和/或分布。此外，高温水气溶胶也可以是水与其他物质(例如含氯化合物或气体，如氩气、氧气、氮气、二氧化碳或空气)的混合物。相同或不同的高温水气溶胶混合物可以通过不同的喷嘴同时施加，并且混合物也可以随着热处理的过程时间而改变。此外，在热处理期间，对于施加高温水气溶胶的喷嘴，可以提供其他喷嘴或出气口，所述其他喷嘴或出气口适合于将其他流体施加到吸收层的表面或半成品薄膜太阳能电池周围的气氛中。流体中的一些化学成分可能在气氛中彼此相互作用，以形成预期的最终化学处理剂。喷嘴可以分布在处理室中。喷嘴应由能够承受腐蚀、变形(由于喷洒的气溶胶的高压和高温)和气溶胶或气氛中所含的化学物质(如氯)的材料制成。
如果使用超声波雾化器来形成水气溶胶，则也可以使用除了喷嘴以外的其他类型的施加装置，如淋喷头。
结果，在本发明的方法的实施方案中，在热处理期间，半成品薄膜太阳能电池的周围环境包括至少一种其他气体，所述其他气体选自包括氯气、氩气、氧气、氮气和二氧化碳的组。
在本发明的实施方案中，高温水气溶胶被定向喷洒，使得其流到半成品薄膜太阳能电池的表面上。在本发明的其他实施方案中，高温水气溶胶存在于静水气氛中，即所述气溶胶几乎不移动。此外，在热处理期间，半成品薄膜太阳能电池可以在含有高温水气溶胶的气氛中移动，或者可以是静止的。如果半成品薄膜太阳能电池发生移动，则所述移动可以是任何形式，即均匀或非均匀、单向或多向、线性或非线性。
在实施方案中，所述方法还包括在热处理之后进行的清洁步骤，以便去除由含氯化合物产生的任何残留物。可使用包括水性无机酸、有机络合剂、有机络合酸、机械清洁装置、干式等离子体蚀刻工艺、激光烧蚀工艺、水射流或超声的组中的至少一中来清洁激活的吸收层表面。水性无机酸可以是，例如盐酸、硝酸、磷酸、氢碘酸或这些酸的一些或全部的混合物。有机络合剂可以是，例如乙二胺或乙二胺四乙酸(EDTA)。有机络合酸可以是，例如柠檬酸、草酸或酒石酸。机械清洁装置可以包括例如软刷。此外，所述清洁步骤可以包括使用去离子水的漂洗，和干燥步骤。
之后，可以进一步处理半成品薄膜太阳能电池，以便制造成品薄膜太阳能电池。可以进行结构化工艺、掺杂工艺、温度处理工艺和用于形成例如背接触层(或背接触层堆叠)或前接触层(或前接触层堆叠)的其他层的工艺。这些工艺为本领域技术人员所公知。也就是说，根据本发明的方法可以应用于本领域技术人员已知的覆盖层或衬底配置制造工艺中。
适用于执行本发明的方法的处理系统包括：第一装置，用于在吸收层的表面上施加含氯化合物；和第二装置，用于对半成品薄膜太阳能电池进行热处理，并用于在吸收层的表面或含氯化合物的表面上施加高温水气溶胶。第一装置可以是现有技术中已知的任何类型的适用于施加含氯化合物的装置，如蒸发或升华装置、海绵辊、喷雾喷嘴、液浴容器或其他装置。在实施方案中，所述第二装置包括喷嘴和第一加热部件，所述喷嘴用于产生水气溶胶；所述第一加热部件用于在通过喷嘴喷洒水性组合物之前加热水性组合物。关于喷嘴的设计，特别是喷嘴的孔径和分布，可以参考上面的描述。在其他实施方案中，所述第二装置包括超声波雾化器、用于将水气溶胶施加到吸收层或含氯化合物表面的施加装置，和第一加热部件，所述第一加热部件用于在将水性组合物或水气溶胶施加到吸收层或含氯化合物的表面之前对其进行加热。所述第二装置可进一步包括，用于将气体引入到高温水气溶胶中或引入到被施加高温水气溶胶的气氛中的部件。所述第一装置和第二装置可以由相同的装置实现，也可以由不同的装置实现。
所述处理系统可以进一步包括第二加热部件，用于在半成品薄膜太阳能电池被所述第二装置处理之前、期间或之后对其进行加热。
所述第一装置和第二装置以及所述处理系统的其他部件，可以分布在一个或多个处理室中，其中每个处理室都适合于在处理期间提供限定的环境条件，特别是关于气氛的压力和组成。
所述处理系统可以进一步包括用于施加半成品薄膜太阳能电池的吸收层的装置，和适于将所述半成品薄膜太阳能电池从处理系统的一个装置或部件输送到处理系统的另一装置或部件的输送装置。
在一个实施方案中，处理系统的不同装置和部件相互连接分布，使得半成品薄膜太阳能电池可以在整个处理系统中被输送而没有真空中断。
简要附图说明
