本质上半透明的太阳能电池及其制造方法
【专利摘要】本发明描述了本质上半透明的光伏电池和组件及其制造方法。制造的关键步骤包括在适当的条件下使用磁控溅射，超薄半导体吸收物层的淀积，以及透明背接触的制造。
【专利说明】本质上半透明的太阳能电池及其制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求提交于2011年3月15日的美国临时专利申请序列号61/465，155的权益。
【技术领域】
[0003]本发明总体上涉及光电池及其详细层结构。更具体地，本发明涉及本质上半透明的薄膜PV电池的结构以及制造此类器件的方法，包括透射光颜色或者光谱的控制以及反射光颜色或者光谱的控制。
【背景技术】
[0004]大多数的光电器件或者太阳能电池是完全不透明的，从而使得入射到电池上的所有光基本上都被电池或者组件吸收。最大化光吸收将使得太阳能电池产生的电力最大化。然而，在某些应用中，期望在允许某些光通过器件的布置(诸如窗户、天窗或者顶棚)中使用PV器件。存在多种这样的组件结构，其中，已经通过间隔开电池以使得光在组件(例如，晶硅组件)中的个体电池之间通过而获得某些光透射。也存在其他结构，这样的结构使用已经(诸如通过激光划片或者化学刻蚀)去除了某些PV涂层的薄膜PV。这些解决方案具有显著的缺点，即产生空间上不均匀的光透射，这通常是不期望的。
[0005]存在某些其他的薄膜PV材料，其在没有这种电池的间隔或者选择性去除的情况下提供部分光透射。这些是有机PV (小分子或聚合物)以及染料敏化太阳能电池(DSSC)，其具有相对较窄的在某些光谱区吸收较强并且在其他光谱区吸收较弱的吸收带。这产生了高度着色的光透射以及较低的PV效率，因为仅吸收可见光谱的窄带。
【发明内容】
[0006]本发明总体上涉及PV电池及其制造方法。更特别地，本发明涉及这样的PV电池，该PV电池具有足够薄但是均匀的没有针孔的吸收物层从而使得其半透明，但是仍然与太阳能电池或者组件同样地高效。本发明还指出了与优选实施方式完善配合的适当的透明背接触。最后，本发明还公开了制造这种半透明PV器件的方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明的薄膜太阳能电池的层结构的侧面立体图。
[0008]图2a是在适于超薄PV的条件下淀积的CdTe溅射的SEM显微照相截面图。
[0009]图2b是在不适于超薄PV的条件下淀积的CdTe溅射的SEM显微照相截面图。
[0010]图3是具有等离子体的磁控溅射淀积室的侧视图。
[0011]图4是示出通过磁控溅射成长的超薄CdTe太阳能电池的性能的电流密度对比电压曲线的示图。
[0012]图5是示出超薄CdTe太阳能电池的性能参数的表,性能参数包括开路电压(Voc)、短路电流(Jsc)、填充因子和针对气团1.5全局的效率(Eff )。
[0013]图6是原型单片集成PV组件的正面照片。
[0014]图7a是使用激光划线以便最小化死角并且维持清洁的可视外观的单片互连方案的部分侧视图。
[0015]图7b是使用具有Pl划线的绝缘墨水回填的激光划线的单片互连方案的部分侧视图。
[0016]图8是示出对于纽约市中部署的IkW阵列产生的月度和年度AC能量的示图。顶部曲线是三个阵列的总和。数据来源于PV WattSo
[0017]图9a是本发明的背接触层的截面图。
[0018]图9b是背接触层的另一特征的截面图。
【具体实施方式】
[0019]本发明使用无机半导体，诸如CdTe，其具有非常宽的吸收谱，例如，跨越整个可见光谱。在本发明中，通过使半导体层变薄到足以实现部分透明并且针对也是透明的前电极和背电极使用特殊生长的结构来实现透明。这是首次使用无机材料成功地开发出高效的此类结构。此处描述了此类结构的制造方法。结合以下描述，参考附图，本发明的特征将更加
