JP2014503123A - 多層透明導電性酸化物の製造方法 - Google Patents
多層透明導電性酸化物の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014503123A JP2014503123A JP2013549777A JP2013549777A JP2014503123A JP 2014503123 A JP2014503123 A JP 2014503123A JP 2013549777 A JP2013549777 A JP 2013549777A JP 2013549777 A JP2013549777 A JP 2013549777A JP 2014503123 A JP2014503123 A JP 2014503123A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- zinc oxide
- transparent conductive
- conductive zinc
- doped
- 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
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 184
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 94
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 58
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 84
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 47
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 33
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 20
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 20
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 15
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 10
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 7
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 6
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 125000004177 diethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 220
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 17
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPSZQYZCNSCYGG-UHFFFAOYSA-N [B].[B] Chemical compound [B].[B] KPSZQYZCNSCYGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 239000002355 dual-layer Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
- H01L31/022483—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers composed of zinc oxide [ZnO]
-
- 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
- H01L31/075—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 PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
- H01L31/076—Multiple junction or tandem 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
- H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
-
- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本発明は、光電変換装置のための多重部品透明導電性亜鉛酸化物層に関し、かつその製造方法に関する。前記透明導電性亜鉛酸化物層は、異なる濃度でボロンドープされた少なくとも1つの基層配列を含み、前記基層配列が、より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層(72、74)と、より厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層(73、75)とを含む。本発明では、前記それぞれの個々の亜鉛酸化物層(72、73;74、75)中のドーピング濃度は実質的に一定であり、これは、前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層を意図的にドーピングすることで達成される。場合により、中間層が、前記少なくとも1つの基層配列と前記基板(71)又はその上に堆積されたn−ドープシリコン層(46)との間に存在する。このことは、前記透明導電性亜鉛酸化物層をレーザーEIL除去を効果的に実施することを可能にし、かつ前記層の優れた電気的光学的性質を維持することを可能にする。
Description
本発明は、光を電力に変換する光電池装置又は太陽電池に関する。薄膜太陽電池は、低コストで大量生産が可能であるということから、現在特に重要となってきている。本開示は、レーザープロセスによるエッジアイソレーション(EIL)を促進しモジュールパワーを改善するために、ZnOフロント(前面)コンタクトと及びバック(裏面)コンタクトの製造における問題に対処するものである。
(定義)
本発明においてプロセスとは、基板への全ての化学的、物理的又は機械的な影響を含む。本発明において基板とは、プロセス装置で扱われるコンポーネント、部品又はワークピースを意味する。基板は、限定されるものではないが、長方形、正方形又は円形の平坦プレート部を含む。好ましい実施態様では、本発明は、ガラスプレートなどのサイズが1m2を超える本質的に平坦基板を対象とする。
本発明においてプロセスとは、基板への全ての化学的、物理的又は機械的な影響を含む。本発明において基板とは、プロセス装置で扱われるコンポーネント、部品又はワークピースを意味する。基板は、限定されるものではないが、長方形、正方形又は円形の平坦プレート部を含む。好ましい実施態様では、本発明は、ガラスプレートなどのサイズが1m2を超える本質的に平坦基板を対象とする。
