具有局部电场分布的透明导电氧化物层及其光伏器件的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种光伏器件，包括：衬底、设置在衬底上方的背接触层、设置在背接触层上方的用于光子吸收的吸收层、设置在吸收层上方的缓冲层、设置在缓冲层上方的导电涂层以及设置在导电涂层上方的透明导电层。导电涂层包括至少一个尺寸在0.5nm至1000nm的范围内的至少一种纳米材料。本发明还提供了具有局部电场分布的透明导电氧化物层及其光伏器件。
【专利说明】具有局部电场分布的透明导电氧化物层及其光伏器件
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及光伏器件，更具体而言，涉及包含透明导电层的光伏器件及其制造工艺。
【背景技术】
[0002]光伏器件(还被称为太阳能电池)吸收太阳光并将光能转换为电能。因此，光伏器件及其制造方法不断发展，以提供更高的转换效率和更薄的设计。
[0003]薄膜太阳能电池基于沉积在衬底上的一层或多层光伏材料薄膜础。光伏材料的膜厚度在几纳米至数十微米的范围的范围内。这样的光伏材料的实例包括碲化镉(CdTe )、铜铟镓硒(CIGS)和非晶硅(α-Si)。这些材料用作光吸收体。光伏器件可以进一步包括诸如缓冲层、背接触层和前接触层的其他薄膜。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种光伏器件，包括:衬底；背接触层，设置在所述衬底上方；吸收层，用于光子吸收并设置在所述背接触层上方；缓冲层，设置在所述吸收层上方；导电涂层，设置在所述缓冲层上方；以及透明导电层，设置在所述导电涂层上方；其中，所述导电涂层包括至少一个尺寸在0.5nm至100nm的范围内的至少一种纳米材料。
[0005]在该光伏器件中，所述缓冲层或所述吸收层具有纹理表面。
[0006]在该光伏器件中，所述透明导电层包括透明导电氧化物(TCO )。
[0007]在该光伏器件中，所述导电涂层的厚度在0.5nm至500nm的范围内。
[0008]在该光伏器件中，所述导电涂层包括石墨烯纳米片层。
[0009]在该光伏器件中，所述导电涂层包括银纳米颗粒。
[0010]在该光伏器件中，所述导电涂层包括碳纳米管(CNT )。
[0011]该光伏器件进一步包括:延伸至所述缓冲层和所述吸收层中的划线，其中，所述缓冲层上方的所述导电涂层中的所述碳纳米管具有基本垂直于所述划线的定向。
[0012]在该光伏器件中，所述导电涂层是在所述碳纳米管之间具有多个空隙的不连续涂层，并且所述透明导电层填充所述碳纳米管之间的所述多个空隙。
[0013]根据本发明的另一方面，提供了一种光伏器件，包括:衬底；背接触层，设置在所述衬底上方；吸收层，设置在所述背接触层上方；缓冲层，设置在所述吸收层上方，所述吸收层和所述缓冲层都是半导体；导电涂层，包括碳纳米管或石墨烯纳米片层并设置在所述缓冲层上方；以及透明导电氧化物(TCO)层，设置在所述导电涂层上方。
[0014]在该光伏器件中，所述导电涂层的厚度在0.5nm至500nm的范围内。
[0015]在该光伏器件中，所述吸收层或所述缓冲层具有纹理表面。
[0016]在该光伏器件中，所述导电涂层包括碳纳米管(CNT )。
[0017]该光伏器件进一步包括:延伸至所述缓冲层和所述吸收层中的划线，其中，所述缓冲层上方的所述导电涂层中的所述碳纳米管具有基本垂直于所述划线的定向。
[0018]根据本发明的又一方面，提供了一种制造光伏器件的方法，包括:在衬底上方形成背接触层；在所述背接触层上方形成用于光子吸收的吸收层；在所述吸收层上方形成缓冲层；在所述缓冲层上方沉积导电涂层；以及在所述导电涂层上方形成透明导电层，其中，所述导电涂层包括至少一个尺寸在0.5nm至100nm的范围内的至少一种纳米材料。
[0019]在该方法中，所述缓冲层或所述吸收层具有纹理表面。
[0020]在该方法中，所述导电涂层中的纳米材料包括石墨烯纳米片层或者碳纳米管(CNT)0
[0021 ] 在该方法中，通过沉积分散在溶液中的所述纳米材料来形成所述导电涂层。
[0022]该方法进一步包括:形成延伸至所述缓冲层和所述吸收层中的划线。
[0023]在该方法中，在电场中，在包含碳纳米管(CNT)的溶液中实施在所述缓冲层上方沉积所述导电涂层；以及所述缓冲层上方的所述导电涂层包括具有基本垂直于所述划线的定向的碳纳米管。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本发明。应该强调的是，根据标准实践，附图的各种部件不必按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种部件的尺寸可以被任意增大或缩小。在整个说明书和全部附图中，相似的参考标号表示相似的部件。
[0025]图1A至图1E是根据一些实施例在制造期间的示例性光伏器件的一部分的截面图；
[0026]图2是示出根据一些实施例制造示例性光伏器件的方法的流程图；