易于理解。
[0020]为了使得太阳能电池固有地透射某些入射到其上的光同时使用大部分光在太阳能电池中产生电流和电压，有必要制造厚度为吸收长度(I/吸收系数)量级的极其薄的层。对于碲化镉(CdTe)的情况，这需要大约IOOnm到大约750nm的厚度，优选地，大约250nm到大约500nm的厚度。另外，本发明中也可以使用CdTe的合金，诸如CdZnTe。对于硫化镉(CdS)的情况，该层的厚度可以是从大约30nm到大约120nm。通过多数方法难以制造没有针孔的这种薄层。例如，通常用于CdTe层淀积的近距离升华(CSS)和汽相输运淀积(VTD)显示了大密度的小空隙空间或者针孔，由此，当厚度小于大约1500nm时，这些非均匀性会导致太阳能电池的严重分流，这对于薄层而言将变得更加严重。在面积向着I平方米或更大的大PV组件增加时，这些分流问题会积累。由此，能够淀积具有极其低的针孔密度和其他非均匀质的半导体层是非常重要的。在本发明中，示出了如何通过仔细地选择磁控溅射淀积参数而实现这个目的。
[0021]实现透明薄膜PV结构的另一个非常关键的问题是电池或者组件的所有其他层必须也是透明的。这包括在多数电池和组件中使用的透明导体或者透明导电氧化物(TC0)。其还包括也在多种薄膜电池和组件中使用的高电阻率透明(HRT)层。HRT层可以位于TCO与半导体之间。HRT或者其他缓冲区还可以位于半导体和背接触或者背导电电极层(BC)之间。HRT或者缓冲区层可以用于减少任何针孔或者弱二极管对太阳能电池的性能的影响。HRT或者缓冲区层还可以用于调节能带排列，以帮助电子和空穴跨太阳能电池的层之间的界面传送。但是显著地，还可以包括在距离太阳最远的电池或者组件的远端上的透明背接触。此处描述了用于优选实施方式即半透明CdS/CdTe太阳能电池和组件的此类透明背接触(BC)所需的制造过程。
[0022]现在参考附图，图1示出了薄膜CdTe太阳能电池的结构。其具有先前提到的Compaan和Gupta的美国专利7，141，863中所示的所有层,但是另外示出了如本文献中已经讨论的HRT层。特别地，通过引用将美国专利7，141，863的教导并入到本申请中。特别地，通过引用将美国专利6，852，614和5，393，675的教导并入本申请中。公开了将产生用于半导体层的适当的材料质量(主要是可以优化超薄太阳能电池的性能的吸收物层)的溅射淀积过程所需的条件。“超薄”是指某些可见光可以穿透该层的半导体的厚度。在CdTe的情况下，这需要大约750nm或者更小。适当的厚度限制将取决于应用的细节和吸收物半导体的吸收系数。例如，三元化合物半导体CIGS (铜铟镓联硒化物)可能需要小于200nm的厚度，因为在可见光谱范围其吸收系数显著地高于CdTe。
[0023]为了获得高性能的具有超薄吸收物层的太阳能电池/组件，需要淀积基本上没有针孔或者空隙的非常致密的膜。这对于传统的淀积方法(诸如汽相输运淀积和近距离升华或者真空蒸发)提出了严重的限制。在适当条件下执行时，磁控溅射淀积可以提供这种高质量的致密膜。一个示例在图2a中提出，图2a示出了溅射淀积膜的3度斜面角度横截面电子显微照片。通过利用聚集离子束(FIB)的低入射表面研磨而制备样本。这是可以利用溅射淀积实现的材料质量的示例。即使在磁控溅射的情况下，在完成完全的电池或者组件处理之后，某些淀积条件也不适用于实现用于超薄吸收物的适当材料质量。不可接受的超薄吸收物的示例在图2b中示出。
[0024]可以对溅射淀积过程进行优化，以提供特别适用于在适度弯曲的表面(诸如用于汽车天窗的表面)上淀积非常均匀的涂层的淀积条件。这将在下文进行解释。