真空プロセス又は真空処理システム若しくは装置は、常圧よりも低い圧力下で処理される基板のための少なくとも1つの筐体を含む。CVD化学蒸着はよく知られた技術であり、加熱基板上への層の蒸着を可能にする。通常の液体又は気体前駆体材料がプロセスシステムへ供給されて、そこで前記前駆体の熱反応の結果、前記層の堆積がなされる。LPCVDは低圧CVDの共通の用語である。DEZ−ジエチル亜鉛は、真空プロセス装置内でTCO層の形成のための一つの前駆体である。TCOは、透明導電性酸化物の略語であり、TCO層は従って、透明な導電性の層である。
用語、層、コーティング、堆積及び膜は、本開示においては、真空プロセス装置、例えばCVD、LPCVD、プラズマ強化CVD(PECDV)又はPVD(物理的蒸着)内で堆積される膜について相互に交換可能に使用される。
太陽電池又は光電池セル(PVセル)は、電子部品であり、光(本質的に太陽)を電気エネルギーに光電効果の方法で直接変換することを可能にする。
一般的な意味で薄膜太陽電池は、基板上に支持されており、2つの電極又は電極層の間にサンドイッチされた、半導体材料の薄堆積膜により確立される少なくとも1つのp−i−n接合を含む。p−i−n接合又は薄膜光電変換ユニットは、p−ドープされた半導体化合物層とn−ドープされた半導体化合物層の間にサンドイッチされた本来的半導体化合物を含む。前記用語の本来的とは、意図的にドープされたものではないと、理解されるべきである。用語、薄膜とは、前記層が、薄層又は薄膜に、PEVCD、CVD、PVDなどのプロセスで堆積される、ことを示す。前記薄層は本質的に、その厚さが10μm以下、特に2μm未満である層を意味する。
図1は、当技術分野で知られる、多接合(タンデム)シリコン薄膜太陽電池を示す。かかる薄膜太陽電池50は、通常、第1又はフロント(前面)電極42、1つ又は複数の半導体薄膜p−i−n接合(52〜54、51、44〜46、43)、及び第2の又はバック(裏面)電極47を含み、これらは順に基板41に積層される。それぞれのp−i−n接合51、43又は薄膜光電変換ユニットは、p−タイプ層52及びn−タイプ層54、46(p−タイプ=正にドープ、n−タイプ=負にドープ)との間にサンドイッチされた、i−タイプ層53、45を含む。この明細書において実質的に本来的とは、意図的にドープされていない、又は本質的にドープの効果を示さない、ことであると理解されるべきである。光電変換は、主にこのi−タイプ層で生じるものであり;この層は従って吸収層とも言われる。
このi−タイプ層53、45の前記結晶画分(結晶化度)に依存して、太陽電池又は光電(変換)装置は、隣接するp及びn−層の結晶の種類とは関係なく、アモルファス(a−Si、53)太陽電池又は微結晶性(μc−Si、45)太陽電池として特徴付けられる。微結晶性層とは当技術分野で共通して、相当の画分が、アモルファスマトリクス内に結晶性シリコン−所謂微結晶−からなる層として理解されるべきである。p−i−n接合積層は、タンデム又はトリプル接合光電池セルと呼ばれる。アモルファス及び微結晶性p−i−n接合の組合せは、図1に示されるように、また、所謂ミクロモルフ(Micromorph)タンデムセルと言われている。
(従来技術で知られる欠点)
市販の薄膜シリコン光電池モジュールの製造で使用されるプロセスは、モジュール電力を最大化し、かつ同時に製造コストを最小化することが必要である。
市販の薄膜シリコン光電池モジュールの製造で使用されるプロセスは、モジュール電力を最大化し、かつ同時に製造コストを最小化することが必要である。
薄膜シリコンモジュールの製造は、数ステップを含む。通常、第1のステップとして、ガラス(又は相当する材料)の基板41上に、TCO層がフロント電極42として適用され、続いてシリコン層(52〜54)が適用される。このコーティングステップは、パネル61の全表面に効果を与える(図2)。このパネル61は、しかし、活性領域62を含み、これは光学的に活性層を持ち、直列又は並列に電気的に接続されたセル63を持つ。電気的絶縁を保証するために、それぞれのモジュール又はパネル61のエッジ領域64には、全てのTCO及びシリコン層が除去されることが必要とされる。このステップの後、モジュールは風化から保護するためにラミネートされる。前記エッジ領域は従って、前記活性領域62での前記敏感な活性セル63に環境が悪影響を及ぼさないためのバリアを提供する。
言い換えると、最終的な太陽電池モジュールの枠又はハウジングの周辺には適切な電気絶縁が必要となる。従って、前記エッジアイソレーションプロセスは、安全規則の遵守を保証し、かつラミネート後に前記活性層内への水分の侵入を低減するために重要な役割を果たすものである。
エッジアイソレーションのための一つの方法は、例えばサンドブラスタ又は類似の技術による研磨を用いる前記エッジ領域64内の前記層を機械的に除去することを含む。この主な欠点は、前記基板表面の損傷である(マイクロクラック、粗面化)。又は、TCO及びシリコン層は、レーザービームで除去され得る。レーザー適用の基づくプロセスはいくつかの利点である:
・基板表面を損傷せず、劣化させない(表面のプロセスはより穏やか)、
・レーザーによるエッジアイソレーション(EIL)プロセスは、前記基板/ガラス(TTG)を通じて使用され得る、
・レーザービームTTGは、研磨された粒子及びプラズマ現象では妨げられない、
・研磨材料(例えばコランダム)のさらなる消費が必要ない、ことである。
・基板表面を損傷せず、劣化させない(表面のプロセスはより穏やか)、
・レーザーによるエッジアイソレーション(EIL)プロセスは、前記基板/ガラス(TTG)を通じて使用され得る、
・レーザービームTTGは、研磨された粒子及びプラズマ現象では妨げられない、
・研磨材料(例えばコランダム)のさらなる消費が必要ない、ことである。
前記EILプロセスは、前記層内にレーザーエネルギーを吸収することで前記シリコン及びZnO層を除去(研磨及び/又は蒸発)することで作用する。
さらなるEILプロセスの詳細は、米国仮特許出願第61/262691号(発明の名称「基板から薄膜を研磨除去する方法及び装置」)に記載されており、この内容は参照されて本明細書に援用される。
薄膜シリコンモジュールの性能は、前記第1のTCO層(図1のフロントコンタクト42)の性質により強く影響される。前記考慮すべきTCOの関連する性質は、全透過率、ヘイズ率及び導電率である。
LPCVDZnOに基づく共通のTCO系では、これらの3つのパラメータは、LPCVDプロセスで成長させる際に前記前駆体ガスへ添加されるドーパントガス(通常はジボラン、B2H6)の量を変えることで変化させ得る。前記完全な層が単一組みのガス流を用いて形成され、前記層厚さを一定を維持する場合には、以下の技術が知られている:
・前記ドーパントの量を増加することはヘイズを低減させ、赤色及びNIR光の全透過率を低減させ、及び導電度を増加させること、
・前記ドーパント量を増加することは前記と逆の効果を与えること、である。
・前記ドーパントの量を増加することはヘイズを低減させ、赤色及びNIR光の全透過率を低減させ、及び導電度を増加させること、
・前記ドーパント量を増加することは前記と逆の効果を与えること、である。
最適なモジュール性能は、全透過率を増加し、ヘイズを増加しかつ導電性を増加させることであるが:単一層システムにおいてこれらの全ての目標を達成することは明らかに不可能である。
