DE102014202961A1 - Process for producing thin-film solar cells with a p-doped CdTe layer - Google Patents

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Abstract

In der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Dünnschicht-CdTe-SolarzeÜllen vorgestellt, die eine von Nadelstichporen freie und einheitlich dotierte CdTe-Schicht mit verringerter Schichtstärke haben. Das erfindungsgemäße Verfahren verhindert auf wirksame Art und Weise Kurzschlüsse in den Solarzellen, verbessert deren Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität und versieht die CdTe-Schicht mit einer einheitlichen Dotierung. Dies wird erreicht, indem eine Opferschicht zwischen einer ersten CdTe-Schicht von grobkörniger Struktur und einer zweiten CdTe-Schicht von feinkörniger Struktur aufgebracht wird, die gemeinsam die CdTe-Schicht der Solarzellen bilden. Außerdem besteht die Möglichkeit, den CdCl2-Aktivierungsschritt entbehrlich zu machen, falls die Opferschicht ein Halogen enthält.In the present invention, there is provided a process for producing thin film CdTe solar cells having a pin-pore free and uniformly doped CdTe layer of reduced film thickness. The inventive method effectively prevents short circuits in the solar cells, improves their reliability and long-term stability and provides the CdTe layer with a uniform doping. This is achieved by applying a sacrificial layer between a first coarse-grained CdTe layer and a second fine-grained CdTe layer, which together form the CdTe layer of the solar cells. It is also possible to dispense with the CdCl2 activation step if the sacrificial layer contains a halogen.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, CdTe-Solarzellen mit verbessertem Wirkungsgrad herzustellen.The present invention is a process for producing CdTe solar cells with improved efficiency.

Die Verbreitung von Dünnschichtsolarzellen lässt sich durch Steigerung des Wirkungsgrades bei der Lichtumwandlung weiter beschleunigen. Als besonders vielversprechend haben sich dabei auf CdTe basierende Solarzellen erwiesen.The spread of thin-film solar cells can be further accelerated by increasing the efficiency of light conversion. CdTe-based solar cells have proven particularly promising.

Die CdTe-Solarzelle weist nach dem Stand der Technik folgenden Aufbau auf: Auf einem Glassubstrat wird eine lichtdurchlässige (oxidhaltige) Leiterschicht (TCO, transparent conductive Oxide) als Frontkontakt angeordnet. Die TCO-Schicht kann eine hochwiderstandsfähige Pufferschicht beinhalten, die dazu beiträgt, den Shunting-Effekt (d h. das Auftreten von Nebenschlüssen) in den Solarzellen zu minimieren. Darüber wird eine Cadmiumsulfidschicht (CdS) und auf dieser eine Schicht aus Cadmiumtelluridschicht (CdTe) aufgetragen. Abschließend wird eine Metallschicht zur Sammlung der Ladungsträger aufgebracht. Dieses Verfahren ist als Superstratkonfiguration bekannt.The CdTe solar cell according to the prior art has the following structure: On a glass substrate, a transparent (oxide-containing) conductor layer (TCO, transparent conductive oxides) is arranged as a front contact. The TCO layer may include a high-resistance buffer layer that helps to minimize the shunting effect (i.e., the occurrence of shunts) in the solar cells. A cadmium sulphide layer (CdS) is applied over this layer and a layer of cadmium telluride layer (CdTe) is applied thereon. Finally, a metal layer is applied to collect the charge carriers. This method is known as superstrate configuration.

Bei der Herstellung der Solarzellen wird von dem Substrat (bevorzugt Glas) ausgegangen, auf welchem die folgenden Schichten nacheinander abgeschieden werden.The production of the solar cells is based on the substrate (preferably glass) on which the following layers are deposited successively.

Bei der Herstellung von CdTe-Solarzellen bewegt sich die Dicke der CdS-Schicht normalerweise im Bereich von 4 bis 5 μm. Theoretische Simulationen der CdTe-Solarzellen haben jedoch gezeigt, dass Solarzellen mit einer 1 μm dicken CdTe-Schicht auch einen ziemlich hohen Wirkungsgrad haben könnten. Im Prinzip könnte die Verringerung der CdTe-Schichtstärke von 4 μm auf 2 μm dazu beitragen, den Materialverbrauch von CdTe bei der Modulherstellung um 30 bis 40% zu verringern. Die Verringerung der CdTe-Schichtstärke würde auch die Abscheidungszeit vermindern und dadurch die Modulherstellung beschleunigen.In the manufacture of CdTe solar cells, the thickness of the CdS layer normally ranges from 4 to 5 μm. However, theoretical simulations of CdTe solar cells have shown that solar cells with a 1 μm thick CdTe layer could also have a fairly high efficiency. In principle, reducing the CdTe layer thickness from 4 μm to 2 μm could reduce the material consumption of CdTe by 30 to 40% during module production. Reducing the CdTe layer thickness would also reduce deposition time and thereby accelerate module fabrication.

Solarzellen mit besonders hohem Wirkungsgrad werden gewöhnlich hergestellt, indem CdTe bei Substrattemperaturen von >500°C abgeschieden wird. Die CdTe-Schicht weist bei dieser Temperatur grobe Körner auf, die zur Bildung von Nadelstichporen (Pinholes) führen könnten. Daher kann sich die Verringerung der Schichtdicke in mehrerer Hinsicht nachteilig auf den Wirkungsgrad der Solarzelle sowie auf ihre Langzeitstabilität auswirken. Bei der Verringerung der Schichtdicke auf weniger als 3 μm bilden sich in der CdTe-Schicht zu Kurzschlüsse führenden Fehlstellen (Nadelstichporen oder Pinholes) in den Solarzellen. Dieses Problem ist stärker ausgeprägt, wenn die Solarzellenherstellung einen Ätzvorgang beinhaltet, was zu Leistungsmängeln der Solarzellen führt. Außerdem führt die Verringerung des Kurzschlusswiderstands zu einem niedrigen Füllfaktor und schließlich zu verringerter Leistung. Daher ist es notwendig, die Bildung von Nadelstichporen in der CdTe-Schicht zu minimieren, um Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad zu erhalten.Particularly high efficiency solar cells are usually made by depositing CdTe at substrate temperatures> 500 ° C. The CdTe layer has coarse grains at this temperature, which could lead to the formation of pinholes. Therefore, reducing the layer thickness in several ways may adversely affect the solar cell efficiency as well as its long-term stability. When the layer thickness is reduced to less than 3 .mu.m, shortcomings in the CdTe layer (pinholes or pinholes) form in the solar cells. This problem is more pronounced when the solar cell manufacturing involves etching, resulting in poor performance of the solar cells. In addition, the reduction of the short circuit resistance leads to a low fill factor and finally to reduced power. Therefore, it is necessary to minimize the formation of pinholes in the CdTe layer in order to obtain solar cells with high efficiency.