为进一步理解本发明，还包括了附图，并且附图被并入并构成本说明书的一部分。附图示出了本发明的实施方案，并与说明书一起用于解释原理。本发明的其他实施方案是可能的并且在本发明的范围内。附图的元素不一定是相对于彼此的比例。相似的参考数字表示相应的相似部分。
图1示意性地示出了根据本发明的方法的第一实施方案。
图2A至2E示意性地示出了在覆层配置工艺过程期间，在包括根据第一实施方案的方法的步骤的不同工艺步骤处的太阳能电池的层序列。
图3示意性地示出了根据本发明的方法的第二实施方案。
图4示意性地示出了根据本发明的处理系统的第一实施方案。
图5示意性地示出了根据本发明的处理系统的第二实施方案。
具体实施方式
下面结合附图进行了详细描述，附图构成了本发明的一部分，并且在附图中示出了具体的实施方案，可以通过这些实施方案中实施本发明。在这方面，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“头部”、“尾部”等方向术语是参考被描述的附图的方向而使用的。由于本发明的实施方案中的部件可以定位在许多不同的方向上，因此方向术语用于说明而不是限制性目的。应了解，在不偏离本发明范围的情况下，可以使用其他实施方案，并且可以进行结构或逻辑变化。因此，下面的详细描述不是限制性的，并且本发明的范围由所附的权利要求限定。
图1示出了本发明的方法的第一实施方案。该方法包括第一步骤S10，所述S10为提供一种半成品薄膜太阳能电池，其具有在衬底上的吸收层，所述吸收层包括CdSexTe1-x层。所述衬底还可以包括不同的层，例如CdSe、CdS、ZnTe或CdTe，并且其作为一个整体，即与其上面的吸收层一起，被认为是半成品薄膜太阳能电池。接着，在步骤S20中，在吸收层的表面上施加含氯膜，例如固体膜。在本发明的其他实施方案中，在步骤S20中，可将液体或准固体含氯膜施加到吸收层。这可以通过现有技术中已知的任何方法来完成。随后，在步骤S30中，对整个层堆叠，即衬底、吸收层和其上的含氯膜进行退火，以激活吸收层。也就是说，进行了热处理，其中将所述衬底加热至300℃至600℃范围内的退火温度，所述衬底上具有所述层和膜。如果在步骤S20之后，其上具有所述吸收层和含氯膜的衬底的温度低于150℃，则步骤S30包括第一子步骤S31，其中将其上具有所述层和膜的衬底预热到150℃至200℃范围内的第一温度。如果在步骤S20之后，其上具有所述层和膜的衬底的温度等于或高于所述第一温度，则可以省略第一子步骤S31。在每种情况下，步骤S30都包括第二子步骤S32，其中将高温水气溶胶施加到含氯膜上。一旦完成了子步骤S31(如果完全实施子步骤S31)，可以在步骤S30的整个持续时间内实施子步骤S32。或者，一旦完成了子步骤S31(如果完全实施子步骤S31)，可以仅在步骤S30的整个持续时间的一部分期间实施子步骤S32。也就是说，子步骤S32可以在步骤S30终止之前结束；或者，可以在子步骤S31结束的时间延迟开始，或者如果没有执行子步骤31，可以在步骤S30开始的时间延迟开始。子步骤S32甚至可以在步骤S30持续期间多次实施。在退火之后，在步骤S40中，通过现有技术中已知的方法和手段从吸收层中去除含氯膜或含氯膜的残留物。
下面，在示例性实施方案中示出了以覆层配置制造太阳能电池，所述示例性实施方案中进一步解释了第一实施方案的方法，而非意为对所述实施方案的限制。
图2A示出了半成品薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池包括玻璃衬底1、例如由InO层制成的前接触层2和由CdSexTe1-x制成的吸收层3。所述吸收层3例如使用CSS沉积方法制备。例如，所述吸收层3的顶部表面30的面积在x-y平面中可以为(600×1200)mm2至(1300×2100)mm2。
如图2B所示，含氯膜4(例如由CdCl2制成)被施加到吸收层3上。例如，通过用辊涂机施加液体CdCl2溶液并干燥来形成含氯膜4。所得含氯膜4的厚度可在50nm至2μm的范围内。在这一阶段，半成品薄膜太阳能电池处于室温下，即18℃和40℃之间的温度。