モジュール性能を改善する共通のトレードオフは、従って、ある程度の導電性の損失を許容して全透過率とヘイズ率を改善するためにTCOの前記ドーパント量を低減することである。前記ドーパントが過剰であると、モジュール性能は、前記TCO層内の抵抗損失により低下し得る。しかし、前記EILプロセスは、適切に作用するためには最小限のドーパント量を必要とする。TCOフロントコンタクトのより高いドーパント量は、前記薄膜層の除去を改善し、かつ前記EILプロセスの促進を可能にする。また、前記ドーパント量が過剰の場合、モジュール性能は、光の高い吸収(VIS、NIR)及び前記TCO層内の低ヘイズにより、低下する。
この問題に対処するために、刊行物「GROWTH OF LPCVD ZnO BILAYERS FOR SOLAR CELL FRONT ELECTRODES, AUTHORED BY L. Ding at al., presented at the 25th EU−PVSEC in September 2010 in Valencia」には、高ドーピング部分と非−意図的ドーピング部分の組合せを一つの成長ステップで堆積させることを含むTCO−ZnO二重層を用いることが示唆されている。しかし、実施例によると、この二重層の特定の構造は、特に前記非−意図的ドーピング部分は、上で概説した競合する要求を適切にバランスさせていない。
GROWTH OF LPCVD ZnO BILAYERS FOR SOLAR CELL FRONT ELECTRODES, AUTHORED BY L. Ding at al., presented at the 25th EU−PVSEC in September 2010 in Valencia
そこで本発明は、前記従来技術の欠点を解決し、それにより優れたモジュール性能を与えるTCO−ZnO電極を提供し、一方で前記EILプロセスによる前記フロント電極の除去を促進することを可能にすることを課題とする。
この課題は、本発明の独立請求項1と11の特徴により解決される。
具体的には、この課題は光電変換装置のための電極により達成され、前記電極は、異なるボロン(ホウ素)ドーパント濃度を持つ少なくとも1つの基層配列を含み、前記基層配列が、より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層及び、より厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層を含み、前記それぞれ個々の導電性亜鉛酸化物層を通してドーピング濃度は実質的に一定である。
そのような複数部品の二重層構造は、前記より薄いより高くドープされた層が、EILプロセスでレーザー光を吸収するために十分にドーピングされることを可能にし、従って容易に除去される一方で前記光電変換装置の光学的及び/又は電気的性能に悪影響を与えることはなく、前記より厚いより低くドープされた層が、前記EILプロセスの性能に悪影響を与えることなく光透過率及び導電性を最適化することを可能にする。この場合、「より薄い」、「より厚い」、「より高い」、「より低い」とは、通常の意味を表し、即ち前記「より薄い」層は、前記「より厚い」層よりも小さい厚さを持ち、前記「より高い」ドープ層は、前記「より低い」ドープ層よりもより高いドーパント濃度を持つ。加えて、「実質的に一定」とは、前記ドーピング濃度が、それぞれの層の大部分の厚さにわたり広く一定であることを意味する。当業者に完全に知られていることは、プロセス加工物、ドーパント拡散及び類似の現象により、前記2層のいずれか又は両方の層の比較的薄い部分で前記2層の接合部分にドーピング濃度勾配が存在し得る、ということであり、これは本発明及び特許請求の範囲に含まれる。
そのような複数部品の二重層構造は、前記より薄いより高くドープされた層が、EILプロセスでレーザー光を吸収するために十分にドーピングされることを可能にし、従って容易に除去される一方で前記光電変換装置の光学的及び/又は電気的性能に悪影響を与えることはなく、前記より厚いより低くドープされた層が、前記EILプロセスの性能に悪影響を与えることなく光透過率及び導電性を最適化することを可能にする。この場合、「より薄い」、「より厚い」、「より高い」、「より低い」とは、通常の意味を表し、即ち前記「より薄い」層は、前記「より厚い」層よりも小さい厚さを持ち、前記「より高い」ドープ層は、前記「より低い」ドープ層よりもより高いドーパント濃度を持つ。加えて、「実質的に一定」とは、前記ドーピング濃度が、それぞれの層の大部分の厚さにわたり広く一定であることを意味する。当業者に完全に知られていることは、プロセス加工物、ドーパント拡散及び類似の現象により、前記2層のいずれか又は両方の層の比較的薄い部分で前記2層の接合部分にドーピング濃度勾配が存在し得る、ということであり、これは本発明及び特許請求の範囲に含まれる。
一つの実施態様では、前記電極は、複数の前記基層配列、即ち高ドープ、低ドープ、高ドープ、低ドープ等々を含み得る。これにより、既存の製造装置で、実質的に変更を加えることなく、望ましい性質を持つフロント電極の容易で効果的な製造を可能にする。
一つの実施態様では、前記電極はフロント電極であり、好ましくはガラス基板上に設けられ、太陽電池パネル又は太陽電池に形成され得る。
一つの実施態様では、中間層が、前記少なくとも1つの基層配列と前記基板との間に設けられる。これにより、前記基層配列と前記基板との間の接着をより優れたものとし、かつ前記光電変換装置及び前記EILプロセスの性能に悪影響を与えない。又は、前記少なくとも1つの基層配列は、前記基板と、直接及び密着接触(コンタクト)する。これは、前記容易に除去される高ドープ層を前記基板により近くに配置させ、前記TCO−ZnO層を前記基板からよりよく除去することを可能にする。
一つの実施態様では、前記電極はバック電極であり、これはn−ドープシリコン層上に設けられ、本発明の電極構造をバック電極として使用することを可能にする。
一つの実施態様では、中間層は、前記少なくとも1つの基層と前記n−ドープ層との間に設けられる。これにより、前記基層配列と前記n−ドープ層間の接着をより優れたものとし、かつ前記光電変換装置及び前記EILプロセスの性能に悪影響を与えない。又は、前記少なくとも1つの基層配列は、前記n−ドープシリコン層と直接及び密着接触するように設けられ、これにより前記バック電極の単純な構成を可能にする。
ひとつの実施態様では、前記中間層(76)のドーパント濃度は、前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層の濃度よりも低く、前記基板又はn−ドープ層と前記隣接層との間の接着を促進する。
さらに、本発明の課題は、光電変換装置のための電極を製造する方法により達成され、前記方法は、基板又はn−ドープシリコン層上に、ボロンドーパント濃度が異なる少なくとも1つの基層配列を堆積することを含み、前記基層配列が、より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層と、より厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層を含み、ここで前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層が意図的にドーピングされたものであり、即ち、純粋に拡散又はコンタミネーションでドーピングするというよりは、その堆積の際にドーパント含有雰囲気に積極的に暴露する。この意図的なドーピングは、前記より低いドーピング層のドーピング濃度を実質的に一定にさせ、かつそれにより前記ドーピングレベルの最適化を可能にして、全体として、前記層及び前記フロント電極の望ましい電気的及び光学的性質を達成することを可能にする。