Überdies ist die Erhöhung der p-Dotierung der CdTe-Schicht auch wichtig, um Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad zu erhalten. Eine weitere Leistungssteigerung der CdTe-Solarzellen kann durch Dotieren der CdTe-Schicht erreicht werden. Den theoretischen Modellen zufolge ist eine massive p-Dotierung des CdTe durch das Auftreten eines sogenannten Selbstkompensationseffekts nur eingeschränkt möglich. Nur ein gewisser Grad von p-Dotierung kann durch die Verwendung eines geeigneten Dotierelements und eines Verfahrens, das nach dem Abscheiden der CdTe-Schicht dieser Schicht ein solches Dotierelement bereitstellt, erreicht werden. Bei der Herstellung der CdTe-Solarzelle wird die extrinsische p-Dotierung der CdTe-Schicht in der Regel nach dem Aktivierungsvorgang ausgeführt und umfasst eine nach dem Tempern stattfindende Behandlung, die ein Diffundieren der Dotierelemente bewirkt. Der allgemein bekannte und problemlose Dotierstoff für die CdTe-Schicht is Cu.Moreover, increasing the p-type doping of the CdTe layer is also important in order to obtain solar cells with high efficiency. A further increase in performance of the CdTe solar cells can be achieved by doping the CdTe layer. According to the theoretical models, a massive p-doping of the CdTe is limited by the occurrence of a so-called self-compensation effect. Only a degree of p-type doping can be achieved by the use of a suitable doping element and a method that provides such a doping element after the deposition of the CdTe layer of that layer. In the production of the CdTe solar cell, the extrinsic p-type doping of the CdTe layer is usually carried out after the activation process and comprises a post-annealing treatment which causes the doping elements to diffuse. The well-known and problem-free dopant for the CdTe layer is Cu.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Solarzelle zu erzielen, die eine dotierte CdTe-Schicht mit verringerter Dicke und ohne Nadelstichporen aufweist. Überdies ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Herstellungsprozess von CdTe-Solarzellen zu vereinfachen.The object of the present invention is to achieve a solar cell which has a doped CdTe layer with reduced thickness and without pinholes. Moreover, it is an object of the present invention to simplify the manufacturing process of CdTe solar cells.

Erfindungsgemäß umfasst der Herstellungsprozess einer CdTe-Solarzelle einen Schritt, in dem eine erste CdTe-Schicht mit grobkörniger Struktur auf einer Grundschicht gebildet wird, einen Schritt, in dem eine Opferschicht gebildet wird, die auf der ersten CdTe-Schicht ein Dotierelement enthält, und einen Schritt zur Bildung einer zweiten, feinkörnigen, CdTe-Schicht auf dieser Opferschicht.According to the invention, the manufacturing process of a CdTe solar cell comprises a step in which a first coarse-grained CdTe layer is formed on a base layer, a step of forming a sacrificial layer containing a dopant on the first CdTe layer, and a step Step for forming a second, fine-grained, CdTe layer on this sacrificial layer.

Das bevorzugte Material der Opferschicht wird aus einer Gruppe von Stoffen ausgewählt, die Kupfer, Phosphor, Antimon, Bismut, Molybdän oder Mangan als Dotierelement umfassen. Entsprechend einer Ausführungsform wird das Dotierelement als eine Elementarschicht verfügbar gemacht. In einer anderen Ausführungsform wird das Dotierelement in einer Kombination verschiedener Elemente verfügbar gemacht, zum Beispiel Kupfer und Antimon oder Antimon und Bismut, oder in einer Komposition, worin diese bevorzugt eine Verbindung eines beliebigen der genannten Dotierelemente mit einem Halogen ist, z. B. SbCl3. Das bevorzugte Halogen für die Komposition der Opferschicht ist Fluor (F), am meisten bevorzugt ist Chlor (Cl). Die bevorzugt verwendeten Verbindungen sind Chloride.The preferred material of the sacrificial layer is selected from a group of materials comprising copper, phosphorus, antimony, bismuth, molybdenum or manganese as doping element. According to one Embodiment, the doping element is made available as an elementary layer. In another embodiment, the doping element is made available in a combination of various elements, for example, copper and antimony or antimony and bismuth, or in a composition, which is preferably a compound of any of said doping elements with a halogen, e.g. B. SbCl 3 . The preferred halogen for the composition of the sacrificial layer is fluorine (F), most preferably chlorine (Cl). The preferred compounds used are chlorides.

Die Opferschicht kann mit Methoden aufgebracht werden, die dem Stand der Technik entsprechen. Bevorzugt zur Anwendung kommen physische oder trockenchemische Verfahren, oder auch nasschemische Verfahren wie zum Beispiel folgende (jedoch nicht begrenzt auf diese):

  • – Sputtern,
  • – elektrochemische (galvanische) Abscheidung
  • – Aufsprühen einer Lösung einer halogenhaltigen Verbindung, wobei die Verbindung in Wasser oder in einem anderen bekannten Lösemittel aufgelöst wird,
  • – Spin-Coating (d. h. Aufschleudern einer Lösung auf die Wafer)
  • – Eintauchen des Substrats (oder die Oberfläche der ersten CdTe-Schicht) in eine Lösung, die das Dotierelement oder eine Verbindung desselben enthält,
  • – Sponge-Coating (mit Schwammgummi) usw.
The sacrificial layer can be applied by methods known in the art. Preference is given to using physical or dry chemical processes, or else wet chemical processes such as (but not limited to) the following:
  • - sputtering,
  • - Electrochemical (galvanic) deposition
  • Spraying a solution of a halogen-containing compound, the compound being dissolved in water or in another known solvent,
  • Spin coating (ie spinning a solution onto the wafers)
  • Immersing the substrate (or the surface of the first CdTe layer) in a solution containing the doping element or a compound thereof,
  • - Sponge coating (with sponge rubber) etc.

Halogenhaltige Verbindungen werden bevorzugt mit nasschemischen Verfahren abgeschieden; besonders bevorzugt durch Sponge-Coating mit Schwammgummi.Halogen-containing compounds are preferably deposited by wet chemical methods; especially preferred by sponge coating with sponge rubber.

