TW201226610A - Cadmium stannate sputter - Google Patents

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TW201226610A
TW201226610A TW100123173A TW100123173A TW201226610A TW 201226610 A TW201226610 A TW 201226610A TW 100123173 A TW100123173 A TW 100123173A TW 100123173 A TW100123173 A TW 100123173A TW 201226610 A TW201226610 A TW 201226610A
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conductive oxide
sputter
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Benyamin Buller
Douglas Dauson
Scott Mills
Dale Roberts
Yu Yang
Zhibo Zhao
Keith J Burrows
John German
Klaus Hartig
Annette Krisko
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First Solar Inc
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Description

201226610 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於光伏打裝置及生產方法。 本申請案根據35 U.S.C. § 1J 9(c)規定主張於2010年6月 30曰提出申請之臨時美國專利申請案第61/360,216號之優 先權’該臨時美國專利申請案藉此以引用方式併入本文 中。 【先前技術】 舉例而言，光伏打裝置可包含沈積於一基板上方之半導 體材料，其中一第一層充當一窗層且一第二層充當一吸收 層。半導體窗層可允許太陽輻射穿透至吸收層（諸如碲化 锡層）’其將太陽能轉換為電力。光伏打裝置尚未高度有 效。 【發明内容】 光伏打裝置可包含形成於一基板（或覆板（SUperstate))上 之多個層。舉例而言，一光伏打裝置可包含在一基板上以 一堆疊形式形成之一障壁層、一透明導電氧化物（TCO) 層、一緩衝層及一半導體層。每一層可又包含一個以上層 或膜。舉例而言，該半導體層可包含：一第一膜，其包含 形成於該緩衝層上之一半導體窗層；及一第二膜，其包含 形成於該半導體窗層上之一半導體吸收層。此外，每一層 可覆蓋該裝置之全部或一部分及/或該層或在該層下方之 基板之全部或—部分。舉例而言，一「層」可包含任何量 的接觸一表面之全部或一部分之任何材料。 157294.doc 201226610 在一項態樣中，一濺鍍靶材可包含一濺鍍材料，該濺鍵 材料包含鶴及錫。該藏鍵材料可包+約60重量百分比至約 75重量百分比的鎘。該濺鑛材料可包含約65重量百分比至 約68重量百分比的録。該濺鍍粗材可包含一不銹鋼管。該 減鐘材料可連接至該不銹鋼管以形成一濺鍵無材。該滅鐘 材料可包含結合該濺鍍材料與背襯管之一結合層。該濺鐘 靶材可經組態以用於一反應性濺鍍製程中。該濺鍍靶材可 包含鎳、辞、銦、鉛或鉍。該濺鍍靶材可包含大於約 0.001重量百分比的鎳。該濺鍍靶材可包含小於約ι〇重量 百分比的鎳。該濺鍍靶材可包含約〇 〇〇丨重量百分比至約 1.0重量百分比的鎳。該濺鍍靶材可包含約0 005重量百分 比至約0,5重量百分比的鎳》該濺鍍靶材可包含約〇 〇1重量 百分比至約0.1重量百分比的鎳。 在一項態樣中，一種製造一旋轉濺鍍靶材之方法可包含 形成包含鎘及錫之一濺鍍材料。該濺鍍材料可包含約仰重 量百分比至約75重量百分比的録。該方法可包含將該濺錄 :料附著至-背襯管以形成一濺鍍靶材。將該濺鍍材料附 者至一背襯管以形成一濺鍍靶材之步驟可包含一熱喷塗成 型製程。將該麟材料附著至—背襯f以形成—濺^材 之步驟可包含一電漿喷塗成型製程。