ひとつの実施態様では、前記方法はさらに、前記基板又は必要に応じて前記n−ドープシリコン層と、前記少なくとも1つの基層配列の間に中間層を堆積するステップを含む。これにより、前記基層配列と前記基板又は前記n−ドープ層との間の接着をより優れたものとし、かつ前記光電変換装置及び前記EILプロセスの性能に悪影響を与えない。
ひとつの実施態様では、前記方法は、前記基板又は必要な場合には前記n−ドープシリコン層の上に第1の透明導電性亜鉛酸化物層を堆積するステップにおいて、前記基層配列を堆積することを含み、その後この第1の透明導電性亜鉛酸化物層上に第2の透明導電性亜鉛酸化物層を堆積し、ここで前記第1の導電性亜鉛酸化物層が、前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層、又は前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層のいずれかであり、前記第2の透明導電性亜鉛酸化物層が、前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層、又は前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層の他方であり、即ち、前記堆積順序が、より高いドーピング−より低いドーピング、又はより低いドーピング−より高いドーピングである。
これにより、前記望ましい配列で前記透明導電性亜鉛酸化物相の堆積を与えることとなる。
ひとつの実施態様では、中間層が、前記基板又は必要な場合前記n−ドープシリコン上に堆積され、さらに前記のように透明導電性亜鉛酸化物層の順序で続く。これにより前記中間層は、望ましい順序で透明導電性亜鉛酸化物層が堆積される。
ひとつの実施態様では、前記第1の導電性亜鉛酸化物層は、より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層であり、前記第2の導電性亜鉛酸化物層は、前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層である。これは、前記より高いドープ層を、前記基板、n−ドープ層又は必要な場合には中間層に直接隣接させて配置するという利点を持ち、従って、前記EILプロセスに最も影響を与える前記より高いドープ層を、前記基板、n−ドープ層又は中間層により近くに配置することを可能にし、それにより前記導電性亜鉛酸化物層、特に前記基板に直接前記TCO層を持つフロント電極の場合においては、前記EILプロセスでの前記レーザーが前記基板に直接隣接して吸収され、かつ前記TCO層の除去が従って最大化される場合には、強化され得る。バック電極の場合には、前記シリコンn−層に直接隣接する前記より高いドープTCO層を持つことは、前記太陽電池と前記TCO電極間の前記電気接触を改善する。
ひとつの実施態様では、前記層は、化学蒸着(CVD)、低圧化学蒸着(LPCVD)、プラズマ強化化学蒸着(PECVD)又は物理蒸着(PVD)などの真空プロセス方法で堆積される。これらのいずれかのプロセスの選択は、前記層を効果的に、経済的に堆積させることを可能にする。
ひとつの実施態様では、前記より薄い、より高くドープされた層は、前記第1のB2H6/DEZ比率が0.1〜1、好ましくは0.2〜0.55で堆積される。これにより、前記より薄い層の望ましいドーピング性質の達成が可能となる。
ひとつの実施態様では、前記より厚い、より低いドープ層が、第2のB2H6/DEZ比率が0.01〜0.2、好ましくは0.02〜0.1の条件で堆積される。これにより、前記より厚い層の望ましいドーピング性質の達成が可能となる。
ひとつの実施態様では、前記第1と第2のB2H6/DEZ比率の比率は、2と60の間、好ましくは7と10の間、さらに好ましくは7と8の間である。このことは、前記より厚い層の望ましいドーピング性質の達成を可能にする。
ひとつの実施態様では、両方の透明亜鉛酸化物層は、0.8から1.5のH2B6/DEZ比率の条件で堆積される。
ひとつの実施態様では、前記堆積は、温度150〜220℃、好ましくは180〜195℃の基板に、好ましくはガラス基板について堆積される。
他の実施態様では、前記堆積は、温度150〜260℃、好ましくは205〜250℃の温度の基板で実施され、この温度では、堆積速度が約10nm/秒まで可能とし、それにより迅速な製造を可能にする。
ひとつの実施態様では、複数の基層配列が、前記基板上に順に、少なくとも1つのさらなる第1の透明導電性亜鉛酸化物層と少なくとも1つのさらなる第2の透明導電性亜鉛酸化物層をさらに堆積すること、即ち高−ドープ、低−ドープ、高−ドープ、低−ドープ等々と堆積される。これにより、前記フロント電極の厚さにわたりレーザー光の吸収を分配することで前記EILプロセスを強化し、改善された除去を可能にし、一方で前記電極の適切な電気的光学的性質を維持することを可能にする。加えて、これにより、前記方法を既存のプロセス装置を用いて実施して、前記EIL除去プロセスに良好に適合される適切な電気的光学的性質を持つ電極の製造を可能にする。
ひとつの実施態様では、前記/それぞれの少なくとも1つの基層配列の前記より薄い、より高くボロンドープされた層及びより厚い、より低くボロンドープされた層は、2つの個別の、分離された、離散的なプロセスステップで堆積される。これにより、より優れた品質の層が製造され、特に前記より厚い、より低いボロンドープ層が製造されるが、これは2つの別々のステップを用いることで、前記堆積チャンバ内には、前記より低いドープ層の堆積に影響を与え得る高濃度のドーパント残留物が存在しないからである。このことはさらに、前記より低いボロンドープ層にわたるドーピング濃度を実質的に一定に維持することを助け、前記望ましいドーパント濃度のより正確な制御従って前記層の電気的光学的性質の制御を可能にし、かつ前記層間境界でのドーパント濃度勾配を最小化又は除去することを可能にする。
他の実施態様では、前記少なくとも1つの基層配列の、前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層及び前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層(又は、実際、多重層配列の場合にはそれぞれの及び全ての層)は
前記第1のジボラン/ジエチル亜鉛比率から前記第2のジボラン/ジエチル亜鉛比率への、又は、前記第2のジボラン/ジエチル亜鉛比率から前記第1のジボラン/ジエチル亜鉛比率へ、種々のジボラン/ジエチル亜鉛比率を、30秒以下の時間で変更することにより順に堆積される。前記比率は、例えば望ましい時間間隔にわたり必要なジボラン流を変更することで変えることができる。これにより、迅速な製造が可能となり、一方で前記より厚い層とより薄い層の境界でドーピング勾配が顕著になることを防止することができる。