Die Stärke der Opferschicht hängt von den Größenverhältnissen der CdTe-Schicht ab, die sich aus der Verschmelzung der ersten und zweiten CdTe-Schicht sowie aus dem verwendeten Dotierelement ergibt. Hinsichtlich der Stärke der CdTe-Schicht wird die Stärke der Opferschicht so ausgewählt, dass ein vorher festgelegter Dotierungsgrad der CdTe-Schicht erzielt wird, sobald die Opferschicht sich völlig abgebaut hat. Handelt es sich bei der Opferschicht um elementares Antimon, so beträgt die Stärke der Opferschicht bevorzugt ca.The thickness of the sacrificial layer depends on the size ratios of the CdTe layer resulting from the fusion of the first and second CdTe layers as well as the doping element used. With regard to the thickness of the CdTe layer, the thickness of the sacrificial layer is selected such that a predetermined doping level of the CdTe layer is achieved as soon as the sacrificial layer has completely degraded. If the sacrificial layer is elemental antimony, the thickness of the sacrificial layer is preferably approx.

ein Tausendstel der Stärke der CdTe-Schicht. Einige Beispiele sind in Tabelle 1 gegeben, wo auch die jeweiligen annähernden Stärken der ersten und zweiten CdTe-Schicht angegeben sind. Stärke der ersten CdTe-Schicht (nm) Stärke der zweiten CdTe-Schicht (nm) Gesamtstärke der CdTe-Schicht (nm) Stärke der Dotierschicht bei Sb (nm) 4000 1000 5000 5 2400 600 3000 3 1600 400 2000 1–2 500 500 1000 0,5–1 Tabelle 1 one-thousandth of the thickness of the CdTe layer. Some examples are given in Table 1, where also the respective approximate strengths of the first and second CdTe layers are given. Thickness of the first CdTe layer (nm) Thickness of second CdTe layer (nm) Total thickness of the CdTe layer (nm) Thickness of the doping layer at Sb (nm) 4000 1000 5000 5 2400 600 3000 3 1600 400 2000 1-2 500 500 1000 0.5-1 Table 1

Es können jedoch auch andere Dotierelemente oder das Dotierelement enthaltende Verbindungen eingesetzt werden. Im allgemeinen bewegt sich die Stärke der Opferschicht bevorzugt im Bereich von 2 nm bis 15 nm. Wird Kupfer als Dotierelement verwendet, so sollte die Stärke der Opferschicht mit Rücksicht darauf vermindert werden, dass bei Verwendung anderer Dotierelemente ein hoher Kupferanteil mit der Zeit zu Qualitätsmängeln der Solarzellen führen würde. Bevorzugt sollte die Stärke der Opferschicht, die Kupfer als Dotierelement aufweist, um 30% geringer als die Stärke einer Opferschicht sein, die ein anderes Dotierelement, wie zum Beispiel Antimon, aufweist.However, it is also possible to use other doping elements or compounds containing the doping element. In general, the thickness of the sacrificial layer preferably ranges from 2 nm to 15 nm. If copper is used as a doping element, the thickness of the sacrificial layer should be reduced with respect to the fact that, when other doping elements are used, a high copper content will over time lead to quality defects Solar cells would lead. Preferably, the thickness of the sacrificial layer comprising copper as a doping element should be 30% less than the thickness of a sacrificial layer comprising another doping element, such as antimony.

Die Opferschicht wird bevorzugt auf der ersten CdTe-Schicht bei einer Substrattemperatur im Bereich von Zimmertemperatur bis 350°C. abgeschieden. Die Substrattemperatur sollte 350°C nicht überschreiten, da höhere Substrattemperaturen die Aufbringung einer Opferschicht der erwähnten geringen Stärke aufgrund von problematischer Rückverdampfung erschweren würden. Im Falle, dass halogenhaltige Verbindungen zum Aufbringen der Opferschicht eingesetzt werden, bewegt sich die Substrattemperatur bevorzugt im Bereich von Zimmertemperatur bis 100°C.The sacrificial layer is preferably deposited on the first CdTe layer at a substrate temperature in the range of room temperature to 350 ° C. deposited. The substrate temperature should not exceed 350 ° C because higher substrate temperatures would make it difficult to apply a sacrificial layer of the mentioned low strength due to problematic re-evaporation. In the case that halogen-containing compounds are used for applying the sacrificial layer, the substrate temperature preferably moves in the range of room temperature to 100 ° C.

Die erste CdTe-Schicht, bei der es sich um eine Schicht von grobkörniger Struktur handelt, wird auf einer Grundschicht abgeschieden. Die erste CdTe-Schicht weist Körner in der Größenordnung von Mikrometern auf, beispielsweise im Bereich von 2 μm bis 5 μm. Dies wird erreicht, indem die erste CdTe-Schicht bei einer Substrattemperatur im Bereich von 490°C bis 540°C abgeschieden wird, wobei die Stärke der ersten CdTe-Schicht zwischen 0,5 μm und 6 μm, besonders bevorzugt zwischen 1 μm und 1.8 μm, liegt. Die Grundschicht ist ein Schichtstapel, der ein lichtdurchlässiges Substrat, eine lichtdurchlässige Frontkontaktschicht und eine CdS-Schicht umfasst, falls die Solarzelle in einer Superstratkonfiguration hergestellt wird. Die Grundschicht ist ein Schichtstapel, der ein Substrat und eine Rückkontaktschicht umfasst, falls die Solarzelle in einer Substratkonfiguration hergestellt wird. Nähere Einzelheiten dieser Konfiguationen werden weiter unten beschrieben.The first CdTe layer, which is a layer of coarse-grained structure, is deposited on a basecoat. The first CdTe layer has grains on the order of microns on, for example in the range of 2 microns to 5 microns. This is achieved by depositing the first CdTe layer at a substrate temperature in the range of 490 ° C to 540 ° C, the thickness of the first CdTe layer being between 0.5 μm and 6 μm, more preferably between 1 μm and 1.8 μm, lies. The base layer is a layer stack comprising a translucent substrate, a translucent front contact layer, and a CdS layer if the solar cell is manufactured in a superstrate configuration. The base layer is a layer stack comprising a substrate and a back contact layer if the solar cell is manufactured in a substrate configuration. Further details of these configurations are described below.

Die Stärke der zweiten CdTe-Schicht liegt bevorzugt zwischen 1% und 100% der Gesamtstärke der ersten CdTe-Schicht, abhängig von der erforderlichen Gesamtstärke der CdTe-Schicht. Besonders bevorzugt liegt die Stärke der zweiten CdTe-Schicht zwischen 20% und 30% der Gesamtstärke der CdTe-Schicht. Die Gesamtstärke der CdTe-Schicht kann im Bereich von 0,5 μm bis 8 μm liegen. Nur bei insgesamt sehr dünnen CdTe-Gesamtschichten mit einer Schichtstärke von 0,5 μm bis 1,5 μm kann die Stärke der zweiten CdTe-Schicht etwa 40–50% der gesamten CdTe-Schichtstärke ausmachen, um die Nadelstichporen und/oder Korngrenzen der ersten CdTe-Schicht auszufüllen. Die prozentuale Stärke der zweiten Schicht dient nur als Beispiel. Erfindungsgemäß ist das Verfahren für Schichtstärken der zweiten Schicht in jedem der genannten Stärkebereiche geeignet.The thickness of the second CdTe layer is preferably between 1% and 100% of the total thickness of the first CdTe layer, depending on the required total thickness of the CdTe layer. Particularly preferably, the thickness of the second CdTe layer is between 20% and 30% of the total thickness of the CdTe layer. The total thickness of the CdTe layer can range from 0.5 μm to 8 μm. Only with a total of very thin total CdTe layers having a layer thickness of 0.5 μm to 1.5 μm, the thickness of the second CdTe layer can be about 40-50% of the total CdTe layer thickness to the pinholes and / or grain boundaries of the first To fill out the CdTe layer. The percent strength of the second layer is only an example. According to the invention, the method is suitable for layer thicknesses of the second layer in each of said thickness ranges.