然后，将半成品薄膜太阳能电池在400℃的温度下退火25分钟，以进行激活工艺。在此工艺中，首先将半成品薄膜太阳能电池加热到200℃的第一温度，然后在退火的剩余持续时间内将高温水气溶胶5施加到含氯膜4的表面，如图2C所示。所述水气溶胶5由喷嘴施加，温度为400℃。半成品薄膜太阳能电池的周围环境内的相对湿度为15％左右。
结果，如图2D所示，形成激活的吸收层31。
在退火之后，使用现有技术中已知的清洁程序从半成品太阳能电池中去除含氯膜4的残留物。清洁溶液可以含有例如水、EDA(乙二胺)、HCl、有机或磷基络合剂或任何其他适合于去除CdCl2和/或退火步骤中形成的产物的溶剂。图2D示出了清洁的且激活的半成品薄膜太阳能电池。
在最后一个步骤中，在完全去除含氯膜4的残留物之后，将背接触层6施加到激活吸收层31上。结果，如图2E所示，形成了包括前接触层2、背接触层6和激活吸收层31的整个太阳能电池。
图3示出了本发明的方法的第二实施方案。该方法包括第一步骤S10，所述第二实施方案中的第一步骤S10类似于图1所示的第一实施方案的第一步骤S10，即提供一种半成品薄膜太阳能电池，所述半成品薄膜太阳能电池具有衬底上的吸收层，所述吸收层包括CdSexTe1-x层。随后，在步骤S30中，对整个层堆叠，即衬底和吸收层进行退火，以激活吸收层。也就是说，进行热处理，其中将其上具有吸收层的衬底加热到300℃至600℃范围内的退火温度。在所示的实施方案中，在步骤S10之后，其上具有吸收层的衬底具有大约或高于150℃的温度，这是由于，例如在衬底上施加吸收层(例如通过蒸发或升华)期间衬底被加热。步骤S30包括子步骤S33，其中将高温水气溶胶施加到吸收层。这里，所述水气溶胶包括含氯化合物，例如Cl2。子步骤S33可以在步骤S30的整个持续时间期间、或者仅在步骤S30的整个持续时间中的一部分时间内进行。也就是说，子步骤S33可以在步骤S30终止之前结束，或者可以在步骤S30开始的时间延迟开始。子步骤S33也可以在步骤S30期间多次进行。在退火之后，在步骤S41中，通过现有技术中已知的方法和手段从吸收层中去除在退火步骤S30期间形成的含氯化合物的残留物或其产物。
图4示出了本发明的处理系统的第一实施方案，其中所述处理系统100适合进行图1所示的本发明方法的第一实施方案。所述处理系统100包括第一装置110和第二装置120，所述第一装置110用于在吸收层的表面上施加含氯膜；所述第二装置120用于进行热处理和用于将高温水气溶胶施加到含氯膜的表面。所述第二装置120包括多个喷嘴121和第一加热部件125。
所述第一装置110由分布在第一处理室10中的辊涂机111实现。所述辊涂机111在衬底300上施加含氯膜，所述衬底300上具有吸收层，同时衬底300由输送装置150(包括，例如辊)移动。衬底300被移动到例如箭头所示的方向。含氯膜的施加通常在室温下进行。在通过辊涂机111之后，形成衬底310，其上具有吸收层和含氯膜。输送装置150可以通过整个处理系统100单向地移动衬底300或310，或者可以在处理系统100中以不同的方向移动衬底300或310。此外，衬底300或310可以连续或不连续地移动。
在离开第一处理室10之后，衬底310进入第二处理室20，其中分布有第二加热部件130a。所述第二加热部件130a将衬底300加热到例如200℃的第一温度。由于加热，含氯膜进一步干燥并形成衬底310的固体膜。
随后，衬底310进入第三处理室30，其中分布有第二装置120。所述第二装置120包括多个喷嘴121，所述喷嘴121通过导管122与水容器123相连。在水容器123内存储有水124。所述水124由第一加热部件125加热，以达到400℃的温度并在由喷嘴121喷洒时形成高温水气溶胶(由虚线箭头表示)。第一加热部件125可以分布在导管122处，如图4所示(其中，为了更好地示出导管122，最左侧导管122处未示出第一加热部件125)，和/或可以布置在水容器123和/或喷嘴121处。
在所示的处理系统100的实施例中，第二加热部件130b分布在第三处理室30中，用于在施加高温水气溶胶期间进一步加热衬底310。此外，分布有气体源140，其包括气体容器141和质量流量控制器142，用于通过进气口31将限定量的气体引入第三处理室30。所述气体可以是含氯气体、惰性气体、任何其他气体或气体混合物。