前記第1のジボラン/ジエチル亜鉛比率から前記第2のジボラン/ジエチル亜鉛比率への、又は、前記第2のジボラン/ジエチル亜鉛比率から前記第1のジボラン/ジエチル亜鉛比率へ、種々のジボラン/ジエチル亜鉛比率を、30秒以下の時間で変更することにより順に堆積される。前記比率は、例えば望ましい時間間隔にわたり必要なジボラン流を変更することで変えることができる。これにより、迅速な製造が可能となり、一方で前記より厚い層とより薄い層の境界でドーピング勾配が顕著になることを防止することができる。
ひとつの実施態様では、前記中間層(76)のドーピング濃度は、前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドーピングされた層の濃度よりも低く、これは前記基板又はn−ドープ層と前記隣接層との接着を促進する。
さらなる具体的な実施態様及び利点は、以下図面に示される実施態様に関連して説明される。
本発明は、多層TCOシステムを用いることに関連し、これは前記EILプロセスと組み合わせることで有利に使用され得る。本発明による多層TCOシステムにおいては、特定の機能をそれぞれ持つ層の積層を使用することを可能にする。この場合、より高くドープされた層が使用され、これはEILプロセスの際に前記レーザーエネルギーを吸収することが可能であり、従って望ましくない材料の除去を促進する。加えて、この高くドープされた層は前記完全なTCO積層体の導電性を改善し得る。従って、より厚い及びより低くドープされた層は、ヘイズ率及び全透過率を高くするために設けられる。
以下の解決手段は、モジュール性能及び前記EILプロセス強化を同時に改善するものである。
本発明によるTCO多層システムの第1の実施態様は図3に示されて説明される。
第1のZnO層(シード層72として区別される)が基板、好ましくはガラス基板71上に堆積される。前記第1の層は、ボロンで強くドープされて、NIR(通常はEILシステムにおいてそれぞれ1064nm及び1030nm)での吸収が強化される。この層は導電性を強化し、前記EILプロセスを支持する。
かかる実施態様を実現するプロセスパラメータは:B2H6/DEZ比率が0.1〜2、好ましくは0.2〜1の範囲、より好ましくは0.2〜0.6の範囲;ガラスの温度が150〜220℃、好ましくは180〜195℃の範囲(堆積速度が4nm/秒未満で);H2O/DEZ比率が0.8〜1.5;厚さが300nm未満、である。好ましい厚さは50nm〜200nmである。本発明概念から離れることなく、層厚さを低減して前記ドーピング比率を増加させるか、又は前記層厚さを増加させて前記ドーピング比率を低減させることで、同様の結果を得ることが可能である。又は、前記ガラスの温度は、150〜260℃の範囲、最良では205〜250℃(堆積速度が10nm/秒まで)の範囲であり得る。
続くバルク層73は、単一層ZnO−TCOプロセスについて従来技術で知られるプロセスパラメータを用いて堆積される。
ZnO層73は低くドープされ、ヘイズを与え、かつ吸収を低く維持して、前記微結晶セル内に生成される電流を増加させる。かかる層についてのプロセスパラメータは、B2H6/DEZ比率が0.01〜0.2、最良で0.02〜0.1の範囲を含む。前記層の必要とされる最小ドーピングは、水分へ暴露される際に前記導電性の劣化を低減させることを保証する。堆積ステップ間の前記ガラス温度は、150〜220℃、最良は180〜195℃の範囲(4nm/秒未満の堆積速度で)である。H2O/DEZ比率は0.8〜1.5である。厚さは500nmから数ミクロン、好ましくは900nmから3μmの範囲、最も好ましい結果が合計厚さが2μmまでで得られる。又は、前記ガラス温度は150〜260℃の範囲、最も好ましくは205から250℃の範囲(10nm/秒までの堆積速度)である。
前記2つの層72、73は、2つの完全に別々のステップで堆積され得るし、又はこれらは前記プロセスチャンバ内で30秒以下の時間でジボラン/ジエチル亜鉛比率を変えること、例えばジボラン流を必要に応じて増加又は減少させることで形成され得る。
第2の実施態様が図5に示される。これは追加の層(図5では中間層76として識別される)を、前記ガラス基板71と前記第1の高くドープされたシード層72の間に含む。かかる層のドーピングは好ましくは、前記シード層72のドーピングよりも低い。
本発明による第3の実施態様は、さらに進展ステップを含み、これは多重PM堆積システムで実施され得る。基本的には、2つの方法が可能であり:単一プロセスでは、多重PMはドーパント添加を変化せて層を順に製造することが可能であり、又はいくつかのプロセスモジュールを持つインラインシステムでは、全てのPMが前記順序で一部又は共通して製造される。前記一部は、全てのPMで完全に同じであるか又は異なっていてよい。
この第3の実施態様による典型的基層配列は図4に含まれており、10nmまでの厚さを持つ第1の高くドープされた層74aを含み、続いて厚さ100〜500nmを持つ低くドープされた層75aが堆積される。ZnO層の全厚さは、従って、基層配列(74a/75a)に順に堆積されるPMの数を掛けて得られる厚さに対応する。言い換えると、層74b、74c、74dは本質的に同じ厚さを持ち、層74aとしてドーピングされる。層75b、c、d、...は本質的に層75a同じ厚さ及びドーピングを持つ。前記プロセスの変更例では、それぞれのPMは2つの層順序(74a/74b;74b/75b;...)で堆積され;得られる層の積層体についての計算が容易となる。
図4は、複数の層配列74a〜d/75a〜dを含むかかる層積層体を示し、ここでそれぞれの層配列は、第1の高くドープされたTCO−ZnO層74a〜d及び続いて低いドーピング濃度を持つ第2のZnO−TCO層75a〜dを含む。用語、より低く及びより高くドープされるとは、前記前駆体中でのB2H6/DEZ比率が、「低い」及び「高い」の間で2〜60倍高いこと、好ましくは7〜10倍高いこと、特には7〜8倍高いことを意味する。
前記第2及び第3の実施態様は組み合わされて第4の実施態様となり得る:即ち基板71上に中間層76を堆積し、続いて複数の高く及び低くドーピングされた層74/75を堆積する。対応する堆積プロセスは、中間層を含む層配列を与え得る単一PMで実施されるか、又は、それぞれのPMが前記望ましい層配列の一部を生成する複数のPMでのいずれかで実施され得る。図6は前記第4の実施態様を示す。
全ての方法は、前記低くドープされた層のみからなる層と比較して、前記EILプロセスを改善することが示された。
これまで、全ての実施態様はフロントコンタクト又はフロント電極42として説明されてきた。しかし、全ての提示された方法は、バックコンタクトの製造についても使用され得る。この場合には、示されるバック電極層47として使用するために、前記n−ドープされた層46が、前記対応する図面において基板71と「置き換えられる」。フロント及びバックコンタクトを製造するための同じタイプの装置を使用することを可能にするために前記堆積順序は同じに維持される。
他のタイプに装置を用いることで、前記堆積順序は逆転され得る(セルに隣接する低くドープされた層、反射板に隣接する高くドープされた層)。しかし、この場合には、前記層シート抵抗は、完全に同じ層が前記より高くドープされた層を最初に堆積させる場合に比べてより高くなり得る。
技術的には、B2H6(ボロンドーパント)は、水素中の2%B2H6の混合ガスとして利用可能である。本開示に内容において、前記ドーピング比率は、前記技術的ガス混合物に基づき、及び用語「ボロン」又はB2H6はかかる技術的ガス混合物を意味する。
(本発明のさらなる利点)