[0025]Compaan等人的早期工作说明/要求保护在适当条件(气压、rf或者dc功率、衬底加热)下执行磁控溅射时允许适用于具有在相对较低温度下保持的衬底的高效薄膜太阳能电池的高性能涂覆。例如，与热蒸镀、近距离升华或者汽相输运淀积的温度(550°C到600°C)相比，溅射可以在?250°C下进行。在实践中已经发现，溅射过程可以在大约150°C到大约350°C下进行，优选的应用是小于250°C。较低温度的淀积是可能的，因为在溅射期间，附加的动能从高能原子和离子进入到成长表面。与单独的热活化，也即，没有溅射等离子体辅助的情况相比，这具有增加表面吸附原子迁移率的效果。进入的原子(氩溅射气体原子或者溅射原子，诸如Cd、Te或者S)的额外动能有助于增强生长界面上的原子的迁移率，以使得原子能够找到最低能量位置，其通常是最佳的结晶位置。
[0026]溅射气体压力在确定在到达生长界面之前从目标溅射的原子将经历多少碰撞时是重要的。对于RF溅射，溅射原子具有从几电子伏(eV)到几十eV的初始动能。通过碰撞去除一些这种初始动能对于避免损坏生长的半导体膜是重要的。碰撞之间的平均自由程(mfp)由分子运动论给出，分子运动论示出了，对于100°C的气体温度和10毫托(mTorr)的氩气压，mfp是大约2cm。已发现，用于溅射CdTe的超薄层的最优压力在这样的范围中，其中在到达膜生长界面之前具有I到3次碰撞。对于距离溅射目标IOcm的衬底，当气体动力学温度是大约100°C时，5mTon.的压力给出大约2-3次碰撞。(较大的目标到衬底距离对于最优膜生长而言将需要较低的气压，反之亦然)。较高的压力将溅射原子动能减少得过多，减少离开衬底的散射原子，并且降低淀积率。较低的压力产生生长膜的过多离子轰击，这对于CdTe和相关的吸收物材料而言是不期望的。对于半导体结的材料，尤其是CdTe，需要最低可能的缺陷密度和空隙密度。最佳地，利用在3-50mTorr范围内的Ar溅射气压来获得这些，优选地，为5-15mTorr的范围内的Ar溅射气压。Ar气纯度是重要的，并且利用99.999%纯氩来获得最佳的结果。[0027]如果生长表面处的原子的动能仅是由于衬底的温度，则通常在最高可能温度时获得最佳膜特性，在最高可能温度时，吸附原子具有最高迁移率。这通常通过玻璃的软化点来限制，或者对于纳钙玻璃是大约600°C。更高的温度可以与硼硅玻璃和具有较高熔点的其他玻璃配方一起使用。部分原因是多数记录效率Cds/CdTe电池已经使用了这些特殊的玻璃成分。
[0028]当在高温下进行生长时，膜生长速率是在从源的进入生长通量与从膜的反向升华率之间的微妙平衡。从膜的升华率与衬底温度的倒数成指数关系:
[0029]升华率=常数X T1/2exp (-Ea/kT)，其中，Ea是升华的激活能量。
[0030]因此，温度的小变化(对于弯曲衬底是很可能的)将产生升华率的大变化，并且从而产生净生长率的大变化。由于溅射生长可以在较低的衬底温度下进行，所以由于衬底温度的小变化而造成的跨衬底的升华率的这一变化是一个很小的问题。结果是，溅射淀积促使生成跨越着整个衬底(即使是弯曲衬底并且具有某些温度变化)的更加均匀的膜。
[0031]包括CdTe基组件的传统薄膜PV对于膜厚度的变化不是非常敏感，因为电池性能仅是弱依赖于CdS或者CdTe厚度。然而，对于半透明的超薄CdTe组件，光透射对于会发生显著的光透射的750nm以下范围的CdTe的厚度是非常敏感的。因此，透明PV应用能够以极度的精确来控制层厚度是非常重要的。
[0032]本申请所要求保护的磁控溅射淀积提供所需的厚度控制，其即使在弯曲表面上也可以产生非常均匀的膜。控制足以避免光透射通过弯曲玻璃片(例如，汽车天窗)的不同区域时的明显变化。
