CN202839630U - 基于碳纳米管的太阳能电池及形成其的设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及基于碳纳米管的太阳能电池及形成其的设备。太阳能电池中设有碳纳米管(CNT)，这些碳纳米管用于：界定太阳能电池的微米/次微米几何尺寸；及/或做为电荷传输体，以有效地从吸收层移除电荷载流子以减少吸收层中的电子空穴复合速率。太阳能电池可包含：基材；多个在该基材的该表面上的金属催化剂的区域；多个碳纳米管束状物，形成于该多个金属催化剂的区域上，每一束状物包括大略垂直于该基材的该表面而呈对准的碳纳米管；以及光活性太阳能电池层，形成于这些碳纳米管束状物及该基材的暴露表面上，其中该光活性太阳能电池层在这些碳纳米管束状物上及该基材的该暴露表面上为连续的。光活性太阳能电池层可包含非晶硅p/i/n薄膜；然而，本实用新型的概念亦可应用至具有微晶硅、SiGe、碳掺杂微晶硅、CIS、CIGS、CISSe以及各种p型二六族二元化合物以及三元与四元化合物的吸收层的太阳能电池。

Description

基于碳纳米管的太阳能电池及形成其的设备
交互参照的相关申请 
本申请主张受益于2009年6月10日提出申请的61/185,928号的美国临时申请以及2010年2月11日提出申请的61/303,617号的美国临时申请。 
技术领域
本实用新型大体上关于太阳能电池，更具体而言，是关于包含碳纳米管的太阳能电池。 
背景技术
太阳能电池包含吸收层，在此处，光子被吸收并且产生电子空穴对。平面薄膜太阳能电池的吸收层需要厚得足以使多数入射的光子被捕捉，但不至于厚得让所有由光子吸收而产生的电荷载流子在他们抵达太阳能电池电极且产生光电流之前要么复合要么被捕集。该结果在该二个相对效应之间难以具有折衷方案，且此类电池的效能无法最佳化。 
吸收层可包含以下材料，诸如：硅（微晶硅及非晶硅）、其他硅基材料（诸如SiGe及碳掺杂微晶硅）、铜铟硒（CIS）、铜铟镓硒（CIGS）、Cu(In,Ga)(S,Se)2(CISSe)及各种二六族二元化合物及三元化合物。然而吸收层经常是具有严重影响太阳能装置效能的复合位置密度的缺陷材料。需要减少电子空穴对的复合（在此亦指电荷载流子的衰减）以提供更有效能的太阳能电池。 
再者，对非晶硅太阳能电池而言，存在一种额外的问题，称作Staebler-Wronski效应，这个效应是在一段时间内性能的退化，且该退化对于愈厚的非晶硅膜而言会愈大。例如，300nm的非晶硅膜可于电池效能中产生10-12%的光诱导退化，更甚者，随着膜厚度增加，退化会以指数式增加至约30%。然而，基于非晶硅的太阳能电池的光诱导退化不仅视厚度而定，亦视非晶硅的生长速率、沉积参数等而定。而微晶硅膜即使在结晶度比例低时，仍产 生较少（1-2%）的光诱导退化。 
已藉由产生三维太阳能电池结构而实行改良太阳能电池，在该结构中，吸收层形成于非平面的表面上，诸如具有抬升的微米尺度的柱状物或脊状物的表面。此配置容许相较于平面配置，在给定的吸收层厚度上具有较大的光吸收度。虽已获得此大有可为的结果以用于此类太阳能电池结构，然而这些电池的制造难以用于工业规模上。在此需要更可制造的高效能太阳能电池及用于形成该电池的方法及设备。 
实用新型内容
大体而言，本实用新型的实施例提供一种具有碳纳米管（CNT）的太阳能电池，这些碳纳米管用于：界定太阳能电池的微米/次微米几何尺寸；及/或做为电荷传输体，以有效地从吸收层移除电荷载流子以减少吸收层中的电子空穴复合速率。CNT的密度可受控制且CNT可图案化成例如为束状物。 
本实用新型的方法可包括（但不限于）将CNT结合进入吸收材料以有效移除空穴，其中该吸收材料可为诸如硅（微晶硅及非晶硅）、其他硅基材料（诸如SiGe及碳掺杂微晶硅）、铜铟硒（CIS）、铜铟镓硒（CIGS）、Cu(In,Ga)(S,Se)2(CISSe)及各种二六族二元化合物及三元化合物。再者，CNT的密度及对准情况可受控制以最佳化太阳能电池效能，包括改善光吸收层中的光捕集。本实用新型的概念不限于使用CNT，而可应用至大体上具有电荷传导纳米结构（诸如对准及非对准的纳米棒及纳米线）的太阳能电池吸收层。再者，本实用新型的概念可应用至太阳能电池，其大体上包括多结太阳能电池。 
根据本实用新型的多个方面，一种太阳能电池包含：导电层；多个金属催化剂粒子，附着于该导电层；多个碳纳米管，形成于这些金属催化剂粒子上；以及光活性吸收层，其形成于该导电层上，该光活性吸收层包覆这些碳纳米管，其中这些碳纳米管提供导电路径以供产生在该吸收层中的电荷载流子流出该吸收层。碳纳米管可呈垂直对准，而垂直于该导电层。碳纳米管的密度可在每平方米1011至1016个的范围内－大体上在任何给定面积中，碳纳米管覆盖率仅2-13%。碳纳米管可渗透吸收层达5%至95%的吸收层厚度，且在某些实施例中，对吸收层的渗透达吸收层厚度的50%至80%。碳纳米管可为单壁、双壁或多壁 碳纳米管。电荷载流子可为空穴。 
根据本实用新型的其它方面，一种形成太阳能电池的方法包含：提供导电层；形成多个金属催化剂纳米粒子于该导电层的表面上；生长多个碳纳米管于该金属催化剂纳米粒子上；以及沉积光活性吸收材料于这些碳纳米管上，其中该光活性吸收材料形成包覆这些碳纳米管的吸收层。这些碳纳米管可藉由低温（300-550°C）生长处理沉积，这些处理例如等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、低压CVD或热灯丝CVD（HWCVD）等技术。金属催化剂纳米粒子可藉由低压CVD、原子层沉积（ALD）或等离子体及UV诱导ALD等技术沉积。 