处理室10至30可以是真空室，适合于在处理室10至30内部分别提供限定的气压。为此，每个处理室10至30可以连接到处理泵(图4中未示出)。此外，处理室10至30通过闸门40(例如闸阀或甚至闸室)彼此连接，所述闸门40适合于在限定的气氛条件下将衬底310从一个处理室10或20输送到下一个处理室20或30(根据处理线)，并且不中断相应处理室10至30内的气氛。尽管在图4中示出了各个处理室10至30，但是处理系统100的部分或全部部件也可以分布在公共处理室中，或者甚至不分布在处理室中。
所述处理系统100进一步包括控制装置160，用于控制处理系统100的不同元件的功能，例如第一装置110和第二装置120、第二加热部件130a和130b、质量流量控制器142、输送装置150和/或例如处理泵的其他部件。
图5示出了本发明的处理系统的第二实施方案，其中所述处理系统200适合进行图3所示的本发明方法的第二实施方案。处理系统的类似部件可以参考如图4所示的类似的参考符号，并且与图4所述的处理系统具有类似的特征和性质。所述处理系统200包括第一装置210和第二装置220，所述第一装置210用于在吸收层的表面上施加含氯膜；所述第二装置220用于进行热处理和用于将高温水气溶胶施加到含氯膜的表面。在这种情况下，第一装置210和第二装置220由包括多个喷嘴221和第一加热部件225的一个装置整体实现。为了更好地理解，示出了分布于处理系统200之前(相对于处理线)的另一处理室50。升华源51分布在另一个处理室50内，用于在衬底上施加吸收层。所述升华源51可以包括提供不同材料的多个源。通常，在施加吸收层期间，衬底由第三加热部件52加热到300℃至550℃范围内的温度。在施加吸收层之后，形成包括吸收层的衬底300。
如果衬底300随后被输送到其中分布有第一装置210和第二装置220的处理室30，而没有冷却到低于150℃的温度，则不需要进入处理室前的用于加热衬底300的加热部件和/或处理室。衬底300由输送装置250输送通过处理室50和30。所述处理室50和30通过对应于图4的的闸门40连接。
第一装置210和第二装置220包括多个喷嘴221，所述喷嘴221通过导管222与水容器223相连。。在水容器223内存储有包含含氯化合物的水224。所述水224由对应于图4的第一加热部件225加热。在其他实施方案中，水容器223可以含有无含氯化合物的水，并且含氯化合物可以作为气体引入导管222或直接引入喷嘴221。此外，含氯化合物还可引入高温水气溶胶中，即引入处理室30内的气氛中。通过使用包括气体容器241和质量流量控制器241的气体源240，并通过将含氯气体(或气体混合物)通过进气口31引入处理室30中，可以实现最后一种替代方案。不同的替代方案可以相互结合。在每种情况下，在其上具有吸收层的衬底300上施加含氯化合物，同时在衬底300上施加高温水气溶胶。然而，气体源240也可用于将惰性气体或无含氯化合物的任何其他气体或气体混合物引入处理室30。
在所示的处理系统200的实施例中，第二加热部件230分布在处理室30中，用于在施加高温水气溶胶期间进一步加热衬底300。
处理系统200进一步包括控制装置260，用于控制处理系统200的不同元件的功能，例如第一装置210和第二装置220、第二加热部件230、质量流量控制器242和输送装置250。在处理系统的其他实施方案中，所述处理系统适于进行本发明方法的第二实施方案，第一装置和第二装置可以通过分布于同一处理室中的不同装置来实现，其中每个装置都包括喷嘴，第一装置可以不包括加热部件，并且所述第二装置包括第一加热部件。此外，第一装置甚至可以通过气体源来实现，所述气体源适合于将包含含氯化合物的气体引入处理室，在所述处理室中高温水气溶胶被施加到吸收层。在每种情况下，含氯化合物被施加到吸收层，同时高温水气溶胶被施加到吸收层。
尽管本文示出了用于施加高温水气溶胶、含氯膜或含氯化合物和吸收剂材料的自上而下的施加装置，但自下而上的施加装置可替代地用于某些或全部施加工艺。
在前述说明书中描述的本发明的实施方案是以说明的方式给出的实施例，并且本发明不限于此。实施方案的任何修改、变化和等效排列以及其组合都应被认为包括在本发明的范围内。