Die zweite CdTe-Schicht wird als eine Schicht feinkörniger Struktur abgeschieden und dient zum Ausfüllen bzw. Abdecken der Nadelstichporen und/oder Korngrenzen der ersten CdTe-Schicht. Die Größe der Körner der zweiten CdTe-Schicht liegt im Bereich von Nanometern, zum Beispiel von 100 nm bis 500 nm. Dementsprechend kann sowohl das Auftreten von Kurzschlüssen zwischen Rück- und Frontkontakt der Solarzelle als auch die Ausbreitung von Verunreinigungen an den Korngrenzen innerhalb der CdTe-Schicht verringert oder ganz vermieden werden. Die Abscheidung einer feinkörnigen Schicht wird erreicht, indem die zweite CdTe-Schicht bei einer Substrattemperatur im Bereich von 200°C bis 350°C abgeschieden wird.The second CdTe layer is deposited as a layer of fine-grained structure and serves to fill in the pinholes and / or grain boundaries of the first CdTe layer. The size of the grains of the second CdTe layer is in the range of nanometers, for example from 100 nm to 500 nm. Accordingly, both the occurrence of shorts between back and front contact of the solar cell and the propagation of impurities at the grain boundaries within the CdTe Layer can be reduced or completely avoided. The deposition of a fine grained layer is achieved by depositing the second CdTe layer at a substrate temperature in the range of 200 ° C to 350 ° C.

Die Abscheidung der ersten und zweiten CdTe-Schicht kann durch jedes bekannte Verfahren erfolgen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Close-space(d) Sublimation (CSS), Abscheidung im chemischen Bad (CBD), Sputtern, elektrochemische (galvanische) Abscheidung oder jedes andere physische oder chemische Verfahren.Deposition of the first and second CdTe layers may be by any known method including, but not limited to, close-space (d) sublimation (CSS), chemical bath (CBD) deposition, sputtering, electrochemical deposition, or any other physical or chemical processes.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Solarzellenherstellung umfasst das Verfahren ferner einen Schritt zur Wärmebehandlung, der nach dem Abscheiden der zweiten CdTe-Schicht ausgeführt wird. Das heißt, der Schritt zur Wärmebehandlung kann unmittelbar nach dem Schritt zur Abscheidung der zweiten CdTe-Schicht erfolgen, oder er kann bei einem späteren Verfahrensschritt ausgeführt werden, beispielsweise nach dem Aufbringen einer Deckschicht, bei der es sich um eine Opferdeckschicht handeln kann.According to one embodiment of the method for solar cell production, the method further comprises a step of heat treatment, which is carried out after the deposition of the second CdTe layer. That is, the step of heat treatment may be performed immediately after the step of depositing the second CdTe layer, or it may be carried out at a later step, for example, after the application of a cap layer, which may be a sacrificial cap layer.

Der Schritt zur Wärmebehandlung schließt ein Erwärmen des Substrats auf eine Temperatur im Bereich von 300°C bis 550°C ein. Ganz besonders bevorzugt sollte die Substrattemperatur während der Wärmebehandlung 450°C nicht übersteigen, falls die zweite CdTe-Schicht offen liegt – d. h. wenn sie nicht von einer anderen Schicht bedeckt wird –, um ein Rückverdampfen von CdTe zu verhindern.The step of heat treatment includes heating the substrate to a temperature in the range of 300 ° C to 550 ° C. Most preferably, the substrate temperature during the heat treatment should not exceed 450 ° C if the second CdTe layer is exposed - d. H. if it is not covered by another layer - to prevent re-evaporation of CdTe.

Bevorzugt wird während des Schritts zur Wärmebehandlung ein halogenhaltiger Stoff an der Oberfläche der zweiten CdTe-Schicht bereitgestellt. Dieser Verfahrensschritt entspricht dem sogenannten Aktivierungsschritt, der aus dem Stand der Technik in der Herstellung von CdTe-Solarzellen bekannt ist. In der Regel wird bei diesem Schritt zur Wärmebehandlung als halogenhaltiger Stoff CdCl2 verwendet, wobei das CdCl2 durch nasschemische Verfahren oder Verdampfen im Vakuum auf die CdTe-Schicht aufgetragen wird, darauf folgt Tempern an der Luft bei vorgegebener Temperatur (üblicherweise im Bereich von 380°C bis 440°C). Zu den Vorteilen dieses Aktivierungsschritts zählen die Verringerung einer Gitterfehlanpassung zwischen den CdS/CdTe-Schichten und die Passivierung von Korngrenzen in der CdTe-Schicht. Die durch die CdCl2-Aktivierung erfolgte Interdiffusion zwischen CdS- und CdTe-Schicht trägt dazu bei, am Übergangspunkt von CdS und CdTe einen reibungslosen Übergang der Elektronenbänder zu erzielen. Allerdings ist ein Nachteil dieser Verfahrensweise, dass es sich bei CdCl2 a um einen potentiell gefährlichen Stoff handelt, und daher der Umgang damit im Herstellungsprozess schwieriger ist.Preferably, during the step of heat treatment, a halogen-containing substance is provided on the surface of the second CdTe layer. This process step corresponds to the so-called activation step, which is known from the prior art in the production of CdTe solar cells. Typically, CdCl 2 is used as the halogen-containing material in this heat-treatment step, where the CdCl 2 is applied to the CdTe layer by wet-chemical or vacuum evaporation followed by annealing in air at a predetermined temperature (typically in the range of 380 ° C ) ° C to 440 ° C). Advantages of this activation step include reducing lattice mismatch between the CdS / CdTe layers and passivating grain boundaries in the CdTe layer. The CdCl 2 -activation interdiffusion between the CdS and CdTe layers contributes to the smooth transition of the electron bands at the CdS and CdTe transition point. However, a disadvantage of this approach is that CdCl 2 a is a potentially hazardous substance and therefore handling it is more difficult in the manufacturing process.

Enthält die Opferschicht ein Halogen, dann kann die Verwendung von CdCl2 vermieden werden, da der in der Opferschicht enthaltene Halogenbestandteil zur Passivierung der Korngrenzen in der CdTe-Schicht beiträgt. Daher wird der Schritt zur Wärmebehandlung in der vorliegenden Erfindung bevorzugt ausgeführt, ohne einen halogenhaltigen Stoff an der Oberfläche der zweiten CdTe-Schicht bereitzustellen, denn das Erfindungsverfahren ahmt unter den genannten Bedingungen den CdCl2-Aktivierungsvorgang nach.If the sacrificial layer contains a halogen, the use of CdCl 2 can be avoided since the halogen component contained in the sacrificial layer contributes to the passivation of the grain boundaries in the CdTe layer. Therefore, the heat treatment step in the present invention is preferably carried out without providing a halogen-containing substance on the surface of the second CdTe layer, because the invention process mimics the CdCl 2 activation process under the conditions mentioned above.