本实用新型的方法可包括使用形成于基材表面上的多个碳纳米管束状物界定太阳能电池的微米/次微米几何尺寸，其中这些束状物可具有微米尺度的高度及平均间距。光活性太阳能电池层沉积于这些束状物上，以致该层连续，且于某些实施例中，与这些束状物共形。光活性太阳能电池层可包含非晶硅p/i/n薄膜；然而，本实用新型的概念亦可应用至具有微晶硅、SiGe、碳掺杂微晶硅、铜铟硒（CIS）、铜铟镓硒（CIGS）、Cu(In,Ga)(S,Se)2（CISSe）以及各种p型二六族二元化合物（诸如CdTe），以及三元与四元化合物（诸如Cu2ZnSnS4）的吸收层的太阳能电池。 
根据本实用新型的多个方面，一种太阳能电池包含：基材；多个在该基材的表面上的金属催化剂的区域；多个碳纳米管束状物，形成于该多个金属催化剂的区域上，每一束状物包括大略垂直于该基材的该表面而对准的碳纳米管；以及光活性太阳能电池层，形成于这些碳纳米管束状物及该基材的暴露表面上，其中该太阳能电池层在这些碳纳米管束状物上及该基材的该暴露表面上为连续的。该基材可包括在该基材的该表面处的导电层；或者，在基材表面上可以有导电层，该导电层与这些碳纳米管束状物一起电连接。再者，该薄膜太阳能电池层可与这些碳纳米管束状物的这些表面共形。再者，这些碳纳米管束状物可被结构性强化，例如，以电化学沉积金属或来自气体前驱物的催化性沉积材料强化。 
较佳地，在上述的太阳能电池中，进一步包含：第二光活性太阳能电池层，该第二光活性太阳能电池层在该第一光活性太阳能电池层上是连续的。 
较佳地，在上述的用于形成太阳能电池的设备中，所述第二系统包括用于生长所述碳纳米管束状物的热灯丝化学气相沉积工具。 
较佳地，在上述的用于形成太阳能电池的设备中，所述第二系统包括用于在沉积所述连续光活性太阳能电池层之前在每个所述碳纳米管束状物上选择性地沉积强化材料的工具。 
较佳地，在上述的用于形成太阳能电池的设备中，所述第二系统包括用于从气相中催化地沉积所述强化材料的工具。 
较佳地，在上述的用于形成太阳能电池的设备中，第二系统包括用于沉积所述强化材料的电沉积工具。 
较佳地，在上述的用于形成太阳能电池的设备中，所述第三系统包括用于沉积所述连续光活性太阳能电池层的热灯丝化学气相沉积工具。 
根据本实用新型的其它方面，一种形成太阳能电池的方法包含：提供基材；形成多个金属催化剂纳米粒子的分布于该基材上；生长多个碳纳米管束状物于该金属催化剂纳米粒子上；以及沉积一连续太阳能电池层于这些碳纳米管束状物上。该太阳能电池层可与这些碳纳米管束状物共形。形成多个金属催化剂纳米粒子的分布的步骤除了其他处理之外可包括：沉积多个球体于该基材上；沉积金属催化剂于这些球体上；以及移除这些球体。再者，形成多个金属催化剂纳米粒子的分布的步骤可包括：沉积金属催化剂的薄膜；退火该薄膜以形成这些金属催化剂纳米粒子；以及视情况任选蚀刻这些纳米粒子以增加这些纳米粒子之间的平均间距。 
附图说明
在浏览本实用新型的详细说明书内容与伴随的附图之后，熟习此技艺者可更明了本实用新型的这些及其他方面与特征，这些附图中： 
图1是根据本实用新型的一些实施例的具有CNT电荷传输体的太阳能电池的示意图； 
图2是根据本实用新型的一些实施例的制造具有CNT电荷传输体的太阳能电池的处理流程； 
图3是根据本实用新型的一些实施例的基于CNT束状物的太阳能电池的 示意图； 
图4是根据本实用新型的一些实施例的制造基于CNT束状物的太阳能电池的第一处理流程； 
图5是根据本实用新型的一些实施例的制造基于CNT束状物的太阳能电池的第二处理流程； 
图6A及6B显示根据本实用新型的实施例的以球体涂布的基材的示意视图，这是用于制造基于CNT束状物的太阳能电池的处理的一部份； 
图7显示根据本实用新型的实施例的于球体上沉积金属催化剂及移除球体后图6A的基材的示意图，这是用于制造基于CNT束状物的太阳能电池的处理的一部份； 
图8显示根据本实用新型的实施例的退火以形成催化剂金属的纳米粒子后图7的基材的示意图，这是用于制造基于CNT束状物的太阳能电池的处理的一部份； 
图9显示根据本实用新型的实施例的生长CNT后图8的基材的剖面示意图，这是用于制造基于CNT束状物的太阳能电池的处理的一部份； 
图10显示根据本实用新型的实施例的沉积太阳能电池层后图9的基材的剖面示意图，这是用于制造基于CNT束状物的太阳能电池的处理的一部份； 
图11显示根据本实用新型的实施例用于制造太阳能电池（诸如图1的太阳能电池）的设备概略图； 
图12显示根据本实用新型的实施例用于制造太阳能电池（诸如图3及图10的太阳能电池）的设备概略图；以及 
图13显示具有多个结的基于CNT束状物的太阳能电池的剖面示意图。 
具体实施方式
现将参考附图详细描述本实用新型的实施例，这些附图是供以做为本实用新型的说明范例，以使熟习此技艺者能操作本实用新型。值得注意的是，下文中的附图及范例并非将本实用新型的范畴限制于单一实施例，而是，其他实施例可藉由交换所描述的或所绘示的一些或所有元件的方式实行。再者，本实用新型的某些元件可部份或全部使用已知部件实施，仅有那些为能使人明了本实 用新型的必要已知部件的部份会加以描述，而已知部件的其他部份的详细描述将会省略以免混淆本实用新型。在本说明书中，显示单一部件的实施例不应视为限制；相反地，除非在此以其他方式明确声明，否则本实用新型意欲涵盖其他包括多个相同部件的实施例，且反之亦然。再者，申请人不欲将说明书中的任何项目归于非一般或特殊意义，除非在此明确提出。进一步而言，本实用新型涵盖当前及未来已知的、与在此由说明方式所指的已知部件的等效物。 