將該濺鍍材料附著至 一背襯管以形成-濺料材之步驟可包含—粉末冶金術製 ^該粉末冶金術製程可包含—熱壓心卜該粉末冶金術 •程可包含-等靜壓製程。將該濺鍍材料附著至一背襯管 以形成-雜輕材之步驟可包含一流動成型製程。將該機 I57294.doc 201226610 鍍材料附著至該背襯管之步驟可包含藉助一結合層將該濺 鍍材料結合至該背襯管。 Λ 在一項態樣中，一多層結構可包含：一基板；一障壁 層’其包括毗鄰於該基板之氧化矽鋁；一透明導電氧化物 層，其包括毗鄰於該障壁層之錫酸鎘；及—緩衝層，其包 括®比鄰於該透明導電氧化物層之氧化錫。 該透明導電氧化物層可包含選自由錄、辞、姻、錯及麵 組成之群組之一材料。該結構可包含大於約〇〇〇ι重量百 分比的鎳。該結構可包含小於約10重量百分比的鎳。該 結構可包含約0.001重量百分比至約i 〇重量百分比的鎳Υ 該結構可包含約〇 〇〇5重量百分比至約〇 5重量百分比的 錄。該結構可包含約0.01重量百分比至約0.1重量百分比的 鎳^亥透明導電氧化物層可具有大於約1〇〇歐姆/平方之二 薄層電阻。該透明導電氧化物層可具有小於^別歐姆/ 平方之一薄層電阻。該透明導電氧化物層可具有約200歐 姆/平方至約1000歐姆/平方之一薄層電阻。該透明導電氧 化物層可具有約800歐姆/平方至約1200歐姆/平方之一薄層 電阻。該透明導電氧化物層可具有約100歐姆/平方至約 5001姆/平方之—薄層電阻。該透明導電氧化物層可包含 具有大於約5歐姆/平方之一薄層電阻之一退火層。該透明 導電氧化物層可包含具有小於約15歐姆/平方之一薄層電 阻之一退火層。 在一項態樣中 —光伏打裝置可包含：一基板；一障壁 層其包括田比鄰於該基板之氧化石夕紹；一透明導電氧化物 157294.doc 201226610 層，其包括毗鄰於該障壁層之錫酸鎘；及一緩衝層，其包 括毗鄰於該透明導電氧化物層之氧化錫。該光伏打裝置； 包含：-半導體窗層’其她鄰於該緩衝層、一半導體吸收 層’其毗鄰於該半導體窗層；及一背部觸點，其毗鄰於唁 半導體吸收層1半導體窗層可包含硫⑽。該半導體吸 收層可包3蹄化録。該光伏打裝置可包含批鄰於該背部 點之一背部支撐件。 該透明導電氧化物層可包合撰白 J 巴3選自由鎳、鋅、銦、鉛及鉍 組成之群組之一材料。辞伞处+ a± 〇» ^該先伙打裝置可包含大於約〇 〇〇1 重量百分比的鎳。該光伏打裝置可包含小於社。重量百 分比的錦。該光伏打裝置可包含約〇〇〇1重量百分比至約 1.0重量百分比的鎳〇玆έ士 忒、·°構可包含約0.005重量百分比至 約0 · 5重量百分比的鋅。續本你4壯取 J辣该先伙打裝置可包含約〇.〇丨重量百 分比至約0.1重量百分比的鎳。該透明導電氧化物層可且 t大於約100歐姆/平方之—薄層電阻。該透明導電氧化物 層可具有小於約1500歐姆/平方少** 十万之一溥層電阻。該透明導 電氧化物層可具有約2〇〇歐姆/ — 鄉干方至約1000歐姆/平方之一 薄層電阻。該透明導電氧化 乳化物層可具有約800歐姆/平方5 約1200歐姆/平方之一薄 電阻。该透明導電氧化物層可 八有、·々100臥姆/平方至約5〇〇 ^ ’十方之一溥層電阻。該 透明導電氧化物層可包$ 於約5歐姆/平方之一薄層 ⑽姆/二該透明導電氧化物層可包含具有小於約 15歐姆/平方之—薄層電阻之-退火層。 在一項態樣中，—弁伕4措 、，，且可包含晚鄰於一基板之複 157294.doc 201226610 %! 數個光伏打電池。該光伏打模組可包含毗鄰於該複數個光 伏打電池之一背部覆蓋物。該複數個光伏打電池中之每一 者可包含一障壁層，該障壁層包含毗鄰於該基板之氧化矽 鋁。該光伏打電池可包含一透明導電氧化物層，該透明導 電氧化物層包含®Λ鄰於該障壁層之錫酸録。該光伏打電池 可包含一緩衝層，該緩衝層包含Β比鄰於該透明導電氧化物 層之氧化錫。該光伏打電池可包含毗鄰於該緩衝層之一半 導體窗層。該光伏打電池可包含毗鄰於該半導體窗層之一 半導體吸收層。該光伏打電池可包含毗鄰於該半導體吸收 層之一背部觸點。 該光伏打模組可包含具有沿該等背部觸點分佈之一長度 之一第一膠帶條。該第一膠帶條可包含一前表面及一背表 面，每一表面含有一黏合劑。該光伏打模組可包含沿該第 一膠帶條之長度分佈之一第一鉛箔。該光伏打模組可包含 沿該第一膠帶條之長度分佈且在該第一膠帶條之端點之間 之具有短於該第一膠帶條之長度的一長度之—第二膠帶 條。該第二膠帶條可包含一前表面及背表面，每—者含有 一黏合劑。該光伏打模組可包含沿該第二膠帶條之長度分 佈之具有短於該第二膠帶條之長度的一長度之—第 泊。該光伏打模組可包含毗鄰且垂直於該第—膠帶條及嗲 第二朦帶條定位之複數個平行匯流排條1複數個平行匯乂 流排條中之每一者可接觸該第一鉛绪或該第二鉛箱中之i 者。該光伏打倾可包含第—子模組及第4模組。該第