Die während des Wärmebehandlungsschritts vorhandene Wärmeenergie führt zu einer Auflösung der Opferschicht in ihre Bestandteile und/oder zum Diffundieren ihrer Bestandteile, insbesondere des Dotierelements, in die CdTe-Schicht hinein, und/oder durch diese hindurch. Auf diese Weise wird die Opferschicht abgebaut, was die Dotierschicht als eine Opferschicht charakterisiert. Im Ergebnis grenzen die erste und zweite CdTe-Schicht nun aneinander und bilden die CdTe-Schicht der Solarzelle. The heat energy present during the heat treatment step leads to a dissolution of the sacrificial layer into its components and / or to the diffusion of its constituents, in particular of the doping element, into and / or through the CdTe layer. In this way, the sacrificial layer is degraded, which characterizes the doping layer as a sacrificial layer. As a result, the first and second CdTe layers now adjoin one another and form the CdTe layer of the solar cell.

Der Herstellungsprozess von Solarzellen kann jedoch unterschiedliche Verfahrensschritte umfassen, die höhere Temperaturen beinhalten, wie zum Beispiel die Abscheidung von CdTe-Schichten. Daher kann die Auflösung der Opferschicht und das Diffundieren ihrer Bestandteile auch, wenigstens zum Teil, während der Abscheidung der Opferschicht, während der Abscheidung der zweiten CdTe-Schicht und/oder in anderen Verfahrensschritten auftreten, die nach dem Aufbringen der zweiten CdTe-Schicht stattfinden, wie zum Beispiel in einem Verfahrensschritt zum Aufbringen einer Kontaktschicht. Deshalb kann der oben erwähnte Schritt zur Wärmebehandlung beibehalten werden, falls eine halogenhaltige Opferschicht verwendet wird, und falls die Verfahrensschritte, die auf den Schritt zum Aufbringen der Opferschicht folgen, eine ausreichende Wärmebilanz/Wärmemenge aufweisen, um die Opferschicht aufzulösen und das Dotierelement zum Diffundieren zu bringen.However, the manufacturing process of solar cells may involve different process steps involving higher temperatures, such as the deposition of CdTe layers. Therefore, the dissolution of the sacrificial layer and the diffusion of its constituents may also occur, at least in part, during the deposition of the sacrificial layer, during the deposition of the second CdTe layer, and / or in other process steps that occur after the second CdTe layer has been deposited. such as in a process step for applying a contact layer. Therefore, the above-mentioned heat treatment step can be maintained if a halogen-containing sacrificial layer is used, and if the process steps following the sacrificial layer deposition step have sufficient heat balance / heat quantity to dissolve the sacrificial layer and diffuse the doping element bring.

Da das Diffundieren von Dotierelementen von der ”Innenseite” der CdTe-Schicht aus stattfindet, ist die CdTe-Schicht einheitlicher dotiert, als wenn eine Dotierschicht auf der Oberseite einer abgeschiedenen, vollständigen CdTe-Schicht aufgebracht würde, wie es gegenwärtig Stand der Technik ist. Wenigstens wird eine nahezu einheitliche Dotierung der CdTe-Schicht erzielt, indem im Veraluf des Herstellungsprozesses eine niedrigere Wärmemenge für die Solarzelle aufgewendet wird als im Vergleich zu anderen Verfahren, die dem Stand der Technik entsprechen. ”Nahezu einheitliche Dotierung” bedeutet, dass kein oder nur ein geringes Konzentrationsgefälle des Dotierelements innerhalb der CdTe-Schicht gemessen werden kann.Because dopant diffusion diffuses from the "inside" of the CdTe layer, the CdTe layer is more uniformly doped than if a dopant layer were deposited on top of a deposited, complete CdTe layer, as is currently known in the art. At least a nearly uniform doping of the CdTe layer is achieved by using a lower amount of heat for the solar cell in the manufacturing process compared to other prior art processes. "Almost uniform doping" means that no or only a small concentration gradient of the doping element can be measured within the CdTe layer.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann – abhängig von dem für die Dotierschicht ausgewählten Stoff – das überschüssige Dotierelement, d. h. diejenigen Atome des Dotierelements, die nicht in die CdTe-Kristalle eingelagert werden können, sich an der Oberfläche der zweiten CdTe-Schicht anreichern. Dies geschieht aufgrund der durch die Korngrenzen unterstützten bevorzugten Diffusion von Verunreinigungen, besonders aufgrund der zweiten CdTe-Schicht mit feineren Körnern. Die überschüssigen Dotierelemente können mit geeigneten Lösungsmitteln abgespült werden, oder in einem nachfolgenden Salpeter- und Phosphorsäure-Ätzprozess entfernt werden.In another embodiment of the invention, depending on the substance selected for the doping layer, the excess doping element, i. H. those atoms of the dopant that can not be incorporated into the CdTe crystals accumulate on the surface of the second CdTe layer. This is due to the preferential diffusion of impurities, supported by the grain boundaries, especially due to the second finer grain CdTe layer. The excess dopants may be rinsed off with suitable solvents, or removed in a subsequent nitric and phosphoric acid etching process.

Das Erfindungsverfahren zur Herstellung von Solarzellen kann zur Herstellung von Solarzellen in einer Superstratkonfiguration oder in einer Substratkonfiguration angewendet werden.The solar cell fabrication process of the present invention may be used to fabricate solar cells in a superstrate configuration or in a substrate configuration.