在太阳能电池中，光子可被吸收于光活性吸收层中，并且产生电子空穴对。在传统CIGS太阳能电池中，透过光活性吸收层的电荷分离及传输的阻碍路径容许在电荷分离及传输离开之前透过复合而达成一些电荷衰减。复合将太阳能电池效能从理论最大值降低。在本实用新型的实施例中，CNT及其他空穴传输纳米棒、纳米线、纳米管等可被配置成为有效路径以引导空穴离开并且因此减少在光活性吸收层中会发生的复合。见图1。 
在此大体上描述太阳能电池，并且提供太阳能电池的特定范例。然而，本实用新型的概念不限于非晶硅或铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池，而可应用于大体上包含以下材料的吸收层的太阳能电池，这些材料包括：微晶硅、其他硅基材料（如SiGe与碳掺杂微晶硅）、铜铟硒（CIS）、铜铟镓硒（CIGS）、Cu(In,Ga)(S,Se)2（CISSe）以及各种p型二六族二元、三元与四元化合物（诸如CdTe）。再者，本实用新型的概念不限于具有对准的CNT的太阳能电池，而可应用至大体上包括具有电荷传导纳米结构（诸如对准及非对准的纳米棒及纳米线）的太阳能电池吸收层的太阳能电池。 
碳纳米管（CNT）具有电性质以及机械性质，使得他们在集成至许多电子元件（包括太阳能装置）的方面，是备受瞩目的。碳纳米管为纳米等级的圆柱体，具有由石墨烯形成的壁－单一原子厚的石墨薄片。纳米管可为单壁（由单一片石墨烯构成的圆柱壁，称为SWNT）亦可为多壁（由多片石墨烯构成的圆柱壁，称为MWNT）。对SWNT而言，纳米管可具有一个纳米般小的直径，且长度对直径比率为102至105数量级。碳纳米管可具有金属电性质或可具有半导体电性质，使它们适合集成进入各种元件，诸如太阳能电池。CNT于升高的温度下从碳氢前驱物气体选择性沉积于某些金属上。适合的金属可包括铁、镍、钴、铜、钼及前述的金属合金，可具有或不具有诸如Al、Al2O3、Mo、Ta 及W的下层－所列的金属能催化那些用于生长CNT的反应。注意到，这些下层及诸如Si、石英、SiO2、Ti、SiC等的基材影响生长处理且对CNT的种类及性质具有极大影响。 
图1是根据本实用新型的一些实施例的太阳能电池100的示意图。太阳能电池100包含基材101。基材101可为玻璃基材或金属可挠基材等。导电层102一般以600nm厚度覆盖基材101。层102可为Mo、Fe、TiN或Cu层，所有上述层的功函数大约为4.6eV。层102亦可包含顶表面上的Al薄层，一般为5nm厚。对准的碳纳米管110电连接至层102。铁催化剂纳米粒子111（尺寸从0.5nm变化至10nm）位于层102顶部上的CNT110的基部。亦可使用其他诸如镍、钴、铜、钼及前述金属的合金，前述金属具有或不具有诸如Al、Al2O3、Mo、Ta及W的下层。CNT可为SWNT或MWNT。CNT可呈垂直对准，在各个碳纳米管之间具规律的间隔，如图1中所呈现。碳纳米管的垂直对准可助于在吸收层103内捕集光线。当生长时，CNT为有效的介质以传输在吸收层中生成的空穴至下层102。CNT的长度可为100nm至2.0μm长，而直径范围为0.5至15nm。吸收层103环绕CNT。吸收层及CNT一般可被配置以致CNT延伸进入吸收层达吸收层厚度的5%至95%，而在一些实施例中，较佳为渗透达50%至80%的吸收层厚度。吸收层可为CIS、CIGS等。一般CIGS层的厚度从1.0μm变化至2.0μm。缓冲层104、105与透明导电氧化物（TCO）层106位于吸收层的顶部上，如图1所示。缓冲层可为CdS及ZnO，且TCO层可为例如铟锡氧化物（ITO）。缓冲层和TCO层必须至少是部份光学上透明，以容许充分的光线抵达光活性吸收层103。接触垫107形成于TCO层106上。接触垫可为铝或镍合金等。太阳能电池藉由在层102及接触垫107之间完成电路而致动。 
或者，太阳能电池可装设以由非晶硅的p-i-n层、微晶硅的p-i-n层等形成的吸收层103，且使用适当的电极材料。举例而言，层102可为由透明导电氧化物或其他透明导电材料制成的透明电极；而层104-106可以被诸如银及铝或合金的金属制成的反射电极替换。 
CNT可呈垂直对准且彼此平行。平均上，此对准提供最短的路径供空穴从吸收层透过CNT引出。CNT的近似垂直与平行对准是有益的。吸收层中CNT的密度可以是在吸收层内产生电子空穴对的效能与从吸收层中引出空穴的效 能之间的折衷方案。期望的CNT密度可为每平方米1011至1016的量级。 
吸收层可为连续薄膜，形成于CNT周围。在包含纳米粒子的吸收层上，连续薄膜是有益的，理由如下：(1)连续薄膜提供横跨从紫外线(UV)到近红外线(IR)的光谱的更高的光吸收系数；以及(2)连续薄膜的导电度更高，特别是当纳米粒子的表面被覆盖于介面活性剂中时。再者，更高的光吸收系数容许吸收层厚度尺度降低，从大约2至0.2微米，这提供改良的太阳能电池特性，诸如电池能量转换效能η、开路电压(Voc)、填充系数（FF）、以及标准化短路电流（Jsc）。 
用于制造如图1的太阳能电池的基本方法显示于图2中的处理流程200中。制造过程包括：提供具有导电层的基材(210)；形成金属催化剂纳米粒子于该导电层的表面上（220）；生长碳纳米管于这些金属催化剂纳米粒子上（230）；沉积光活性吸收材料于这些碳纳米管上，其中该光活性吸收材料形成包覆这些碳纳米管的吸收层（240）；以及沉积太阳能电池的顶部导电层以及接触垫（250）。或者，导电层可于生长碳纳米管之后沉积。 