-子模組可包含該複數個串聯連接之光伏打 J τ <兩個 157294.doc 201226610 或兩個以上電池。該第二子模組可包含該複數個串聯連接 之光伏打電池中之另兩個或兩個以上電池。該第一子模組 及該第二子模組可透過一共用電池並聯連接。 在一項態樣中，一種用於發電之方法可包含藉助一光束 照亮一光伏打電池以產生一光電流。該方法可包含收集所 產生之光電流。該光伏打電池可包含一基板。該光伏打電 池可包含一障壁層，該障壁層包含毗鄰於該基板之氧化石夕 铭。該光伏打電池可包含一透明導電氧化物層，該透明導 電氧化物層包括毗鄰於該障壁層之錫酸鎘。該光伏打電池 可包含一緩衝層’該緩衝層包含B比鄰於該透明導電氧化物 層之氧化錫。該光伏打電池可包含眺鄰於該緩衝層之一半 導體窗層。該光伏打電池可包含毗鄰於該半導體窗層之一 半導體吸收層。該光伏打電池可包含毗鄰於該半導體吸收 層之一背部觸點。該光束可包含大於約400奈米之一波 長。該光束可包含小於約700奈米之一波長。該光束可包 含紫外光。該光束可包含藍色光。該光束可包含白色光。 該方法可包含將光電流自DC轉換為AC。 【實施方式】 參照圖1 ,藉由實例方式，障壁層120可沈積至基板100 上。基板100可包含任何適合的材料，該材料包含（例如）一 玻璃。該玻璃可包含鈉鈣玻璃或具有減少之鐵含量的任何 玻璃。忒玻璃可經受一處理步驟，在該處理步驟期間可大 致該玻璃之一或多個邊緣修整成圓形。該玻璃可具有任一 適合的透射率，包含約450奈米至約8〇〇奈米。該玻璃亦可 157294.doc 201226610 具有任一適合的透光百分率’該透光百分率包含（例如）大 於約50%、大於約60%、大於約70%、大於約80%或大於約 85%。舉例而言，基板1〇0可包含具有約9〇%透射率之—玻 璃。 可使用任何適合的方法沈積障壁層 巴3、（例 如）賤鍍。可自包含任何適合的濺鍍材料之一濺鍵乾材藏 鍍障壁層120，該濺鍍材料包含（例如）包含矽與鋁之一組合 之一材料。舉例而言，障壁層120之一濺鍍靶材可包含一 濺鍍材料，該濺鍍材料包含任一適合矽對鋁比率。舉例而 言，障壁層120之一濺鍍靶材可包含一濺鍍材料，該濺鍍 材料包含5重罝百分比至35重量百分比的鋁。障壁層12〇之 一濺鍍靶材可包含一濺鍍材料，該濺鍍材料包含15重量百 分比至20重量百分比的紹。障壁層12()之__乾材可包 含-背襯管，該背襯管可包含任何適合的材料，該材料包 含(例如)不銹鋼。該濺鍍材料可連接至該背襯管以形成障 壁層m之濺餘材。障壁層120之滅鑛乾材可包含用於將 ㈣鐘材料結合至該背襯管之—結合層。障壁層咖之賤 餘材可經組態以歸任何適合的反應㈣㈣程中。 層L在存在；或多種氣體(例如，氧氣)之情況下沈積障壁 層120。虱氣可添加至沈積室以增加沈積速率。 :之=120可包含在存在氧氣/氯氣混合物之情況下濺 Γ之t Γ錢氣併WW層 12〇之更尚沈積速率。 障壁層U0可包含任何適合的材料，該材料包含（例如） 357294.doc 201226610 氧化矽鋁。障壁層120可併入基板與TC〇層之間以減少鈉 或其他污染物自該基板至半導體層之擴散’此可導致降級 或脫層。在減少數目個針孔以及具有高阻鈉能力及良好黏 合性質之情況下，障壁層120可係透明的、熱穩定的。障 壁層120可包含任何適合數目個層且可具有任一適合的厚 度，該厚度包含（例如）大於約500埃、大於約75〇埃或小於 約12〇0埃》舉例而言，障壁層12〇可具有約1〇〇〇埃之一厚 可毗鄰於障壁層120形成一透明導電氧化物層13(^可使 用任何適合的方法沈積透明導電氧化物層13〇，該方法包 含（例如）濺鍍。可自包含任何適合的濺鍍材料之一濺鍍靶 材濺鍍透明導電氧化物層130,該濺鍍材料包含（例如）鎘與 錫之一組合。舉例而言，透明導電氧化物層13〇之一濺鍍 靶材可包含一濺鍍材料，該濺鍍材料包含任一適合鎘對錫 比率。