Das Verfahren zur Herstellung von Solarzellen in einer Superstratkonfiguration umfasst außerdem Bereitstellen eines lichtdurchlässigen Substrats, bevorzugt aus Glas, Aufbringen einer lichtdurchlässigen Frontkontaktschicht oder eines Schichtstapels, beispielsweise aus TCO, und Aufbringen einer CdS-Schicht auf der lichtdurchlässigen Frontkontaktschicht bzw. dem Schichtstapel. Nach Aufbringen der CdS-Schicht wird das oben beschriebene Erfindungsverfahren ausgeführt, worin der Schichtstapel, der das lichtdurchlässige Substrat, die lichtdurchlässige Frontkontaktschicht und die CdS-Schicht umfasst, als Grundschicht für die Aufbringung der ersten CdTe-Schicht dient. Das bedeutet, die erste CdTe-Schicht, die Opferschicht und die zweite CdTe-Schicht werden in dieser Reihenfolge auf die CdS-Schicht aufgebracht. Weiterhin kann das beschriebene Wärmebehandlungsverfahren, beispielsweise ein CdCl2-Aktivierungsvorgang und Salpeter- und Phosphorsäure-Ätzprozess, durchgeführt werden, bevor Rückkontaktschicht oder Schichtstapel aufgebracht werden. Die CdTe-Oberfläche wird mit einer geeigneten Lösung, wie z. B. Wasser oder Methanol, gereinigt. Gemäß dem Stand der Technik kann die Rückkontaktschicht ein Metall, ein anderes geeignetes Leitermaterial oder eine geeignete Halbleiterschicht (wie Z. B. Sb3Te2) umfassen.The process for producing solar cells in a superstrate configuration also comprises providing a transparent substrate, preferably glass, applying a transparent front contact layer or a layer stack, for example made of TCO, and applying a CdS layer on the transparent front contact layer or the layer stack. After applying the CdS layer, the invented method described above is carried out, wherein the layer stack comprising the transparent substrate, the transparent front contact layer and the CdS layer serves as a base layer for the application of the first CdTe layer. That is, the first CdTe layer, the sacrificial layer, and the second CdTe layer are applied to the CdS layer in this order. Furthermore, the described heat treatment process, for example a CdCl 2 activation process and nitric and phosphoric acid etching process, can be carried out before the back contact layer or layer stack is applied. The CdTe surface is treated with a suitable solution, such. As water or methanol, purified. According to the prior art, the back contact layer may comprise a metal, another suitable conductor material or a suitable semiconductor layer (such as, for example, Sb 3 Te 2 ).

Im Verfahren zur Herstellung von Solarzellen in einer Substratkonfiguration finden die weiteren Schritte nach den Schritten zur Aufbringung der ersten CdTe-Schicht mit grobkörniger Struktur, Aufbringung der Opferschicht und Aufbringung der zweiten CdTe-Schicht mit feinkörniger Struktur im Grunde in umgekehrter Reihenfolge statt. Das Substrat kann entweder eine biegsame Metallfolie beispielsweise aus Molybdän sein, die als Rückkontakt dienen kann, um die durch Licht induzierten elektrischen Ladungen zu sammeln, oder ein beliebiges anderes dem Stand der Technik entsprechendes geeignetes Substrat. Auf diese Weise wird zunächst ein Substrat bereitgestellt, auf dem die Rückkontaktschicht oder der Schichtstapel aufgebracht wird; dann folgt die Aufbringung der ersten CdTe-Schicht, der Opferschicht und der zweiten CdTe-Schicht. Das bedeutet, der Schichtstapel, der das Substrat und die Rückkontaktschicht umfasst, dient als Grundschicht für das Aufbringen der ersten CdTe-Schicht. Anschließend werden die CdS-Schicht und die lichtdurchlässige Frontkontaktschicht, wie zum Beispiel TCO, aufgebracht, wobei ein Wärmebehandlungsverfahren wie oben beschrieben, nach Abscheiden der zweiten CdTe-Schicht oder sogar nach Aufbringen der CdS-Schicht und/oder der lichtdurchlässigen Frontkontaktschicht durchgeführt werden kann. Optional, und je nach den verwendeten CdS- und TCO-Abscheidungsverfahren, kann auch das Diffundieren des Dotanden schon während des CdS- und/oder TCO-Abscheidungsverfahrens stattfinden. Falls ein CdCl2-Aktivierungsvorgang inbegriffen ist, kann das Dotierelement auch im Laufe des Aktivierungsvorgangs diffundieren. Unter solchen Bedingungen ist ein zusätzliches Tempern zur Diffusion des Dotanden möglicherweise nicht erforderlich.In the method of producing solar cells in a substrate configuration, the further steps after the steps of applying the first coarse-grained CdTe layer, depositing the sacrificial layer, and applying the second fine-grained CdTe layer basically proceed in reverse order. The substrate may either be a flexible metal foil of, for example, molybdenum, which may serve as a back contact to collect the photo-induced electrical charges, or any other suitable substrate known in the art. In this way, firstly a substrate is provided on which the back contact layer or the layer stack is applied; this is followed by the application of the first CdTe layer, the sacrificial layer and the second CdTe layer. That is, the layer stack comprising the substrate and the back contact layer serves as a base layer for applying the first CdTe layer. Subsequently, the CdS layer and the transparent front contact layer, as TCO, for example, wherein a heat treatment process as described above, after depositing the second CdTe layer or even after application of the CdS layer and / or the transparent front contact layer can be performed. Optionally, and depending on the CdS and TCO deposition methods used, diffusion of the dopant may also take place during the CdS and / or TCO deposition process. If a CdCl 2 activation process is included, the dopant may also diffuse during the activation process. Under such conditions, additional annealing to diffuse the dopant may not be required.

Die Verfahrensschritte zur Aufbringung eines (lichtdurchlässigen) Substrats, Aufbringung einer Frontkontaktschicht, Aufbringung einer CdS-Schicht und Aufbringung einer Rückkontaktschicht werden nach gängigen Verfahren aus dem Stand der Technik ausgeführt und daher hier nicht im Einzelnen beschrieben. Es ist darauf hinzuweisen, dass im Herstellungsverfahren von Solarzellen in Substratkonfiguration der Schritt zur Aufbringung einer CdS-Schicht bei relativ niedrigen Substrattemperaturen im Bereich von 200°C bis 350°C ausgeführt werden sollte, um ein Rückverdampfen der CdTe-Schicht zu vermeiden. Dies kann durch Einsatz eines gängigen Sputteringverfahrens zum Abscheiden der CdS-Schicht erreicht werden.The process steps for applying a (translucent) substrate, application of a front contact layer, application of a CdS layer and application of a back contact layer are carried out according to common methods of the prior art and therefore not described in detail here. It should be noted that in the process of fabricating solar cells in substrate configuration, the step of depositing a CdS layer should be performed at relatively low substrate temperatures in the range of 200 ° C to 350 ° C to avoid re-evaporation of the CdTe layer. This can be achieved by using a common sputtering process for depositing the CdS layer.

Abbildungenpictures

zeigt schematisch den Schichtaufbau einer Solarzelle nach dem Stand der Technik. Diese Solarzelle umfasst auf dem Substrat (1) eine Schichtfolge bestehend aus Frontkontakt (21), CdS-Schicht (3), CdTe-Schicht (4) sowie Rückkontakt (22). schematically shows the layer structure of a solar cell according to the prior art. This solar cell comprises on the substrate ( 1 ) a layer sequence consisting of front contact ( 21 ), CdS layer ( 3 ), CdTe layer ( 4 ) as well as back contact ( 22 ).

bis zeigen schematisch die Schichtfolgen, wie sie im Laufe des erfindungsgemäßen Verfahrens zu beobachten sind. to schematically show the layer sequences, as they are observed in the course of the process according to the invention.