用于依循如图2的方法、制造如图1中的太阳能电池的设备显示于图11。图11的设备包含：系统1101，配置成沉积导电层；系统1102，被配置成形成金属催化剂纳米粒子于导电层的表面上；系统1103，被配置成生长碳纳米管于金属催化剂纳米粒子上；系统1104，被配置成沉积光活性吸收材料于碳纳米管上，其中该光活性吸收材料形成包覆这些碳纳米管的吸收层；以及系统1105，被配置成沉积顶部导电层于光活性吸收层上以及沉积接触垫。该设备的系统为概略显示，这些系统可排列成线性设备、一个以上的群集工具或其他变化形式。这些系统可为PVD、CVD、ALD、PECVD、HWCVD等，如参考图1于下文所述。 
现将参考图1而详细描述制造过程的特定范例。提供基材101。导电层102是使用已知的沉积技术沉积于基材101的顶部上。铝薄层（一般为5nm厚）是藉由PVD溅镀技术沉积于层102上，随后，铁薄层（<2nm）以铁纳米粒子111的形式形成于连续铝层的表面上。铁纳米粒子的直径将决定CNT的直径。可藉由PVD、低压热CVD、ALD、PECVD、HWCVD或等离子体及UV诱导ALD技术沉积铁。金属催化剂纳米粒子可藉由低压CVD、ALD或等离子体及UV诱导ALD技术沉积。 
对准碳纳米管110随后形成于铁纳米粒子111上。CNT可藉由标准技术生长，这些技术包括等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、热灯丝CVD（HWCVD）以及热CVD。CNT可生长以致相对均等地间隔并且呈垂直对准（垂直于层102的表面）。再者，CNT生长可受控制以达成每平方米1011至1016个CNT的期望密度。注意铁催化剂纳米粒子111会留于CNT的基部。CNT生长后，铝层可留于或可不留下成为连续膜。一旦CNT生长，吸收层103可藉由已知技术沉积，这些技术包括热沉积（包括HWCVD）、电沉积以及溶凝胶技术。在沉积吸收层103期间添加热能可改良CNT与吸收层材料（例如CIGS）之间的接触。一旦吸收层103沉积，随后，使用已知技术沉积留下的层（缓冲层104、105及TCO层106）。最终，使用已知沉积与图案化技术沉积接触垫107。 
在本实用新型的一些实施例中，CNT110不呈对准，亦可使用诸如电弧放电或激光剥蚀之类的CNT生长技术。 
尽管本实用新型的实施例已描述配置成透过CNT移除空穴的太阳能电池，本实用新型的概念可应用至其他透过CNT从元件层移除空穴可能是有益的元件上。 
本实用新型的方法可包括使用形成于基材表面上的CNT束状物界定太阳能电池的微米/次微米几何尺寸，其中这些束状物可具有微米尺度的高度及平均间距。光活性太阳能电池层沉积于这些束状物上，以致该层为连续，且在一些实施例中该层与这些束状物共形。光活性太阳能电池层可包含非晶硅p/i/n薄膜；但是，本实用新型的概念亦可应用至具以下材料的吸收层的太阳能电池，这些材料为SiGe、碳掺杂微晶硅、铜铟硒（CIS）、铜铟镓硒（CIGS）、Cu(In,Ga)(S,Se)2（CISSe）以及各种p型二六族二元化合物（诸如CdTe），以及三元与四元化合物（诸如Cu2ZnSnS4）。 
图3是基于CNT束状物的太阳能电池300的示意图。太阳能电池300包含具有导电层320的基材310。基材310可为玻璃基材、或金属可挠基材等。导电层320可为金属或透明导电氧化物（TCO），诸如ITO。CNT330形成于金属催化剂326的区域上。金属催化剂可为铁、镍、钴或一些或全部的任何前述元素的合金。需注意到，在金属催化剂的每一区域上可有多重CNT，这视催 化剂的区域尺寸与CNT生长条件而定。CNT330显示为被分组到四个束状物中；但是，每一束状物可包含在金属催化剂的单一区域上的CNT，或者在金属催化剂的许多区域上的CNT。在显示于图3的特殊实施例中，导电层320在催化剂粒子326及生长CNT330之后沉积，因此催化剂粒子直接坐落于基材310的表面上；于其他实施例中，可首先沉积导电层，之后沉积催化剂粒子326，在此实例中，催化剂粒子326坐落于导电层320上，见后文的图10。在图3中，CNT330显示为以材料340强化的四个束状物，这可以是例如电沉积金属或从气相催化式沉积的材料。CNT束状物可为约1至3微米高，直径0.1至0.3微米，且以平均为约1至2微米的中心对中心间距分隔开。光活性吸收层350为覆盖CNT束状物的连续层。光活性吸收层350被顶部电极360所覆盖。倘若太阳能电池300透过基材310被照明，则基材310与导电层320必须为透明，具有在波长从250nm至1.1μm范围内的良好的透光性。倘若太阳能电池300透过顶部电极360被照明，则顶部电极360必须为透明，具有在波长从250nm至1.1μm范围内的良好的透光性。 
使用对熟习此技艺者为已知的处理技术于图3的太阳能电池的上部及下部电极（360、320）制做电接触。举例而言，可藉由包括穿过上层的激光切割以暴露电极320区域的处理，对下部电极320制做电接触。亦可使用光刻技术。 
由图3可显而易见光活性吸收层350的配置允许绝大多数入射光子被捕捉，但层350不至于厚得使由光子吸收产生的电荷载流子在他们抵达太阳能电池电极并且产生光电流之前会复合或被捕集。此配置允许在光收集效能及电池光电流生成之间具有比平面光吸收层更佳的折衷方案。再者，太阳能电池300可使用有效的、适合放大制造规模的处理制造。 