[0033]应当认识到，淀积过程必须实现适当的半导体中的掺杂度、完善的成分控制、高质量颗粒结构以及良好的晶界钝化，以便产生高效器件。通过在先前描述的适当条件下溅射来满足这些要求。
[0034]图3示出了淀积室I中的通常溅射过程的结构。溅射目标5与其上生长膜的衬底7之间的等离子体3在生长过程中是非常重要的。在等离子体与衬底之间存在具有电势差的“衬底鞘”9。等离子体电势相对于衬底必须是适当的正的，以使得发生生长界面的低能正离子轰击。该离子和某些电子轰击在适用于超薄半透明PV的致密和均匀的吸收物层的生长中发挥重要作用。
[0035]小CdS/CdTe太阳能电池在吸收物厚度范围上的性能在图4中示出。完全的J-V曲线在图4中给出，并且通常的电池性能参数在图5中示出，图5包括开路电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、填充因子(FF)和效率。这些数据展示了在适当条件下的溅射过程的可行性。数据显示了超薄CdTe层的性能的证明。
[0036]太阳能电池10的结构参考图1，现在请参照太阳能电池或者组件的最终层。在图1所示的本发明的实施方式中，器件在覆盖物配置中示出，这意味着在淀积期间使用的衬底材料变为顶(覆盖物)窗，并且从衬底层12开始按顺序淀积各个层。在其他配置中，在淀积期间使用的衬底材料变为底层，并且从该衬底材料开始按顺序淀积各个层。因此，出于本发明的目的，术语“衬底层”意思是衬底或者覆盖物。
[0037]在本发明的优选实施方式中，透明电极层14是包括以下的组中的任意一个或多个:氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、氧化镉(CdO)、氧化锡掺杂氟(Sn02:F)、氧化铟掺杂锡(In203:Sn)、氧化镓(Ga2O3)和前述的组合，以及包括金属电介质层的其他已知的组合透明导电涂层。最优选地，透明电极层14是ZnO。也优选地，透明电极层14(ZnO、ZnS或者CdO)掺杂有III族元素，用以形成η型半导体层。最优选地，透明电极层14是掺杂铝的ZnO或者掺杂氟的SnO。层18是高电阻率透明(HRT)层，其可以是对于层14指定的族中的任意一个，但是不掺杂，以使得电阻率较高。优选地，该HRT层是ZnO或者SnO2,厚度是大约25nm到大约200nm ;最优选地,厚度是大约50nm到大约lOOnm。
[0038]一起形成有源半导体结30的两个主要半导体层中的第一个是η型半导体层20。在本发明的优选实施方式中，该η型半导体层20是硫化镉(CdS)。第二主要半导体层是P型半导体22，其优选地是碲化镉(CdTe)或者CdTe的合金。本领域技术人员可以理解，多种其他的半导体层可以用于这两个主要半导体层中的任一个。可以理解，结合本发明，η型半导体层和P型半导体层之间可以布置本征半导体层(未示出)。
[0039]背缓冲区材料的可选层表示为24。通常，该层可以是重掺杂有铜的CdTe或者通过CdTe的化学刻蚀而形成的碲的层，或者掺杂有Cu的ZnTe的层，或者掺杂有Cu和N的ZnTe。背缓冲区层24用于提供P型半导体层22与背导电电极层26之间的界面，其是光伏电池10的两个欧姆接触或者电极中的第二个。导电背电极层26包含导电气引线28，用于传导通过电路的电流(未示出)。通常，导电电极层由以下材料制成:镍、钛、铬、铝、金或某些其他导电材料。可选地，附加的碲化锌保护或缓冲区层24 (未示出)可以位于背接触层26与碲化镉半导体层22之间，用以帮助空穴(正电荷载流子)从碲化镉层传送到背电极层，并且用以保护碲化镉层避免由于迁移而带来的外部污染。而且，可以理解，背缓冲区材料的层24和背电极层26有时可以组合为单个层(未示出)。为了在单个接触层中解决两个功能，单层将必须具有与背电极层26基本上等效的导电率，并且也必须能够产生向CdTe半导体层的良好过渡。