舉例而言，透明導電氧化物層13〇之一濺鍍靶材可 包含一濺鍍材料，該濺鍍材料包含大於6〇重量百分比的 鎘。透明導電氧化物層130之一㈣靶材可包含一職鍍材 料，該濺鍍材料包含小於75重量百分比的鎘。舉例而言， 透明導電氧化物層130之一濺鍍靶材可包含一濺鍍材料， 該錢鑛材料包含60重量百分比至75重量百分比的錢。透明 導電氧化物層m之-減餘材可包含—⑽材料，該激 鍍材料包含65重量百分比至68重量百分比的鎘。透明導電 氧化物層13〇之-_乾材可包含—背襯f，胃背_見管可 包含任何適合的材料’該材料包含（例如）不錄鋼。該崎 157294.doc •10- 201226610 材料可連接至該背襯管以形成透明導電氧化物層之濺 鍍靶材。透明導電氧化物層130之濺鍍靶材可包含用於將 該濺鍍材料結合至該背襯管之一結合層。透明導電氧化物 層130之濺鍍靶材可經組態以用於任何適合的反應性濺鍍 製程中。 〇亥透明導電氧化物層可係—TC〇堆疊之一部分，該tco 堆豐亦可包含一障壁層及一緩衝層。可使用任何適合的技 術沈積該等TCO堆疊層，該技術包含（例如）濺鍍。一濺鍍 靶材可包含任何適合的材料。一濺鍍靶材可藉由鑄錠冶金 術製造而成。可以任—適合的形狀將—材製造為一 單個片。一濺鍍靶材可係一管。一濺鍍靶材可藉由將一材 料澆鑄成任一適合的形狀（諸如一管）製造而成。 一濺鍍靶材可自一個以上片製造而成。舉例而言，若一 濺鍍靶材包含鎘及錫濺鍍材料，則該靶材可自一個以上片 (諸如鎘片及錫片）製造而成。該等片可以任一適合的形狀 (諸如套管）製造且可以任何適合的方式或組態接合或連 接-舉例@言’錢片及錫片可焊接在一起以形成減鍵乾 材 個套：可疋位於另一套管内。氧化矽鋁障壁層之一 滅鐘把材可包含矽片及鋁片。 -濺鐘乾材可藉由粉末冶金術製造而成。可藉由加固粉 末(例如’障壁靶材之矽及鋁或者TCO靶材之鎘及錫)以形 成該I&材㈣成_㈣乾材。該粉末可在任何適合的製程 中（例如，諸如等餘壓製之麼製）且以任一適合的形狀加 固該加固可在任一適合的溫度下發生。可自包含一種以 I57294.doc 201226610 上材料粉末（例如，矽及鋁或者鎘及錫）之粉末而形成一濺 鍍靶材》—種以上粉末可以化學計量適當量存在。 濺鍍靶材（包含旋轉濺鍍靶材）可包含與一背襯材料結合 使用之一濺鍍材料。該背襯材料可包含不銹鋼。該背襯材 料可包含一背襯管。該背襯材料可包含一不銹鋼背襯管。 該管可具有任何適合的大小。舉例而言，該管可具有約5 英尺至約15英尺、約8英尺至約12英尺、約9英尺至約丨丨英 尺或約10英尺之一長度。該管可具有約4英吋至約丨之英 吋、約6英吋至約8英吋、約5英吋至約7英吋或約6英吋之 「直徑。氧化矽鋁障壁層之濺鍍靶材可包含在施加矽：紹 滅錢材料之前施加至管表面之結合層。 -濺鍍靶材可藉由毗鄰於一基座定位包含靶材材料之導 線製造而成。舉例而言，包絲材材料之導線可捲繞一基 座管。該導線可包含以化學計量適當量存在之多種材料 (例如，錫酸録TC〇層之錄及錫）。可自將不濺鍍之-材料 形成該基座管。該導線可壓製(例如，藉由等靜壓製)而 靶材可藉由將-濺鍍材料喷塗至-基座上製造 ί =鍍材料可使用任何適合的噴塗製程噴塗，該製程 噴塗及電㈣塗。該⑽材料可包含以化學計量適 2在之多種材料（例如’氧切㈣壁層之石夕及銘 材材料喷塗至其上之基座可包含一管。 ^料材可藉由將-合金溶解於酸中製造而成。該 ^何適合的材料，該材料包含（例如）錢及錫。 157294.doc •12- 201226610 溶解之金屬合金可然後結合至一不銹鋼管之外部。該管與 «亥金屬合金之間的結合可具有一大致高強度。該等濺鍍靶 材可係大致均勻的。該賤餘材可使用包含（例如）堯鑄之 各種適合的技術製造而成，淹鑄可由熔化合金、將其洗注 至-模具中及然後將其快速冷卻組成。另—選擇係，可使 用任何適合的粉末冶金術技術形成該濺餘材，粉末冶金 術可包含研磨及喷塗前體材料。 -賤鍍靶材可包含任一適合比率之材料。舉例而言，對 於包含鎘及錫之一賤鍍輕材，該賤鍍挺材可包含約60重量 百分比至75重量百分比的鎘，例如’ 65重量百分比至μ重 量百分比的鑛。該賤鐘乾材可係大致均句的。㈣鏟材料 可係大致純的，僅包含微量的各種元素，該各種元素包含 (例如)鋅、銦、_。該錢陶亦可包含少量的鋅。 _ Μ H Μ於最初_製程中。該濺跡材可包 含-濕潤層，該濕濁層可包含任何適合的材料，該材料包 含(例如)錄。