制造如图3中的太阳能电池的基本方法包括：提供一基材；形成金属催化剂纳米粒子的分布于该基材上；生长碳纳米管束状物于该金属催化剂纳米粒子上；以及沉积连续光活性太阳能电池层于这些碳纳米管束状物上。更详细的制造如图3中的太阳能电池的方法的范例显示于图4中的处理流程400中。制造过程包括：提供在基材表面具有导电层的基材（410）；沉积球体于基材表面（420）；沉积金属催化剂于球体覆盖的基材上（430）；移除球体，留下金属催化剂岛状物于基材上（440）；生长碳纳米管于金属催化剂岛状物上，形成 CNT束状物（450）；以及，沉积连续光活性吸收层于碳纳米管束状物以及暴露的基材表面上（460）。图5显示替代性处理流程500。该制造过程500包括：提供基材（510）；沉积金属催化剂薄膜于基材表面上（520）；退火催化剂薄膜以形成金属催化剂纳米粒子于基材上（530）；视情况任选，如需要，则蚀刻纳米粒子以增加纳米粒子的间距（540）；生长CNT于金属催化剂纳米粒子上，形成CNT束状物（550）；形成导电层于基材表面以电连接CNT束状物（560）；以及沉积连续光活性吸收层于CNT及暴露的导电层表面上（570）。处理流程400及500仅是可用于形成本实用新型的太阳能电池的许多处理流程的范例。在阅读过本说明书后，熟习此技艺者将认知到存在许多能用以制造诸如图3及图10所示的太阳能电池的处理流程400及500的变化形式。例如，处理流程500可易于修改以适于在基材表面具导电层、而非于CNT沉积后形成导电层的基材。再者，处理流程400能易于修改以包括退火及/或蚀刻金属催化剂岛状物以增加CNT束状物的间距。 
用于创造金属催化物粒子的分布的方法包括图案化处理。这些图案化处理可分为三个广泛的分类：自组织图案化、使用表面改性的图案化，以及基于标准光刻法的图案化技术（诸如光刻且随后蚀刻以及光刻且随后进行金属沉积与剥离）。参考图4及图5的上述的球体处理以及退火处理为自组织处理的范例；进一步的自组织处理的范例为以立体空间上稳定的纳米粒子涂布或印刷的基材/电极。立体空间上稳定的纳米粒子为由长链或短链聚合物的层覆盖的粒子，其中聚合物的尾端助于使粒子可溶，且亦防止纳米粒子免于彼此太靠近且聚集。使用表面改性的图案化为改性表面使得金属催化剂的纳米粒子将只粘于改性的区域上，或仅粘于非改性的区域上。表面改性的范例包括：纳米印刷微影术；全息术；以及喷墨印刷。标准光刻法的处理流程范例包括：(1)金属沉积，随后抗蚀剂沉积、光刻，然后为蚀刻；以及(2)抗蚀剂沉积，随后光刻、金属沉积，然后剥离。 
图6A、6B及7绘示图4所示的处理步骤420、430及440的多个方面。图6A及图6B显示在顶表面上由导电层320所覆盖的基材310，而导电层为球体322所覆盖。球体322可包含苯乙烯且具有微米尺度的直径，例如，选自5至10微米的范围内的直径。催化剂金属的薄层沉积于球体322上，覆盖球体322 以及导电层320的暴露区域。使用适合的溶剂及/或超音波浴移除球体，于导电层320的表面上留下催化剂金属的岛状物324，如图7所示。 
图8提供图7中的金属岛状物324如何藉由退火及/或蚀刻转换的代表图。每一岛状物324已转换成多重纳米粒子326。再者，倘若每一岛状物324界定CNT束状物，且每一等效纳米粒子326的群组亦界定了CNT束状物，然后束状物的平均间距将会增加。 
图9显示图8的基材的剖面图，CNT已生长于该基材上。CNT 330仅生长于催化剂金属纳米粒子326上。CNT生长条件经选择以提供大略垂直于基材表面的CNT330。CNT在从350°C变化至800°C的基材温度、从10Torr变化至300Torr的压力下生长。一般碳前驱物为甲烷，而其他类似乙烯及二甲苯的碳前驱物亦可用于沉积CNT。 
图10显示图9的基材，在该基材上已沉积光活性吸收层350。沉积条件将可最佳化以于CNT束状物上提供连续膜；在某些实施例中，吸收层350将会与束状物及导电层320的暴露区域共形。导电层的连续且共形的膜（诸如Ni、Al、铟锡氧化物(ITO)、ZnO、以及掺杂铝的ZnO(AZO)）可藉由热蒸镀、溅镀、PECVD或ALD处理沉积。为了完成太阳能电池，将沉积顶部电极而将制做电连接至顶部及底部电极二者。 
图3与图10的比较显示本实用新型的太阳能电池的配置中的一些差异。举例而言，图3显示在CNT生长后沉积的导电层320，而图10显示在沉积金属催化剂前在基材顶部沉积的导电层。再者，图3的太阳能电池具有由强化材料340强化的CNT束状物，然而图10的太阳能电池无CNT束状物强化性－光活性吸收层350直接沉积于CNT束状物上。 
为了改良CNT的电性质以及改良CNT与光活性吸收层之间的电介面，可用硼掺杂CNT。硼的掺杂可在CNT生长期间或者在生长之后使用离子注入技术达成。再者，为避免等离子体损伤CNT，非等离子体沉积技术（诸如HWCVD）可用于沉积：(1)包覆碳纳米管的光活性吸收层；以及(2)碳纳米管束状物上的连续光活性太阳能电池层。 
依循如图4或图5中的方法或等效方法制造如图3或图10中的太阳能电池的设备显示于图12。图12的设备包含：系统1201，配置成形成金属催化剂 纳米粒子的分布于基材上；系统1202，被配置成生长碳纳米管束状物于金属催化剂纳米粒子的分布上；系统1203，被配置成沉积连续光活性太阳能电池层于碳纳米管束状物上。在基材于基材表面不具有导电层的实施例中，可添加被配置成沉积导电层于碳纳米管束状物上的系统1204，如图12所示。该设备的系统为概略显示，这些系统可排列成线性设备、一个以上的群集工具或其他变化形式。这些系统可为PVD、CVD、ALD、PECVD、HWCVD等，如上文所指示。 