Ausführungsbeispielembodiment

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend in einer ersten Ausführungsform erläutert, welche die Herstellung einer Solarzelle in Superstratkonfiguration zeigt, ohne eine Beschränkung auf diese Ausführungsform vornehmen zu wollen.The method according to the invention is explained below in a first embodiment, which shows the production of a solar cell in superstrate configuration, without wishing to restrict it to this embodiment.

Wie in zu sehen, sind der Frontkontakt (21) und die CdS-Schicht (3) bereits mittels Verfahren nach dem Stand der Technik auf dem lichtdurchlässigen Substrat (1) aufgebracht worden. Als Frontkontakt (21) wurde eine 450 nm dicke transparente Doppelschicht [mit fluordoiertem Zinnoxid (350 nm) als Leiterschicht und Zinnoxid (100 nm) als hochwiderstandsfähigem Puffer] (als TCO) aufgebracht. Die CdS-Schicht (3) erreicht eine Stärke von 90 nm und wurde mit CSS-Technik abgeschieden. Darüber ist die erfindungsgemäße erste CdTe-Schicht (41) mit einer Stärke von 1,6 μm abgeschieden worden. Die Abscheidung wurde im CSS-Verfahren bei einer Substrattemperatur von 530°C durchgeführt, was in einer grobkörnigen Struktur der aufgebrachten Schicht resultierte.As in to see are the front contact ( 21 ) and the CdS layer ( 3 ) by means of prior art methods on the translucent substrate ( 1 ) has been applied. As a front contact ( 21 A 450 nm thick transparent bilayer [with fluorinated tin oxide (350 nm) as a conductor layer and tin oxide (100 nm) as a high-resistance buffer] (as TCO) was applied. The CdS layer ( 3 ) reaches a thickness of 90 nm and was deposited by CSS technique. In addition, the first CdTe layer according to the invention ( 41 ) having a thickness of 1.6 microns. The deposition was carried out in the CSS process at a substrate temperature of 530 ° C, resulting in a coarse-grained structure of the deposited layer.

zeigt schematisch die aufgebrachte Opferschicht (5) oberhalb der ersten CdTe-Schicht (41). Die Opferschicht (5) besteht aus elementarem Antimon (Sb) und wurde mit einer Stärke von 2 nm in einem Sputter-Verfahren bei einer Substrattemperatur von 280°C aufgebracht. schematically shows the applied sacrificial layer ( 5 ) above the first CdTe layer ( 41 ). The sacrificial layer ( 5 ) is made of elemental antimony (Sb) and was deposited to a thickness of 2 nm in a sputtering process at a substrate temperature of 280 ° C.

zeigt schematisch den Schichtstapel der Solarzelle nach Abscheiden der zweiten CdTe-Schicht (42) auf der Opferschicht (5). Die zweite CdTe-Schicht (42) wurde mit einer Stärke von 400 nm im CSS-Verfahren bei einer Substrattemperatur von 300°C abgeschieden. Die zweite CdTe-Schicht (42) hat feine Körner, die die Korngrenzen der ersten CdTe-Schicht (41) bedecken. Die Opferschicht (5) bedeckt die Korngrenzen der ersten CdTe-Schicht (41) nicht vollständig, bedingt durch die sehr geringe Schichtstärke der Opferschicht (5). Sie ist jedoch gleichmäßig über die Oberfläche der ersten CdTe-Schicht verteilt. Dies stellt eine gleichmäßige Dotierung der entstandenen CdTe-Schicht sicher. schematically shows the layer stack of the solar cell after deposition of the second CdTe layer ( 42 ) on the sacrificial layer ( 5 ). The second CdTe layer ( 42 ) was deposited at a thickness of 400 nm in the CSS method at a substrate temperature of 300 ° C. The second CdTe layer ( 42 ) has fine grains covering the grain boundaries of the first CdTe layer ( 41 ) cover. The sacrificial layer ( 5 ) covers the grain boundaries of the first CdTe layer ( 41 ) not completely, due to the very low layer thickness of the sacrificial layer ( 5 ). However, it is evenly distributed over the surface of the first CdTe layer. This ensures a uniform doping of the resulting CdTe layer.

Außerdem beginnt die Opferschicht (5), sich im Verlauf der Abscheidung der zweiten CdTe-Schicht (42) zu zersetzen, wobei das Antimon in die erste CdTe-Schicht (41) und in die erst teilweise aufgebrachte zweite CdTe-Schicht (42) einwandert. Da jedoch das Antimon in diesem Verfahrensschritt weder in großem Ausmaß in die erste CdTe-Schicht (41) noch in die zweite CdTe-Schicht (42) diffundiert, werden die bereits diffundierten Antimonatome sowie die verringerte Schichtstärke der Opferschicht (5) in nicht gezeigt.In addition, the sacrificial layer ( 5 ) during the deposition of the second CdTe layer ( 42 ), with the antimony in the first CdTe layer ( 41 ) and in the first partially applied second CdTe layer ( 42 ) immigrates. However, since the antimony in this process step is not extensively incorporated into the first CdTe layer ( 41 ) into the second CdTe layer ( 42 ) diffuses, the already diffused Antimonatome and the reduced layer thickness of the sacrificial layer ( 5 ) in Not shown.

Im Anschluss wird der bekannte CdCl2-Aktivierungsschritt bei einer Temperatur von 385°C 20 Minuten lang durchgeführt.Subsequently, the known CdCl 2 activation step is carried out at a temperature of 385 ° C for 20 minutes.

zeigt schematisch eine Solarzelle nach beendetem Aufbringen des Rückkontakts. Ein Rückkontakt (22), der ein Metall, hier Molybdän (Mo) enthält, ist mit einer Schichtfolge gebildet worden, die der aus dem Stand der Technik bekannten entspricht. Wie gezeigt, hat sich die Opferschicht (5) vollständig abgebaut und ist in die CdTe-Schicht (40) eindiffundiert, die sich aus der Vereinigung der ersten CdTe-Schicht (41) mit der zweiten CdTe-Schicht (42) ergibt, wobei die neu entstandene CdTe-Schicht (40) mit Antimon dotiert ist [dargestellt durch die Punkte in der CdTe-Schicht (40)]. Das Diffundieren des Dotierelements in die erste und zweite CdTe-Schicht (41, 42) sowie der vollständige Abbau der Opferschicht (5) können jederzeit während des CdCl2-Aktivierungsschritts und/oder der Bildung des Rückkontakts (22) erfolgen, was zur dargestellten Schichtenanordnung führt. schematically shows a solar cell after completion of the application of the back contact. A back contact ( 22 ), which contains a metal, here molybdenum (Mo), has been formed with a layer sequence which corresponds to that known from the prior art. As shown, the sacrificial layer ( 5 ) is completely degraded and is in the CdTe layer ( 40 ) resulting from the combination of the first CdTe layer ( 41 ) with the second CdTe layer ( 42 ), wherein the newly formed CdTe layer ( 40 ) is doped with antimony [represented by the dots in the CdTe layer ( 40 )]. Diffusing the doping element into the first and second CdTe layers ( 41 . 42 ) as well as the complete degradation of the sacrificial layer ( 5 ) can at any time during the CdCl 2 activation step and / or the formation of the back contact ( 22 ), resulting in the illustrated layer arrangement.