-濺_可係機器繞鑄。舉例而言，一轨 喷塗靶材可係機鑄的。 I程期間，乾材與基板之間的距離可足夠大以減 小電弧作用。所物之薄層電阻可係任一適合的值。舉 例而言’所濺鑛膜之薄層電阻可大於約_歐姆/平方、大 =4曝姆/衫、大於㈣_姆/平方、小於約漏歐 姆/平方或小於約2〇〇〇歐姆/平方。 有大於約⑽歐姆/平方之一㈣透明導電氧化物層可具 可具有小於約_歐二層電二透明導電氧化物層 卞万之—溥層電阻。透明導電氧 I57294.doc 201226610 化物層可具有約200歐姆/平方至約1〇〇〇歐姆/平方之一薄層 電阻。透明導電氧化物層可具有約8〇〇歐姆/平方至約 歐姆/平方之一薄層電阻。透明導電氧化物層可具有約ι〇〇 歐姆/平方至約500歐姆/平方之一薄層電阻。可使用任何適 合的技術沈積靶材，該技術包含（例如）雙磁控濺鍍。 像障壁層120—樣，可藉由將氬氣併入至沈積環境中以 一增強速率沈積透明導電氧化物層13〇。舉例而言，可在 存在氧氣/氬氣混合物之情況下沈積透明導電氧化物層 130。可在沈積後偵測障壁層12〇及透明導電氧化物層 中之氬含量。舉例而言，障壁層12〇或透明導電氧化物層 130中之-者或兩者可以！ _至1〇，_啊（例如， 至1，〇〇〇 ppm)之一量包含氬。可在任何適合的壓強下形成 透明導電氧化物層130及其他層。舉例而 至約8毫托或約5毫托之一厂堅強沈積透明導電氧= 130 ° 透明導電氧化物層130可包含任何適合的材料，該材料 包含（例如）錫酸錄非晶質層。透明導電氧化物層13〇可具有 任-適合的厚度’該厚度包含（例如）大於約测埃、大於 約2500埃或小於約3_埃。舉例而言，透明導電氧化㈣ 130可具有約2600埃之一厚度。 一緩衝層140可形成至透明導電氧化物層130上。緩衝身 140可沈積於⑽層與-半導體窗層之間以減小在該半導 體窗層之形成期間發生不規則事物之可能性。緩衝層⑽ 可包含任何適合的材料，該材料包含(例如)一非晶質氧化 157294.doc -14· 201226610
同障壁層120及透明導電氧化物層13〇一 錫。緩衝層140可包含任何其他適合的材料 氧化辞錫、氧化辞及氧化辞鎂 '緩衝層14〇 合的厚唐，訪71 FfiP A A / L ,、. 而言，緩衝層140 :錫。緩衝層140連 起可形成透明導電 氧化物堆疊11 〇。 可使用任何適合的技術或技術組合形成包含於結構及光 伏打裝置中之層。舉例而言’可藉由低壓化學氣相沈積、 常壓化學氣相沈積、電漿增強型化學氣相沈積、熱化學氣 相沈積、DC或AC賤鍵、旋塗沈積及喷霧熱解形成該等 層。每一沈積層可具有任一適合的厚度，舉例而言，在約 1埃至約5000埃之範圍中。 TCO堆疊之沈積速率可藉由除氧氣外還將氬氣併入至沈 積室中來加快。舉例而言，可在存在氧氣/氬氣混合物之 情況下濺鏟障壁及/或TCO層以促進沈積製程。氧化矽鋁可 沈積至一玻璃基板上，該玻璃基板可包含任何適合的玻 璃，該玻璃包含（例如）鈉鈣玻璃或具有一減少之鐵含量的 任何玻璃。該玻璃可具有一或多個圓形邊緣以使基板能夠 承受高退火溫度（例如’約攝氏600度）》可具有一低粗縫度 以促進平滑硫化録沈積TCO層’藉此產生對硫化錢/蹄化锡 接合界面之更大控制。可藉由監視電池寬度來控制TCO層 157294.doc •15· 201226610 之薄層電阻。舉例而言，可包含氧化鎘錫之TCO層可在存 在氧氣/氬氣混合物之情況下沈積於氧化矽鋁上。在氧化 石夕紹及氧化鎘錫之濺鍍期間併入氬氣可以約2之一倍數增 加沈積速率。 可藉由濺鍍包含適合的濺鍍材料之各別濺鍍靶材形成障 壁層、透明導電氧化物層及/或緩衝層。舉例而言，若障 壁層包含氧化矽鋁（例如，SiA1〇x)，則濺鍍靶材可包含適 合量的石夕及銘。可在一含氧環境中濺鍍該濺鍍靶材。舉例 而言，該靶材可具有在95:5至65:35之範圍中之石夕：紹比 率。該靶材可具有在80:20至85·· 15之範圍中之矽：銘比率。 用於形成錫酸鎘透明導電氧化物層之一濺鍍靶材可包含鎘 及錫。用於形成氧化錫緩衝層之一濺鍍靶材可包含錫且可 在一含氧環境中激鍵。 參照圖3，一濺鍍系統3〇〇可包含一室316及一濺鍍靶材 346。濺鍍靶材346可包含任何適合的材料，該材料包含 (例如）大量鎘及錫。