本实用新型的概念不限于单结太阳能电池，而可应用至多结太阳能电池，即包含两个以上结的太阳能电池。举例而言，图13显示穿过具有多结的基于CNT束状物的太阳能电池的剖面图。在图13中，太阳能电池可包含透明基材1310、透明导电层1320、金属催化剂区域326、CNT330、第一光活性太阳能电池层1352、第二光活性太阳能电池层1354以及电极1360。第一光活性太阳能电池层1352可包含非晶硅p-i-n或n-i-p结，而第二光活性太阳能电池层1354可包含微晶型p-i-n或n-i-p结。再者，第一及第二光活性太阳能电池亦可选自其他硅基薄膜太阳能电池，诸如SiGe及碳掺杂微晶硅。 
已参考本实用新型知某些实施例而详加描述本实用新型，此技艺中具一般技术者应易于明了可不背离本实用新型的精神与范畴制做型式与细节中的变更与修改。其欲附加的权利要求书涵盖此变更与修改。随后的权利要求书借定本实用新型。 

Claims (20)

1.一种太阳能电池，包含： 
基材； 
在该基材的表面上的多个金属催化剂的区域； 
多个碳纳米管束状物，形成于多个金属催化剂的区域上，每一束状物包括多个大略垂直于该基材的表面而对准的碳纳米管；以及 
第一光活性太阳能电池层，形成于这些碳纳米管束状物上及该基材的暴露表面上，其中该第一光活性太阳能电池层在这些碳纳米管束状物上及该基材的暴露表面上是连续的。 
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其中每一个束状物是由选择性地沉积在每个这些碳纳米管上的材料来强化的，该第一光活性太阳能电池层是形成于该多个经强化的碳纳米管束状物上。 
3.如权利要求2所述的太阳能电池，其中所述材料是电沉积的金属。 
4.如权利要求2所述的太阳能电池，其中所述材料是从气相中催化地沉积的。 
5.如权利要求1所述的太阳能电池，其中该基材包括位于该基材的表面处的导电层。 
6.如权利要求1所述的太阳能电池，进一步包含： 
导电层，位于该基材的表面上，该导电层与该多个碳纳米管束状物电连接在一起。 
7.如权利要求1所述的太阳能电池，其中该光活性太阳能电池层与这些碳纳米管束状物共形。 
8.如权利要求1所述的太阳能电池，其中该第一光活性太阳能电池层包括p型、本征型、及n型的非晶硅的薄膜。 
9.如权利要求1所述的太阳能电池，其中该第一光活性太阳能电池层包括p型、本征型、及n型的微晶硅的薄膜。 
10.如权利要求1所述的太阳能电池，其中该第一光活性太阳能电池层包括选自硒化铜铟，硒化铜铟镓，以及碲化镉构成的组的材料。 
11.如权利要求1所述的太阳能电池，其中该多个碳纳米管束状物是彼此分开的，且分开的平均距离介于1和2微米之间。 
12.如权利要求1所述的太阳能电池，进一步包含： 
第二光活性太阳能电池层，该第二光活性太阳能电池层在该第一光活性太阳能电池层上是连续的。 
13.一种用于形成太阳能电池的设备，包含： 
第一系统，被配置成形成多个金属催化剂的区域于基材的表面上； 
第二系统，被配置成生长多个碳纳米管束状物于所述多个金属催化剂的区域上，每一束状物包括多个大略垂直于该基材的表面而对准的碳纳米管；以及 
第三系统，被配置成沉积连续光活性太阳能电池层于所述多个碳纳米管束状物上。 
14.如权利要求13所述的设备，其中所述第一系统被配置成：沉积多个球体于所述基材表面上；沉积金属催化剂于基材表面上所覆盖的这些球体上；以及移除这些球体，从而使金属催化剂岛状物留在所述基材表面上。 
15.如权利要求13所述的设备，其中所述第一系统被配置成：沉积金属催化剂薄膜于所述基材表面上；以及退火该金属催化剂薄膜以在所述基材表面上形成金属催化剂纳米粒子。 
16.如权利要求13所述的设备，其中所述第二系统包括用于生长所述碳纳米管束状物的热灯丝化学气相沉积工具。 
17.如权利要求13所述的设备，其中所述第二系统包括用于在沉积所述连续光活性太阳能电池层之前在每个所述碳纳米管束状物上选择性地沉积强化材料的工具。 
18.如权利要求17所述的设备，其中所述第二系统包括用于从气相中催化地沉积所述强化材料的工具。 
19.如权利要求17所述的设备，其中所述第二系统包括用于沉积所述强化材料的电沉积工具。 
20.如权利要求13所述的设备，其中所述第三系统包括用于沉积所述连续光活性太阳能电池层的热灯丝化学气相沉积工具。 
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108933166A (zh) * 2017-05-24 2018-12-04 清华大学 半导体器件
CN108963003A (zh) * 2017-05-24 2018-12-07 清华大学 太阳能电池
CN109390477A (zh) * 2017-08-03 2019-02-26 Tcl集团股份有限公司 一种多通道空穴传输层、电学器件与qled器件
CN111129190A (zh) * 2020-01-13 2020-05-08 盐城瑞力达科技有限公司 电池元件的制备工艺

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2865946B1 (fr) * 2004-02-09 2007-12-21 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'une couche de materiau sur un support
CN101499338B (zh) * 2008-02-01 2011-07-27 清华大学 绞线的制备方法