[0040]光伏电池10包括衬底层12，其优选地是玻璃衬底12。诸如聚酰亚胺的其他透明材料可以用于玻璃衬底12。诸如透明电极层14的透明导电材料的层涂覆于玻璃层12。透明电极层14形成用于光伏电池10的两个欧姆接触或者电极中的一个，并且包含导电气引线16，其用于将电流传导通过电路(未示出)。透明电极层有时也被称为透明导电氧化物，但是用于该目的的某些有用材料不是氧化物。
[0041]该背接触(BC) 26需要具有背接触到CdTe所需的适当的电子特性，并且其必须是透明的。在所需的电子性质之中，工作功能必须与CdTe层22的电子亲和能良好匹配，以使得正电荷载流子(空穴)可以容易地流入到BC中。图6和图9中所示的原型窗户单元中优选的BC的实施方式是非常薄的Cu层92和薄的Au层94，之后是诸如ZnO: Al或者银锡氧化物(ITO)的透明导体95的淀积。这些层的厚度优选的范围是:对于Cu:0.2nm到3nm ;对于Au:3nm到30nm ;并且对于透明导电氧化物(例如，AZO或者IT0):500到1500nm。该最终BC层最优先地应当对厚度进行调节，以使得光干涉作用导致对于产生电能最有效率的光波长反射回CdTe。例如，这包括具有很小的眼睛敏感度或者没有眼睛敏感度的近红外区域，粗略地在大约600nm到850nm的范围中。并且应当优选地还进行厚度调节，以使得眼睛的更敏感范围中的光应当具有来自背接触的最小反射，例如，从450nm到600nm。可以对所有层的厚度的调节应用类似的考虑。目标是最大化在CdTe电池的最敏感发电范围中的光的吸收，并且另外最大化眼睛可见的光的透射。厚度调节还可以用于帮助均衡透射光的颜色中性。
[0042]图9b中优选的BC的实施方式是一个或多个薄金属102和电介质104的层对110，电介质104诸如Ag/Si02或者Ag/Si02/Ag/Si02。可以使用其他金属，诸如Au、N1、Cu、Al，并且可以使用其他电介质，诸如Ti02、Sn02、MgO和ZnO。将对层厚度进行调节以产生从大约450nm到大约600nm的良好的光透射，以及大于大约600nm的波长的高反射。大约600nm到850nm的区域中的高反射对应于CdS/CdTe太阳能电池的高量子效率的区域，这样将该透射光反射回到电池结构中将增强电池效率，但是将难以影响人眼对PV窗的透明度的感知。厚度调节可以用于帮助改变从透射到高反射的过渡，例如，通过在大约550nm到大约600nm的区域中反射较多红色或者黄色光来平衡透射光颜色中性。
[0043]单片集成是制造适用于窗户应用30的大面积组件32的重要部分。图6的示意示出了垂直线33，其是三划线互连，在这种情况下，为13个电池带35提供单片串联。这将电池集成到组件中，该组件的电压是单个电池电压的13倍，并且电流与单个电池电流相同。对于三划线互连的结构的两个选项在图7a和图7b中示出。在7a的情况下，在薄膜淀积过程期间，划线46、48、50是顺序地进行的。在CdS和CdTe的淀积之前，Pl划线46发生。之后并且在背接触之前，P2划线48发生。在背接触之后，P3划线50发生。在7b的情况下，在CdS和CdTe的淀积之后进行划线P178和划线P280，在BC之前向Pl划线78添加绝缘回填49。在BC之后进行P3划线82。划线互连的第三选项是在淀积BC之后进行全部三个划线。在这种情况下，必须利用绝缘材料对Pl进行回填，并且利用导电材料对P2进行填充，导电材料也覆盖Pl绝缘材料47以提供多达P3划线的电气连接。应当注意，可以沿着组件的长维度或者沿着组件的短维度进行划线构图，并且电池的宽度被调节为提供最适于任何特定应用的电压输出。