基板356可安裝於一板366上或以任何 其他適合的方式定位，基板356可包含任何適合的基板材 料，該基板材料包含（例如）一玻璃（例如，包含鈉鈣玻 璃）。任何適合的氣體可經由氣體入口 336併入至室316 中，該氣體包含（例如）氬氣、氧氣或氮氣以及任何適合的 摻雜劑氣體（例如’包含硼、鈉、氣或鋁）。 在沈積之後’透明導電氧化物堆疊11〇可經退火以形成 來自圖2之經退火堆疊210，此可導致錫酸鎘之形成。可使 用任何適合的退火製程使透明導電氧化物堆疊1丨〇退火。 157294.doc •16- 201226610 該退火可在存在經選擇以控制該退火之一態樣之—氣體 (例如’氮氣）之情況下發纟。可在任何適合的塵強（例如， 在減少壓強下、在一低真空中或在約0.01帕（10·4托）下）下 使透明導電氧化物堆疊110退火。可在任何適合的溫度或 恤度範圍下使透明導電氧化物堆疊丨丨0退火。舉例而言， 可在円於約攝氏380度、高於約攝氏400度、高於約攝氏 500度、高於約攝氏600度、或低於約攝氏800度之情況下 使透明導電氧化物堆疊110退火。舉例而言，可在約攝氏 400度至約攝氏800度或約攝氏5〇〇度至約攝氏7〇〇度之情況 下使透明導電氧化物堆411〇退火。透明導電氧化物堆疊 110可退火達任何適合的持續時間。透明導電氧化物堆疊 110可退火達大於約10分鐘、大於約20分鐘大於約Μ分 鐘或小於約40分鐘。舉例而言，透明導電氧化物堆疊11〇 可退火達約15分鐘至約20分鐘。在退火之後，經退火透明 導電氧化物堆疊210中之透明導電氧化物層可具有一已改 變薄層電阻。舉例而言’在退火之後，來自經退火透明導 電氧化物堆疊之透明導電氧化物層可具有大於約5歐姆/平 方、大於約7歐姆/平方、大於約1〇歐姆/平方、小於約^歐 姆/平方、小於約12歐姆/平方或小於約8歐姆/平方之一薄 層電阻。舉例而言，具有約2000埃之—厚度之經退火堆疊 可具有約6歐姆/平方之一薄層電阻，且具有約25〇〇埃之一 厚度之一經退火堆疊可具有約12歐姆/平方之一薄層電 阻。相應地，透明導電氧化物層在退火之後之體電阻可大 於約1·0 X 10_4歐姆公分或小於約3 χ 1〇·4歐姆公分。 157294.doc 17 201226610 經退火透明導電氧化物堆疊210可用於形成來自圖2之光 伏打裝.置20。參照圖2’ 一半導體詹200可沈積至經退火透 明導電氧化物堆疊210上《半導體層200可包含一半導體窗 層220及一半導體吸收層230»半導體窗層220可直接沈積 至經退火透明導電氧化物堆疊210上。可使用任何已知沈 積技術沈積半導體窗層220，該沈積技術包含氣相輸運沈 積。半導體吸收層230可沈積至半導體窗層22〇上。可使用 任何已知的沈積技術沈積半導體吸收層23〇，該沈積技術 包含氣相輸運沈積。半導體窗層220可包含硫化鎘層。半 導體吸收層23 0可包含蹄化鎘層。一背部觸點可沈積至 半導體層200上。背部觸點24〇可沈積至半導體吸收層23〇 上。一 #部支揮件250可形成或定位於背部觸點240上。 使用本文中所論述之方法製作之光伏打電池可併入至一 或多個光伏打模組中。舉例而言，使用前述方法製作之光 伏打電池可併入至多個子模組中，該等子模組可裝配至更 大光伏打模組中。此等模組可併入至用於發電之各種系統 中。舉例而言，一光伏打模組可包含由多個串聯連接之光
第一條）可毗鄰於該第— 包加。一第二雙面膠帶條（小於該 錯箔施加。一第二鉛馆可毗鄰於 157294.doc 201226610 S亥第二雙面膠帶條施加。該等帶及鉛箔可經定位以使得該 第一鉛箔之至少一個部分曝露、且該第二鉛箔之至少一個 部分曝露。在施加該等帶及鉛箔之後，複數個匯流排條可 沿模組之接觸區定位。該等匯流排條可以任何適合的距離 分開、彼此平行地定位。舉例而言，該複數個匯流排條可 包含定位於該第一鉛箔之一部分上之至少一個匯流排條及 定位於該第二鉛箔之一部分上之至少一個匯流排條。匯流 排條連同與其上已施加該匯流排條之鉛落之部分一起可界 疋一正或負區。可使用一輥輪以在該第一或第二鉛箔之一 區段中形成一線圈。該線圈可穿引過一隨後沈積之背部玻 璃之孔。光伏打模組可連接至其他電子組件，該其他電子 組件包含（例如）一或多個額外光伏打模組。舉例而言，該 光伏打模組可電連接至一或多個額外光伏打模組以形成一 光伏打陣列。 該等光伏打電池/模組/陣列可包含於用於發電之一系 統。