WO2011049933A1 (en) 2009-10-19 2011-04-28 The University Of Toledo Back contact buffer layer for thin-film solar cells
US8563351B2 (en) * 2010-06-25 2013-10-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for manufacturing photovoltaic device
EP2664004A4 (en) * 2011-01-14 2014-07-09 Nusola Inc PHOTOVOLTAIC CELLS
CN103022236A (zh) * 2011-09-26 2013-04-03 吉富新能源科技(上海)有限公司 微晶硅薄膜太阳能电池的真空热退火处理背电极技术
KR20130049024A (ko) * 2011-11-03 2013-05-13 삼성에스디아이 주식회사 태양 전지
US8809105B2 (en) * 2012-06-14 2014-08-19 First Solar, Inc. Method of processing a semiconductor assembly
TWI451588B (zh) * 2012-06-22 2014-09-01 Jenn Feng New Energy Co Ltd Method for making copper gallium - selenium - tin solar cell buffer layer
US20140030843A1 (en) 2012-07-26 2014-01-30 International Business Machines Corporation Ohmic contact of thin film solar cell
EP2893568A4 (en) * 2012-08-13 2016-07-06 Univ Toledo BACK COVER FOR PHOTOVOLTAIC CELLS
US20150380584A1 (en) * 2013-02-14 2015-12-31 Northeastern University Solar cells containing metal oxides
MY164426A (en) * 2013-12-10 2017-12-15 Mimos Berhad A method for fabricating a thin-film solar cell having nanostructures incorporated onto an absorber layer and a conductor layer
US9825193B2 (en) 2014-10-06 2017-11-21 California Institute Of Technology Photon and carrier management design for nonplanar thin-film copper indium gallium diselenide photovoltaics
US11186732B2 (en) 2016-06-27 2021-11-30 Ironwood 12 Llc Vertically-aligned carbon nanotube substrate having increased surface area
US10876201B2 (en) * 2016-06-27 2020-12-29 Ironwood 12 Llc Broadband fluorescence amplification assembly
CN109964303B (zh) 2016-11-18 2023-08-29 应用材料公司 经由物理气相沉积沉积非晶硅层或碳氧化硅层的方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6427622B2 (en) * 1998-08-28 2002-08-06 Mv Systems, Inc. Hot wire chemical vapor deposition method and apparatus using graphite hot rods
US6504292B1 (en) * 1999-07-15 2003-01-07 Agere Systems Inc. Field emitting device comprising metallized nanostructures and method for making the same
US20040182600A1 (en) * 2003-03-20 2004-09-23 Fujitsu Limited Method for growing carbon nanotubes, and electronic device having structure of ohmic connection to carbon element cylindrical structure body and production method thereof
US7682654B2 (en) * 2003-06-03 2010-03-23 Seldon Technologies, Llc Fused nanostructure material
