用于处理半导体组件的方法
【专利摘要】呈现用于处理半导体组件的方法。该方法包括在大于大约10托的压强在非氧化气氛中热处理半导体组件。该半导体组件包括设置在支撑物上的半导体层，并且该半导体层包括镉和硫。
【专利说明】用于处理半导体组件的方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及处理半导体组件的方法。更特定地，本发明涉及处理包括镉和硫的半导体层的方法。
【背景技术】
[0002]薄膜太阳能电池或光伏器件典型地包括多个设置在透明衬底上的半导体层，其中一层充当窗口层，并且第二层充当吸收体层。该窗口层允许太阳辐射穿透到该吸收体层，其中光能被转换成可用的电能。窗口层结合吸收体层进一步起到形成异质结(p-n结)的作用。窗口层可取地足够薄并且具有足够宽的带隙(2.4eV或以上)使最大可用光透射直至吸收体层。基于碲化镉/硫化镉(CdTe/CdS)和硒化铜铟镓/硫化镉(CIGS/CdS)异质结的光伏电池是薄膜太阳能电池的示例，其中CdS起到窗口层的作用。
[0003]然而，薄膜光伏器件可由于窗口层中光子的损失和/或p-n结处差的电荷收集而遭受性能降低。从而，通过提高窗口层质量来增加窗口层的光透射和/或提高结性能，这可是可取的。
【发明内容】
[0004]包括本发明的实施例来满足这些和其他需要。一个实施例是方法。该方法包括在大于大约10托的压强在非氧化气氛中热处理半导体组件。该半导体器件包括设置在支撑物上的半导体层，并且该半导体层包括镉和硫。
[0005]一个实施例是方法。该方法包括通过物理气相沉积在支撑物上设置透明层来形成半导体组件，其中该半导体层包括镉和硫。该方法进一步包括在大于大约10托的压强在非氧化气氛中热处理半导体组件。
[0006]一个实施例是方法。该方法包括将透明层设置在支撑物上并且通过溅射将半导体层设置在该透明层上来形成半导体组件，其中该半导体层包括镉和硫。该方法进一步包括在约500摄氏度至约700摄氏度的范围内的温度并且在大于大约10托的压强在非氧化气氛中热处理半导体组件。该方法进一步包括将吸收体层设置在半导体层上，以及将背接触层设置在吸收体层上。
[0007]根据本公开的实施例，提供一种方法，包括:在大于大约10托的压强在非氧化气氛中热处理半导体组件，其中所述半导体组件包括设置在支撑物上的半导体层，并且其中所述半导体层包括镉和硫。
[0008]根据一个示例，在大于大约100托的压强进行所述热处理。
[0009]根据一个示例，在大约50托至大约IOAtm的范围内的压强进行所述热处理。
[0010]根据一个示例，热处理所述半导体组件包括在大约500摄氏度至大约700摄氏度的范围内的温度加热所述半导体组件。
[0011]根据一个示例，持续大约2分钟至大约40分钟的范围内的时段进行所述热处理。
[0012]根据一个示例，所述非氧化气氛包括惰性气体。[0013]根据一个示例，所述非氧化气氛包括氮气、氩气或其组合。
[0014]根据一个示例，用包括镉、硫或其组合的过压气相进行所述热处理。
[0015]根据一个示例，方法进一步包括通过物理气相沉积将所述半导体层设置在所述支撑物上来形成所述半导体组件。
[0016]根据一个示例，方法进一步包括通过溅射将所述半导体层设置在所述支撑物上来形成所述半导体组件。
[0017]根据一个示例，所述半导体层包括硫化镉、含氧硫化镉或其组合。
[0018]根据一个示例，所述半导体层包括含氧硫化镉，其具有在大约I重量百分比至大约15重量百分比的范围内的氧含量。
[0019]根据一个示例，所述半导体组件进一步包括插入所述支撑物与所述半导体层之间的透明层。
[0020]根据一个示例，所述透明层包括氧化镉锡、氧化铟锡、氧化锌锡、掺氟氧化锡、掺铟氧化镉、掺铝氧化锌、氧化铟锌或其组合。
[0021]根据一个示例，方法进一步包括设置在所述透明层上的缓冲层。
[0022]根据一个示例，所述缓冲层包括二氧化锡、氧化锌锡、氧化锌、氧化铟、锡酸锌、氧化镉镁、氧化镓或其组合。
[0023]根据一个示例，所述半导体组件进一步包括设置在所述支撑物上的背接触层，和插入所述背接触层与所述半导体层之间的吸收体层。