[0044]如图6所示，电池组31可以连接至窗户30或者用于此类PV组件的其他适当应用中的PV组件32。线37将电池组31连接至组件32。电池组提供PV组件所产生的DC电压的本地存储。电气引线38从电池组延伸以允许存储的DC电压能够被DC器件使用。
[0045]图8中示出，当在建筑物中实现时，这样的半透明器件的潜在性能。这些模型数据显示了垂直定位的窗户可以为多数位置提供大量发电量，此处针对纽约市示出。向南的窗户是最佳的，但是向东和向西的窗户也提供完善的发电，并且即使向北的窗户也输送屋顶阵列的能量的25%。
[0046]优选实施方式的附加特征包括涉及利用CdC12的蒸汽的热处理来激活的过程步骤。其还可以包括用于使用负型光刻胶或者其他过程的已知步骤来进行的分流钝化和阻止偶然出现的针孔的适当的过程。该钝化步骤优选地在激活步骤之后并且在背接触的应用之前进行。其还可以包括在CdTe与BC之间并入高电阻率缓冲区层。
[0047]对于用作窗户PV发电设备，可以期望在每个窗户或者组件上包括积分微逆变器，以便从PV窗户向外提供AC功率，该PV窗户适于集成到家庭或者商业电力系统中，对于美国通常是IlOV或者220V。该AC功率输出可以支持建筑物中的“即插即用”安装。
[0048]出于说明性的目的给出了本发明的以上详细描述。对于本领域技术人员易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下可以做出多种改变和修改。因此，以上描述的全部应当解释为是示意性的而非限制性的，本发明的范围仅由所附权利要求限定。
【权利要求】
1.一种薄膜光伏(PV)电池，该薄膜PV电池是本质上半透明的，其产生太阳能电力并且透射可见光，包括: 透明衬底或者覆盖物层，诸如玻璃或者诸如聚酰胺的聚合物； 透明导电层，诸如透明导电氧化物； 具有n-p结或者n-1-p结的半导体结构，其吸收宽范围的光波长，并且产生电流和电压；以及 基本上透明的背接触(BC)结构其透射可见光并且传导电流。
2.根据权利要求1所述的PV电池，其中，所述BC结构具有将特定波长的光最优地反射回半导体中并且最优地透射通过器件的其他波长的厚度和成分。
3.根据权利要求1所述的PV电池，其中，界面缓冲区层位于TCO与所述半导体之间和/或位于所述半导体与所述BC之间，这些层被选择用于减少任何针孔或者弱二极管对所述电池或者组件性能的影响，并且用于调节能带排列，以帮助电子和空穴跨界面传送。
4.根据权利要求2所述的PV电池，其中，所述BC包括非常薄的铜层、薄的金层、铜合金层、金合金层及其组合的层，这些层是透明的。
5.根据权利要求4所述的PV电池，其中，所述BC包括透明导电层，诸如TC0。
6.根据权利要求4所述的PV电池，其中，铜的厚度是大约0.2nm到大约3.0nm,并且金的厚度是大约3nm到大约30nm。
7.根据权利要求4所述的PV电池，其中，所述BC包括选自银、镍、铝和钛的层。
8.根据权利要求1所述的PV电池，其中，所述半导体是CdS、CdTe以及CdTe的合金，诸如 CdZnTe。`
9.根据权利要求1所述的PV电池，其中，所述背接触包括一个或多个金属和电介质层，用于产生透明导电层，其中金属可以是Ag，并且电介质可以是Si02。
10.根据权利要求9所述的PV电池，其中，基于银的透明层具有大约3nm到大约30nm的厚度。
11.根据权利要求1所述的PV电池，其中，所述PV电池的结构合并单片集成，以便将基本上相同面积的个体电池带连接到串行集成中，以使得个体电池的输出电压增加。