舉例而言，可藉助一光束照亮一光伏打電池以產生一 光電流。可收集該光電流且將其自直流電（DC)轉換為交流 電（AC)且分配至一電力網。任何適合波長之光可被引導在 電池處以產生光電流，該光包含（例如）大於4〇〇奈米或小於 7〇〇奈米（例如，紫外光p自一個光伏打電池產生之光電流 可與自其他光伏打電池產生之光電流組合。舉例而言，該 等光伏打電池可係一光伏打陣列中之一或多個光伏打模組 之一部分’可自其利用及分配總電流。 藉由圖解及實例方式提供上文所闡述之實施例。應理 157294.doc •19- 201226610 解，上文所提供之實例可在某些態樣中改變且仍保持在申 請專利範圍之範4内。應瞭解，雖然已參^ ㈣ 例闡述了本發明’但其他實施例亦在申請 τ印寻利範圍之範疇 内0 【圖式簡單說明】 圖1係一多層基板之一示意圖。 示意圖 圖2係具有多個層之一光伏打裝置之 圖3係一濺鍍沈積室之一示意圖。 【主要元件符號說明】 20 光伏打裝置 100 基板 110 透明導電氧化物堆疊 120 障壁層 130 透明導電氧化物層 140 緩衝層 200 半導體層 210 經退火透明導電氧化物 220 半導體窗層 230 半導體吸收層 240 背部觸點 250 背部支撐件 300 濺鍍系統 316 室 336 氣體入口 157294.doc -20- 201226610 346 356 366 減:鐘挺材 基板 板 157294.doc -21

Claims (1)

  1. 201226610 七、申請專利範園： 1. 一種濺鍍靶材， 一濺鍍材料， 百分比的鎘；及 其包括： 其包括錫及約60重晋Έ·八 里里百分比至约75重量 一不錄鋼管， 形成一濺鍍靶材 其中該誠材料係連接至該不錄鋼管以 2. 长項I之濺鍍靶材，其中該濺鍍材料包括 百分比至約68重量百分比的鎘。 約65重量 3. 如請求項1之濺鍍靶材， 與背襯管之一結合層。 其進一步包括結合該濺鍍材料 4. 5. 6. 如請求項1之濺鍍靶材， 一反應性濺鍍製程中。 如請求項1之濺鍍靶材， 銦、鉛及鉍組成之群組之 如請求項1之濺鍍靶材， 百分比的錄β 其中該濺鍍靶材經組態以用於 其進一步包括選自由鎳、辞、 一材料。 其進一步包括大於約〇〇〇1重量 其進一步包括小於約1.0重量百 如請求項1之濺鍍靶材 分比的鎳。 8.種製造一濺鍍靶材之方法，該方法包括： ;成乙括鎘及錫之-濺鍍材料，其中該濺鍍材料包括 約6〇重量百分比至約75重量百分比的鎘；及 ::該賤鍍材料附著至—背襯管以形成一錢鍍靶材。 9·如β求項8之方法’其中將該錢材料附著至—背概管 以形成-濺鍍乾材之該步驟包括一熱噴塗成型製程。 157294.doc 201226610 I 〇.如請求項8之方法，其中將該濺鍍材料附著至一背襯管 以形成一濺鍍靶材之該步驟包括一電漿喷塗成型製程。 II ·如凊求項8之方法，其中將該濺鍍材料附著至一背襯管 以形成一濺鍍靶材之該步驟包括一粉末冶金術製程。 12. 如請求項丨丨之方法，其中該粉末冶金術製程包括一熱壓 製程。 13. 如請求項丨丨之方法，其中該粉末冶金術製程包括一等靜 壓製程》 14. 如請求項8之方法，其中將該濺鍍材料附著至一背襯管 以形成一濺鍍靶材之該步驟包括一流動成型製程。 15. 如請求項8之方法，其中將該濺鍍材料附著至該背襯管 之》亥步驟包括藉助一結合層將該賤鑛材料結合至該背襯 管。 16. —種多層結構，其包括： 一基板； 一障壁層’其包括毗鄰於該基板之氧化矽鋁； 透明導電氧化物層，其包括B比鄰於該障壁層之錫酸 録，及 一緩衝層’其包括毗鄰於該透明導電氧化物層之氧化 錫。 17_如請求項16之結構’其中該透明導電氧化物層進一步包 括選自由鎳、鋅、銦、鉛及鉍組成之群組之一材料。 18·如请求項16之結構’其進一步包括大於約〇.〇〇1重量百分 比的鎳。 157294.doc 201226610 19. 如請求項16之結構，其進一纟包括小於w 〇重量百分比 的鎳。 20. 如請求項16之，结構，#中該透明導電氧化物層具有大於 約100歐姆/平方之一薄層電阻。 21. 如請求項16之、结構，其中該透明導電氧化物層具有小於 約1500歐姆/平方之一薄層電阻。 22. 如請求項16之結構，其中該透明導電氧化物層包括具有 大於約5歐姆/平方之一薄層電阻之一退火層。 23. 