一般的にはより高くドープされたZnO層はより低くドープされた層または本来的層に比較してより小さい屈折率を持つ。高くドープされたZnO層72を直接ガラス基板71に加えることは、前記ガラスから前記ZnOへの滑らかな屈折率の増加を与える結果となる。従って、前記ガラス/ZnO境界へ入射する光の反射は減少し、より多くの光が前記PVモジュールで利用可能となる。
(本発明のさらなる利点)
一般的にはより高くドープされたZnO層はより低くドープされた層または本来的層に比較してより小さい屈折率を持つ。高くドープされたZnO層72を直接ガラス基板71に加えることは、前記ガラスから前記ZnOへの滑らかな屈折率の増加を与える結果となる。従って、前記ガラス/ZnO境界へ入射する光の反射は減少し、より多くの光が前記PVモジュールで利用可能となる。
加えて、強化EILプロセスは、前記基板エッジ近くに堆積した全ての材料を安全に除去することを可能にする。前記フロントガラスに偶然堆積された材料もまた除去される。
本発明はここまで具体的な実施態様により説明されてきたが、それらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に含まれる全ての変更態様も含むものである。
41 基板
42 フロント電極
43 ボトムセル
44 p−ドープ層(p−μc−Si:H)
45 i−層μc−Si:H
46 n−ドープSi層(n a−Si:H/n μc−Si:H)
47 バック電極
48 バック反射板
50 薄膜太陽電池
51 トップセル
52 p−ドープ層Si層(p a−Si:H/p μc−Si:H)
53 i−層 a−Si:H
54 n−ドープSi層(na−Si:H/n μc−Si:H)
61 太陽電池パネル
62 活性領域
63 セル
64 エッジ領域
71 基板
72 シード層/高くボロンドープされた層
73 バルクZnO層/低くボロンドープされた層
74、74a、74b、74c、74d 高くドープされた層/高くボロンドープされた層
75、75a、75b、75c、75d 低くドープされた層/低くボロンドープされた層
76 中間層
42 フロント電極
43 ボトムセル
44 p−ドープ層(p−μc−Si:H)
45 i−層μc−Si:H
46 n−ドープSi層(n a−Si:H/n μc−Si:H)
47 バック電極
48 バック反射板
50 薄膜太陽電池
51 トップセル
52 p−ドープ層Si層(p a−Si:H/p μc−Si:H)
53 i−層 a−Si:H
54 n−ドープSi層(na−Si:H/n μc−Si:H)
61 太陽電池パネル
62 活性領域
63 セル
64 エッジ領域
71 基板
72 シード層/高くボロンドープされた層
73 バルクZnO層/低くボロンドープされた層
74、74a、74b、74c、74d 高くドープされた層/高くボロンドープされた層
75、75a、75b、75c、75d 低くドープされた層/低くボロンドープされた層
76 中間層
Claims (26)
- 異なるボロンドーパント濃度を持つ少なくとも1つの基層配列を含む光電変換装置のための電極であり、前記基層配列が、より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層及びより厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層とを含み、前記導電性亜鉛酸化物層のそれぞれ個々のドーピング濃度が実質的に一定であることを特徴とする、電極。
- 請求項1に記載の電極であり、前記電極が、複数の基層配列を含む、電極。
- 請求項1又は2のいずれか一項に記載の電極であり、前記電極がフロント電極であり、基板上に設けられ、前記基板が好ましくはガラスを含む、電極。
- 請求項3に記載のフロント電極であり、中間層が前記少なくとも1つの基層配列と前記基板の間に設けられる、電極。
- 請求項3に記載のフロント電極であり、前記基層配列が、前記基板に直接かつ密着接触させて設けられる、電極。
- 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電極であり、前記電極がバック電極であり、n−ドープシリコン層上に設けられる、電極。
- 請求項6に記載のバック電極であり、中間層が、前記少なくとも1つの基層配列と前記n−ドープシリコン層との間に設けられる、電極。
- 請求項6に記載のバック電極であり、前記基層配列が、前記n−ドープシリコン層と直接かつ密着接触させて設けられる、電極。
- 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電極であり、前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層が、前記基板又は前記n−ドープシリコン層若しくは必要な場合前記中間層に、直接かつ密着接触させて設けられる、電極。
- 請求項4、7又は請求項4又は7に従属する9のいずれか一項に記載の電極であり、前記中間層のドーピング濃度が、前記より薄い透明電極亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層のドーピング濃度よりも低い、電極。
- 光電変換装置のための電極を製造するための方法であり、前記方法は、
基板又はn−ドープシリコン層上に、異なるボロン濃度を持つ少なくとも1つの基層配列を堆積することを含み、
前記基層配列が、より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層及びより厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層とを含み、
前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層が意図的にドーピングされていることを特徴とする、方法。 - 請求項11に記載の方法であり、さらに、前記基板又はn−ドープシリコン層と前記少なくとも1つの基層配列との間に中間層を堆積することを含む、方法。
- 請求項11又は12のいずれか一項に記載の電極であり、複数の基層配列が、前記基板又は前記n−ドープシリコン層上に堆積される、方法。
- 請求項11又は13のいずれか一項に記載の電極であり、前記基層配列が次のステップ:
前記基板又は前記n−ドープシリコン層上に、第1の透明導電性亜鉛酸化物層を堆積するステップと、
前記第1の導電性亜鉛酸化物層上に、第2の透明導電性亜鉛酸化物層を堆積するステップとで堆積され、
前記第1の導電性亜鉛酸化物層が、前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層及び前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物層のより低くボロンドープされた層の一つであり、及び前記第2の導電性亜鉛酸化物層が、前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層及び前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物層のより低くボロンドープされた層の他の一つである、方法。 - 請求項11乃至13のいずれか一項に記載の方法であり、前記電極が次のステップ:
前記基板又は前記n−ドープシリコン層上に中間層を堆積するステップと、
前記中間層上に第1の透明導電性亜鉛酸化物層を堆積するステップと、
前記第1の導電性亜鉛酸化物層上に第2の透明導電性亜鉛酸化物層を堆積するステップとで堆積され、
前記第1の導電性亜鉛酸化物層が、前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層及び前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物層のより低くボロンドープされた層の一つであり、及び
前記第2の導電性亜鉛酸化物層が、前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層及び前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物層のより低くボロンドープされた層の他の一つである、方法。 - 請求項14又は15のいずれか一項に記載の方法であり、前記第1の導電性亜鉛酸化物層が、前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層であり、前記第2の導電性亜鉛酸化物層が、前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層である、方法。
- 請求項11乃至16のいずれか一項に記載の方法であり、前記層が、化学蒸着、低圧化学蒸着、プラズマ強化化学蒸着又は物理蒸着などの真空プロセス方法の手段により堆積される、方法。
- 請求項17に記載の方法であり、前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層が、0.1〜1、好ましくは0.2〜0.55の第1のジボラン/ジエチル亜鉛比率の条件で堆積される、方法。
- 請求項17又は18のいずれか一項に記載の方法であり、前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層が、0.02〜0.2、好ましくは0.02〜0.1の第2のジボラン/ジエチル亜鉛比率の条件で堆積される、方法。
- 請求項18又は19のいずれか一項に記載の方法であり、前記第1のジボラン/ジエチル亜鉛比率と、前記第2のジボラン/ジエチル亜鉛比率とが、2と60との間、好ましくは7と10との間、さらに好ましくは7と8との間である、方法。
- 請求項17乃至20のいずれか一項に記載の方法であり、前記透明導電性亜鉛酸化物層が、H2O/ジエチル亜鉛比率が0.8から1.5の条件で堆積される、方法。
- 請求項17乃至21のいずれか一項に記載の方法であり、前記堆積の際に基板温度が、150〜220℃、好ましくは180〜195℃である、方法。
- 請求項13、14又は請求項13又は14に従属する請求項15乃至22のいずれか一項に記載の方法であり、さらに、少なくとも1つのさらなる第1の透明導電性亜鉛酸化物層及び少なくとも1つのさらなる第2の透明導電性亜鉛酸化物層を堆積させて複数の基層構造を形成する、方法。
- 請求項11乃至23のいずれか一項に記載の方法であり、前記/それぞれの少なくとも1つの基層配列の前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層及び前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層が、2つの別々の、離散的なプロセスステップで堆積される、方法。
- 請求項18及び19、又は請求項20に記載の方法であり、前記/それぞれの少なくとも1つの基層配列の前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くボロンドープされた層及び前記より厚い透明導電性亜鉛酸化物のより低くボロンドープされた層が、前記第1のジボラン/ジエチル亜鉛比率から前記第2のジボラン/ジエチル亜鉛比率へ、又は前記第2のジボラン/ジエチル亜鉛比率から前記第1のジボラン/ジエチル亜鉛比率へ、30秒以内の時間にわたり変化させることで順に堆積される、方法。
- 請求項12、15又は請求項12又は15に従属する請求項16乃至25のいずれか一項に記載の方法であり、前記中間層の前記ドーピング濃度が、前記より薄い透明導電性亜鉛酸化物のより高くドープされた層のドーピング濃度よりも低い、方法。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161434022P | 2011-01-19 | 2011-01-19 | |
US61/434,022 | 2011-01-19 | ||
US201161512074P | 2011-07-27 | 2011-07-27 | |
US61/512,074 | 2011-07-27 | ||
PCT/EP2012/050479 WO2012098052A1 (en) | 2011-01-19 | 2012-01-13 | Method for manufacturing a multilayer of a transparent conductive oxide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014503123A true JP2014503123A (ja) | 2014-02-06 |
Family
ID=45464620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013549777A Pending JP2014503123A (ja) | 2011-01-19 | 2012-01-13 | 多層透明導電性酸化物の製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130298987A1 (ja) |
EP (1) | EP2666188A1 (ja) |
JP (1) | JP2014503123A (ja) |
CN (1) | CN103430317A (ja) |
WO (1) | WO2012098052A1 (ja) |
ZA (1) | ZA201305154B (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101262573B1 (ko) * | 2011-07-29 | 2013-05-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 및 그의 제조방법 |
US9379259B2 (en) * | 2012-11-05 | 2016-06-28 | International Business Machines Corporation | Double layered transparent conductive oxide for reduced schottky barrier in photovoltaic devices |
US20140311573A1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-10-23 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Solar Cell With Selectively Doped Conductive Oxide Layer And Method Of Making The Same |