[0024]根据一个示例，所述吸收体层包括碲化镉、碲化镉锌、碲化镉硫、碲化镉锰、碲化镉镁、硫化铜铟、硒化铜铟镓、硫化铜铟镓或其组合。
[0025]根据本公开另一实施例，提供一种方法，包括:通过物理气相沉积在支撑物上设置半导体层来形成半导体组件，其中所述半导体层包括镉和硫；以及在大于大约10托的压强在非氧化气氛中热处理所述半导体组件。
[0026]根据本公开另一实施例，提供一种方法，包括:将透明层设置在支撑物上；通过溅射将半导体层设置在所述透明层上来形成半导体组件，其中所述半导体层包括镉和硫；在大约500摄氏度至大约700摄氏度范围内的温度并且在大于大约10托的压强在非氧化气氛中热处理所述半导体组件；将吸收体层设置在所述半导体层上；以及将背接触层设置在所述吸收体层上。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]当参考附图阅读下列详细说明时，本发明的这些和其他特征、方面和优势将变得更好理解，其中:
图1是根据本发明的一个实施例的半导体组件的示意图。
[0028]图2是根据本发明的一个实施例的半导体组件的示意图。
[0029]图3是根据本发明的一个实施例的半导体组件的示意图。
[0030]图4是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
[0031]图5是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
[0032]图6A是使用经历退火步骤或不退火的CdS的光伏器件的归一化电池效率的盒形图。[0033]图6B是使用经历退火步骤或不退火的CdS的光伏器件的归一化开路电压V。。的盒形图。
[0034]图6C是使用经历退火步骤或不退火的CdS的光伏器件的归一化短路电流Jsc的盒形图。
[0035]图6D是使用经历退火步骤或不退火的CdS的光伏器件的归一化填充因子FF的盒形图。
[0036]图7A是使用在不同的压强经历退火的CdS的光伏器件的归一化电池效率的盒形图。
[0037]图7B是使用在不同的压强经历退火的CdS的光伏器件的归一化开路电压Vre的盒形图。
[0038]图7C是使用在不同的压强经历退火的CdS的光伏器件的归一化短路电流Jsc的盒形图。
[0039]图7D是使用在不同的压强经历退火的CdS的光伏器件的归一化填充因子FF的盒形图。
【权利要求】
1.一种方法，包括: 在大于大约10托的压强在非氧化气氛中热处理半导体组件， 其中所述半导体组件包括设置在支撑物上的半导体层，并且其中所述半导体层包括镉和硫。
2.如权利要求1所述的方法，其中在大于大约100托的压强进行所述热处理。
3.如权利要求1所述的方法，其中在大约50托至大约IOAtm的范围内的压强进行所述热处理。
4.如权利要求1所述的方法，其中热处理所述半导体组件包括在大约500摄氏度至大约700摄氏度的范围内的温度加热所述半导体组件。
5.如权利要求1所述的方法，其中持续大约2分钟至大约40分钟的范围内的时段进行所述热处理。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述非氧化气氛包括惰性气体。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述非氧化气氛包括氮气、氩气或其组合。
8.如权利要求1所述的方法，其中用包括镉、硫或其组合的过压气相进行所述热处理。
9.如权利要求1所述的方法，其进一步包括通过物理气相沉积将所述半导体层设置在所述支撑物上来形成所述半导体组件。
10.如权利要求1所述的方法，其进一步包括通过溅射将所述半导体层设置在所述支撑物上来形成所述半导体组件。
【文档编号】H01L31/18GK103515479SQ201310235122
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2012年6月14日
【发明者】曹金波, B.A.科雷瓦尔 申请人:通用电气公司