参考标号
1 衬底
2 前接触
3 吸收层
30 吸收层表面
31 激活吸收层
4 含氯膜
5 高温水气溶胶
6 背接触
10-30,50 处理室
40 闸门
31 进气口
51 升华源
52 第三加热部件
100,200 处理系统
110,210 第一装置
120,220 第二装置
111 辊涂机
121,221 喷嘴
122,222 导管
123,223 水容器
124 水
224 包含含氯化合物的水
125,225 第一加热部件
130a,130b,230 第二加热部件
140,240 气体源
141,241 气体容器
142,242 质量流量控制器
150,250 输送装置
160,260 控制装置
300 具有吸收层的衬底
310 具有吸收层和含氯膜的衬底

Claims (11)

1.一种激活半成品薄膜太阳能电池的吸收层的方法，所述吸收层包括CdSexTe1-x、CdSe、CdS或CdTe，所述方法包括以下步骤：
提供具有吸收层的半成品薄膜太阳能电池，所述吸收层包括一个CdSexTe1-x层或包括至少两个选自CdS、CdTe、ZnTe、CdSe的层，
在所述吸收层的表面上施加含氯化合物，以及
对所述半成品薄膜太阳能电池进行热处理，其中对所述吸收层的表面或所述含氯化合物的表面施加高温水气溶胶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行所述热处理之前，将所述含氯化合物作为固体或液体膜施加在所述吸收层的表面上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行所述热处理期间，将所述含氯化合物施加在所述吸收层的表面上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述高温水气溶胶的温度在300℃至600℃的范围内。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述热处理期间，所述半成品薄膜太阳能电池的周围环境中的相对湿度在0.1％至50％的范围内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述热处理期间，所述半成品薄膜太阳能电池的周围环境的压力在100Pa至10MPa的范围内。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在施加所述高温水气溶胶之前，所述半成品太阳能电池的温度在150℃至200℃范围内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述高温水气溶胶由喷嘴提供。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在所述热处理期间，所述半成品薄膜太阳能电池的周围环境包括至少一种选自包括氯气、氩气、氧气、氮气和二氧化碳的组的其他气体。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述高温水气溶胶被定向喷洒，使得其流到所述半成品薄膜太阳能电池的表面上。
11.一种用于进行根据权利要求1至10中任一项所述方法的处理系统，所述处理系统包括：
第一装置，用于在所述吸收层的表面上施加含氯化合物，和
第二装置，用于对所述半成品薄膜太阳能电池进行热处理，并将高温水气溶胶施加到所述吸收层的表面或所述含氯化合物的表面，其中所述第二装置包括喷嘴和第一加热部件，所述喷嘴用于产生水气溶胶，所述第一加热部件用于在通过所述喷嘴喷洒水性组合物之前加热所述水性组合物，或者包括超声波雾化器、施加装置和第一加热部件，所述施加装置用于将所述水气溶胶施加到所述吸收层的表面或所述含氯化合物的表面，所述第一加热部件用于在将所述水性组合物或所述水气溶胶施加到所述吸收层的表面或所述含氯化合物的表面之前，加热所述水性组合物或所述水气溶胶。
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