12.根据权利要求11所述的PV电池，其中，并入了逆变器，以提供AC电压处的功率输出，所述逆变器可以在所述PV电池上，或者另外并入到窗户、天窗、顶棚或者并入了所述PV电池的其他结构中。
13.根据权利要求11所述的PV电池，其中，电池组离网地连接至所述PV电池，以提供所述PV电池所生成的DC电压的本地存储，来自所述电池组的DC电压可由DC供电设备使用。
14.根据权利要求11所述的PV电池，其中，提供了玻璃的第二窗格和密封机制，以便将所述PV电池形成到绝缘窗户单元(I⑶)中。
15.根据权利要求11所述的PV电池，其中，柔性聚合物用作衬底/覆盖物，该柔性聚合物并入了适当的封装以保持柔性和透明，并且仍然提供防止潮湿和氧气的保护。
16.一种制造薄膜光伏电池的方法，所述薄膜光伏电池是本质上半透明的，其产生电力并且透射可见光，所述方法包括: 提供透明衬底；在避免电极层的大幅降级的处理条件下，将具有η型层和P型层的有源多晶半导体结淀积到所述透明衬底上，其中，所述η型层和所述P型层的淀积利用溅射过程实现；所述P型层具有小于750nm的厚度；以及 涂覆半透明背电极层，以形成二极管结构。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述溅射过程在大约150°C到大约350°C的温度范围内实现。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述溅射过程在小于250°C的温度下实现。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，通过溅射过程向多晶层涂覆背接触层。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述半透明背电极层可以包括具有适当掺杂元素的一种或多种透明导电材料。
21.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述透明衬底上淀积选自以下组的任何一个或多个的透明电极层:ZnO、ZnS、CdO, SnO2和Ιη203。
22.根据权利要求16所述的方法，其中，所述透明电极层和/或所述半透明背电极层可以包括透明多层超薄金属涂层，诸如导电的Ag、Au、Cu、Al、Ni。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，在所述透明电极层上淀积选自以下组的任何一个或多个的非常薄的高电阻率透明(HRT)层:ZnO、ZnS、CdO, SnO2和Ιη203。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述HRT层可以包括没有刻意掺杂的、高电阻并且光学上透明的材料。
25.根据权利要求16所述的方法，其中，向所述背电极层涂覆高电阻率界面层，优选地是HRT层，所述HRT层是P型的，诸如ZnTe，可选地具有小掺杂密度的N或者Cu。
26.根据权利要求16所述的方法,其中，在大约3mTorr到大约50mTorr范围的派射气压以及大约15cm到大约5cm的溅射距离下执行溅射过程。
27.根据权利要求25所述的方法，其中，所述溅射气压优选地在大约5mT0rr到大约15mTorr的范围内。
【文档编号】H01L31/00GK103563088SQ201280023564
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年3月15日 优先权日:2011年3月15日
【发明者】维克多·V·普洛特尼科夫, 查德·W·卡特, 约翰·M·斯塔彦丘, 艾尔文·D·卡姆帕恩 申请人:迅力光能26有限责任公司