US7667133B2 (en) * 2003-10-29 2010-02-23 The University Of Toledo Hybrid window layer for photovoltaic cells
KR101030039B1 (ko) * 2004-02-26 2011-04-20 삼성에스디아이 주식회사 유기 태양전지 및 그 제조방법
US7330369B2 (en) 2004-04-06 2008-02-12 Bao Tran NANO-electronic memory array
US7229909B2 (en) * 2004-12-09 2007-06-12 International Business Machines Corporation Integrated circuit chip utilizing dielectric layer having oriented cylindrical voids formed from carbon nanotubes
WO2007040594A2 (en) 2005-03-01 2007-04-12 Georgia Tech Research Corporation Three dimensional multi-junction photovoltaic device
KR20070056581A (ko) * 2005-11-30 2007-06-04 삼성전자주식회사 태양전지용 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는태양전지
US20080023067A1 (en) 2005-12-27 2008-01-31 Liangbing Hu Solar cell with nanostructure electrode
KR20070078530A (ko) * 2006-01-27 2007-08-01 삼성전자주식회사 태양전지용 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는태양전지
US20080066802A1 (en) 2006-03-23 2008-03-20 Solexant Corp. Photovoltaic device containing nanoparticle sensitized carbon nanotubes
US20100075137A1 (en) * 2006-05-17 2010-03-25 Lockheed Martin Corporation Carbon nanotube synthesis using refractory metal nanoparticles and manufacture of refractory metal nanoparticles
US20080072961A1 (en) * 2006-09-26 2008-03-27 Yong Liang Nanosized,dye-sensitized photovoltaic cell
EP2115782A1 (en) * 2007-01-30 2009-11-11 Solasta, Inc. Photovoltaic cell and method of making thereof
US7999176B2 (en) * 2007-05-08 2011-08-16 Vanguard Solar, Inc. Nanostructured solar cells
US20110023955A1 (en) * 2007-06-26 2011-02-03 Fonash Stephen J Lateral collection photovoltaics
US9318295B2 (en) * 2008-01-18 2016-04-19 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Nasa Carbon nanotube patterning on a metal substrate
US8269100B2 (en) * 2008-09-30 2012-09-18 Uchicago Argonne, Llc Hybrid solar cells via UV-polymerization of polymer precursor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108933166A (zh) * 2017-05-24 2018-12-04 清华大学 半导体器件
CN108963003A (zh) * 2017-05-24 2018-12-07 清华大学 太阳能电池
CN108963003B (zh) * 2017-05-24 2020-06-09 清华大学 太阳能电池
CN108933166B (zh) * 2017-05-24 2020-08-11 清华大学 半导体器件
CN109390477A (zh) * 2017-08-03 2019-02-26 Tcl集团股份有限公司 一种多通道空穴传输层、电学器件与qled器件
CN111129190A (zh) * 2020-01-13 2020-05-08 盐城瑞力达科技有限公司 电池元件的制备工艺

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