US9960281B2 (en) | 2015-02-09 | 2018-05-01 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Metal oxide thin film transistor with source and drain regions doped at room temperature |
CN113471306A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-10-01 | 安徽华晟新能源科技有限公司 | 一种异质结电池及异质结电池的制备方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3029169B2 (ja) * | 1993-05-07 | 2000-04-04 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子 |
US7993752B2 (en) * | 2008-03-17 | 2011-08-09 | Nano PV Technologies, Inc. | Transparent conductive layer and method |
WO2009117083A2 (en) * | 2008-03-17 | 2009-09-24 | Nanopv Technologies, Inc. | Photovoltaic device and method |
WO2010022530A1 (en) * | 2008-09-01 | 2010-03-04 | Oerlikon Solar Ip Ag, Trübbach | Method for manufacturing transparent conductive oxide (tco) films; properties and applications of such films |
DE102008054756A1 (de) * | 2008-12-16 | 2010-06-24 | Q-Cells Se | Photovoltaikelement |
-
2012
- 2012-01-13 EP EP12700136.0A patent/EP2666188A1/en not_active Withdrawn
- 2012-01-13 US US13/979,794 patent/US20130298987A1/en not_active Abandoned
- 2012-01-13 JP JP2013549777A patent/JP2014503123A/ja active Pending
- 2012-01-13 WO PCT/EP2012/050479 patent/WO2012098052A1/en active Application Filing
- 2012-01-13 CN CN2012800057352A patent/CN103430317A/zh active Pending
-
2013
- 2013-07-09 ZA ZA2013/05154A patent/ZA201305154B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012098052A1 (en) | 2012-07-26 |
ZA201305154B (en) | 2014-09-25 |
EP2666188A1 (en) | 2013-11-27 |
US20130298987A1 (en) | 2013-11-14 |
CN103430317A (zh) | 2013-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI438904B (zh) | 薄膜式太陽能電池及其製造方法 | |
EP2110859B1 (en) | Laminate type photoelectric converter and method for fabricating the same | |
US20100116331A1 (en) | Photovoltaic device and process for producing same | |
US20150136210A1 (en) | Silicon-based solar cells with improved resistance to light-induced degradation | |
JP2014503123A (ja) | 多層透明導電性酸化物の製造方法 | |
TW201234619A (en) | Thin film silicon solar cell in multi-junction configuration on textured glass | |
US8481848B2 (en) | Photovoltaic device | |
US8088641B2 (en) | Process for producing photovoltaic device | |
JP2016029675A (ja) | 薄膜太陽電池用透光性絶縁基板、及び集積型薄膜シリコン太陽電池 | |
WO2010058640A1 (ja) | 光電変換装置 | |
JP2010533384A (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
CN110600577A (zh) | 一种异质结太阳能电池及其制备方法 | |
JP5030745B2 (ja) | 光電変換装置の製造方法 | |
US20120006402A1 (en) | Photovoltaic device | |
US20130291933A1 (en) | SiOx n-LAYER FOR MICROCRYSTALLINE PIN JUNCTION | |
WO2013102576A1 (en) | Intermediate reflection structure in thin film solar cells | |
WO2011097745A1 (en) | Method for manufacturing a solar panel | |
US20130174899A1 (en) | A-si:h absorber layer for a-si single- and multijunction thin film silicon solar cells | |
JP4875566B2 (ja) | 光電変換装置の製造方法 | |
JP2004153028A (ja) | 薄膜光電変換装置 | |
WO2012098051A1 (en) | Method for manufacturing a multilayer of a transparent conductive oxide | |
JP2010283162A (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
JP5763411B2 (ja) | 積層型光電変換装置 | |
WO2013099731A1 (ja) | 薄膜太陽電池モジュールおよび薄膜太陽電池モジュールの製造方法 | |
JP2014063848A (ja) | 集積型光電変換装置の製造方法 |