Die CdTe-Schicht (40) ist nahezu einheitlich dotiert; dies bedeutet, dass kein oder nur ein geringes Konzentrationsgefälle des Antimons in der CdTe-Schicht (40) beobachtbar ist.The CdTe layer ( 40 ) is almost uniformly doped; this means that no or only a slight concentration gradient of the antimony in the CdTe layer ( 40 ) is observable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Substrat (Glas)Substrate (glass)
2121
Frontkontakt (lichtdurchlässig, TCO)Front contact (translucent, TCO)
2222
Rückkontakt (Metall)Back contact (metal)
33
CdS-SchichtCdS layer
44
CdTe-Schicht (Stand der Technik)CdTe layer (prior art)
4040
CdTe-SchichtCdTe layer
4141
erste CdTe-Schichtfirst CdTe layer
4242
zweite CdTe-Schichtsecond CdTe layer
55
Opferschichtsacrificial layer

Claims (14)

Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle, aufweisend die Schritte: a) Aufbringen einer ersten CdTe-Schicht von grobkörniger Struktur auf einer Grundschicht, b) Aufbringen einer Opferschicht, die ein Dotierelement auf der ersten CdTe-Schicht aufweist, und c) Aufbringen einer zweiten CdTe-Schicht von feinkörniger Struktur auf der Opferschicht.Process for producing a solar cell, comprising the steps: a) application of a first CdTe layer of coarse-grained structure on a base layer, b) applying a sacrificial layer having a doping element on the first CdTe layer, and c) applying a second CdTe layer of fine-grained structure on the sacrificial layer. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Opferschicht ein Element aus der Gruppe Kupfer, Phosphor, Antimon, Bismut, Molybdän, oder Mangan als Dotierelement umfasst.A method according to claim 1, characterized in that the sacrificial layer comprises an element selected from the group consisting of copper, phosphorus, antimony, bismuth, molybdenum, or manganese as doping element. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dotierelement als eine Elementarschicht bereitgestellt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the doping element is provided as an elementary layer. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dotierelement in einer Kombination von verschiedenen Dotierelementen oder in einer Verbindung bereitgestellt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the doping element is provided in a combination of different doping elements or in a compound. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung ein Halogen umfasst.A method according to claim 4, characterized in that the compound comprises a halogen. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Opferschicht durch Sputtern oder durch ein Verfahren aufgebracht wird, in dem eine flüssige Lösung verwendet wird, die das Dotierelement enthält.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sacrificial layer is applied by sputtering or by a method in which a liquid solution is used which contains the doping element. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Opferschicht mit einer Stärke im Bereich von 2 nm bis 15 nm aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sacrificial layer is applied with a thickness in the range of 2 nm to 15 nm. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Opferschicht bei einer Substrattemperatur im Bereich von Zimmertemperatur bis 350°C aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sacrificial layer is applied at a substrate temperature ranging from room temperature to 350 ° C. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste CdTe-Schicht bei einer Substrattemperatur im Bereich von 490°C bis 540°C und mit einer Stärke im Bereich von 0,5 μm bis 6 μm, bevorzugt im Bereich von 1 μm bis 1,8 μm, abgeschieden wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first CdTe layer at a substrate temperature in the range of 490 ° C to 540 ° C and with a thickness in the range of 0.5 microns to 6 microns, preferably in the range of 1 micron to 1.8 microns, is deposited. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite CdTe-Schicht bei einer Substrattemperatur im Bereich von 200°C bis 350°C und mit einer Stärke von 20% bis 40% der Gesamtschichtstärke einer CdTe-Schicht, welche aus der ersten CdTe-Schicht und der zweiten CdTe-Schicht besteht, abgeschieden wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second CdTe layer at a substrate temperature in the range of 200 ° C to 350 ° C and with a thickness of 20% to 40% of the total layer thickness of a CdTe layer consisting of the first CdTe layer and the second CdTe layer is deposited. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren außerdem einen Schritt zur Wärmebehandlung umfasst, der nach Schritt c) bei einer Temperatur im Bereich von 300°C bis 550°C, bevorzugt im Bereich von 300°C bis 450°C, durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method further comprises a step of heat treatment after step c) at a temperature in the range of 300 ° C to 550 ° C, preferably in the range of 300 ° C to 450 ° C. , is carried out. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schritts zur Wärmebehandlung ein halogenhaltiges Material an der Oberfläche der zweiten CdTe-Schicht bereitgestellt wird.A method according to claim 11, characterized in that during the step of heat treatment, a halogen-containing material is provided on the surface of the second CdTe layer. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren außerdem folgende Schritte umfasst: d) Bereitstellen eines lichtdurchlässigen Substrats, e) Aufbringen einer lichtdurchlässigen Frontkontaktschicht, f) Aufbringen einer CdS-Schicht, sowie g) Aufbringen einer Rückkontaktschicht, wobei die Schritte d), e) und f) in dieser Reihenfolge ausgeführt werden und vor den Schritten a), b) und c) stattfinden, und der Schritt g) nach den Schritten a), b) und c) ausgeführt wird, und wobei der Schichtstapel, welcher das lichtdurchlässige Substrat, die lichtdurchlässige Frontkontaktschicht, und die CdS-Schicht umfasst, die Grundschicht bildet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method further comprises the following steps: d) providing a translucent substrate, e) applying a transparent front contact layer, f) applying a CdS layer, and g) applying a back contact layer, wherein the steps d), e) and f) are carried out in this order and take place before steps a), b) and c), and step g) is carried out after steps a), b) and c), and wherein the layer stack comprising the translucent substrate, the transparent front contact layer, and the CdS layer forming the base layer. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren außerdem folgende Schritte umfasst: h) Bereitstellen eines Substrats, i) Aufbringen einer Rückkontaktschicht j) Aufbringen einer CdS-Schicht, sowie k) Aufbringen einer lichtdurchlässigen Frontkontaktschicht, wobei die Schritte h) und i) in dieser Reihenfolge ausgeführt werden und vor den Schritten a), b) und c) stattfinden, und die Schritte j) und k) nach den Schritten a), b) und c) ausgeführt werden, und wobei der Schichtstapel, welcher das Substrat und den Rückkontakt umfasst, die Grundschicht bildet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method further comprises the following steps: h) providing a substrate, i) applying a back contact layer j) applying a CdS layer, and k) applying a transparent front contact layer, wherein steps h) and i) are carried out in this order and take place before the steps a), b) and c), and the steps j) and k) are carried out after the steps a), b) and c), and wherein the layer stack, which comprising the substrate and the back contact forming the base layer.
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