如請求項16之結構，其中該透明導電氧化物層包括具有 小於約15歐姆/平方之一薄層電阻之一退火層。 24. —種光伏打裝置，其包括： 一基板； 一障壁層’其包括毗鄰於該基板之氧化石夕紹； 一透明導電氧化物層，其包括Β比鄰於該障壁層之錫酸 鑛， 一緩衝層，其包括毗鄰於該透明導電氧化物層之氧化 錫； 一半導體窗層，其®比鄰於該緩衝層； 一半導體吸收層，其毗鄰於該半導體窗層；及 一背部觸點，其毗鄰於該半導體吸收層。 25. 如請求項24之光伏打裝置’其中該透明導電氧化物層進 一步包括選自由鎖、鋅、钢、錯及叙組成之群組之—材 料。 26. 如請求項24之光伏打裝置，其進一步包括大於約〇.〇〇1重 157294.doc 201226610 量百分比的錄。 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 其進—步包括小於約1.0重量 如請求項24之光伏打震置 百分比的錦。 如請求項24之先伏打裝置，1 有大於約—平方之-薄層電:且透明導電氧化物層具 如請求項24之光伏打裝置， 冉甲该透明導雷負化物層且 有小於約1500歐姆/平方之^ 罨氧物層” 丁乃之—溥層電阻。 如請求項24之光伏打裝置，立 八中》亥透明導電氧化物層包 括具有大於約5歐姆/平方 符臂電阻之一退火層。 如請求項24之光伏打裝置，其中 具中該透明導電氧化物層包 括具有小於約15歐姆/平方之一薄 ^ 浔增電阻之—退火層。 如請求項24之光伏打裝置，立；隹 教置其進一步包括毗鄰於該背部 觸點之一背部支撐件。 如請求項24之錢打裝置，其中該半導體窗層包括硫化 鑛且該半導體吸收層包括碲化録。 一種光伏打模組，其包括： 複數個光伏打電池，其等毗鄰於—基板；及 一背部覆蓋物，其毗鄰於該複數個光伏打電池，該複 數個光伏打電池中之每一者包括： 一障壁層’其包括毗鄰於該基板之氧化矽鋁； 一透明導電氧化物層，其包括^比鄰於該障壁層之錫 一緩衝層’其包括毗鄰於該透明導電氧化物層 化錫； 157294.doc 201226610 一半導體窗層，其毗鄰於該緩衝層； 一半導體吸收層，其毗鄰於該半導體窗層；及 一背部觸點，其B比鄰於該半導體吸收詹。 35.如請求項34之光伏打模組，其進一步包括： 一第一膠帶條，其具有沿該等背部觸點分佈之一長 度，該第一膠帶條包括一前表面及—背表面，每一表面 含有一黏合劑； 一第一鉛箔’其沿該第一膠帶條之長度分佈； 一第二膠帶條，其具有沿該第一膠帶條之長度分佈且 在該第一膠帶條之端點之間之短於該第一膠帶條之長度 的一長度，其中該第二膠帶條包括一前表面及背表面’ 母一者含有一黏合劑； 第二敍鶴，其具有沿該第二膠帶條之長度分佈 於該第二膠帶條之長度的一長度；及 複數個平行匯流排條，其等毗鄰且垂直於該第一膠帶 條及該第二膠帶條定位，其中該複數個平行匯流排條中 之每一者接觸該第-或第二鉛落中之一者。 36:請求項34之光伏打模組，其進-步包括第-子模組及 第一子模組，其中兮哲 、βχ第一子模組包括該複數個串聯連接 之无伏打電池巾» 之兩個或兩個以上電池，且該 組包括該複數個串跔、“… 且-亥第一子模 個以上電池，其中 之另兩個或兩 /、 第一子模組及該第二子;^ 共用電池並聯連接。 子模組透過一 3 7. —種用於發電之古 电之方法’該方法包括： 157294.doc 201226610 藉助一光束照亮一光伏打電池以產生一光電流；及 收集該所產生之光電流’其中該光伏打電池包括： 一基板； 一障壁層’其包括毗鄰於該基板之氧化矽鋁； 一透明導電氧化物層’其包括毗鄰於該障壁層之錫 酸錢； —緩衝層’其包括毗鄰於該透明導電氧化物層之氧 化錫； 半導體窗層，其B比鄰於該緩衝層； 半導體吸收層’其毗鄰於該半導體窗層；及 —背部觸點，其毗鄰於該半導體吸收層。 38. 39. 40. 41. 42. 43. 月求項37之方法，其中該光束包括大於約400奈米之 一波長。 如"月求項37之方法，其中該光束包括小於約700奈米之 一波長》 如知求項37之方法， 如請求項37之方法， 如請求項37之方法， 如請求項37之方法， 為A C 〇 其中該光束包括紫外光。 其中該光束包括藍色光。 其令該光束包括白色光。 其進一步包括將該光電流自DC轉換 157294.doc
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