[0027]图3A是根据一些实施例示出具有纹理表面的示例性缓冲层的制造期间的光伏器件的一部分的截面图；
[0028]图3B是根据一些实施例示出沉积在缓冲层的纹理表面上的导电涂层的制造期间的光伏器件的一部分的俯视图；
[0029]图4是根据一些实施例吸收层具有纹理表面的制造期间的示例性光伏器件的一部分的截面图；
[0030]图5是根据一些实施例具有划线的示例性光伏器件的一部分的截面图；
[0031]图6是根据一些实施例示出导电涂层具有基本上垂直于划线的定向的纳米材料的示例性光伏器件的一部分的截面图；
[0032]图7是根据一些实施例具有基本上垂直于光伏器件中的划线的定向的导电涂层中的纳米材料的示例性配置的俯视图；
[0033]图8A至图SE是根据一些实施例示出在缓冲层上沉积导电涂层的示例性工艺的示意图；
[0034]图9A和9B是根据一些实施例示出形成具有定向的纳米材料的导电涂层的示例性机制的示意图；图9B是图9A的一部分的放大图；以及
[0035]图10是根据一些实施例示出在电场中包含碳纳米管(CNT)的溶液中沉积导电涂层的示例性工艺的示意图。
【具体实施方式】
[0036]结合被视为整个说明书的一部分的附图来阅读示例性实施例的描述。在描述中，诸如“下部”、“上部”、“水平的”、“垂直的”、“在……上方”、“在……下方”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”的空间相对位置的术语以及它们的派生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应该被解释为所讨论附图中所述或所示的方位。这些空间相对位置的术语是为了便于说明并不需要以特定定向来构造或操作该装置。除非另有说明，否则关于连接、耦合等的术语(诸如“连接”和“互连”)指的是结构相互直接固定或附接或者通过中间结构相互间接地固定或附接的关系，以及可移动的或刚性的附接或关系。
[0037]用于光伏器件中的透明导电层具有双重功能:将光传输至吸收层同时还用作前接触件以将光生电荷传送出去以形成输出电流。在一些实施例中，透明导电氧化物(TCO)用作前接触件。期望通过改善具有TCO的透明导电层的导电性和光学透射率来提高光伏效率。
[0038]本发明提供了一种光伏器件以及其制造方法。在这样的光伏器件中，结合透明导电层使用导电涂层以提高透明导电层的导电性和光学透射率。因此，所得到的光伏器件具有极好的光伏效率。
[0039]除非另有指明，否则本发明中提及的“纳米材料”被理解为涵盖诸如直径和/或长度的至少一个尺寸在0.1nm至100nm的范围内的材料。合适材料的实例包括但不限于纳米颗粒、纳米管、纳米纤维、纳米棒、纳米片层(nanoplatelete)、纳米片以及它们的组合。
[0040]在图1A至图1E、图3A和图3B、图4至图7和图8A至图10中，相似的参考标号表示相似的部件，而且为简洁起见，不再重复以上参考前述附图所提供的结构的描述。参考图1A至图1E所述的示例性结构来描述图2所述的方法。
[0041]图2是根据一些实施例制造示例性光伏器件的方法200的流程图。图1A至图1E是根据一些实施例在制造期间的示例性光伏器件100的一部分的截面图。
[0042]在步骤202中，在衬底102上方形成背接触层104。图1A示出在步骤202之后得到的光伏器件100的一部分的结构。衬底102和背接触层104是由适用于薄膜光伏器件的任何材料制成。适用于衬底102中的材料的实例包括但不限于玻璃(诸如，钠钙玻璃)、聚合物(例如，聚酰亚胺)膜和金属箔(诸如，不锈钢)。衬底102的膜厚度在任何合适的范围内，例如在一些实施例中，在0.1mm至5_的范围内。适合于背接触层104的材料的实例包括但不限于铜、镍、钥(Mo)或者任何其他的金属或导电材料。可以基于薄膜光伏器件的类型来选择背接触层104。例如，在CIGS薄膜光伏器件中，在一些实施例中，背接触层104是Mo。在CdTe薄膜光伏器件中，在一些实施例中，背接触层104是铜或镍。背接触层104的厚度为纳米级或微米级，例如，在10nm至20mm的范围内。在一些实施例中，背接触层104的厚度是在200nm至1mm的范围内。在步骤202之后，还可以蚀刻背接触层104以形成图案。
[0043]在步骤204中，在背接触层104上方形成用于光子吸收的吸收层106。图1B示出步骤204之后的制造期间得到的光伏器件100的一部分的结构。
[0044] 吸收层106是P型或η型半导体材料。适合于吸收层106的材料的实例包括但不限于碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)和非晶硅(α-Si)。在一些实施例中，吸收层106是包含铜、铟、镓和硒的半导体，诸如CuInxGad-x) Se2，其中，X在O至I的范围内。在一些实施例中，吸收层106是包含铜、铟、镓和硒的P型半导体。吸收层106的厚度为纳米级或微米级，例如，在0.5微米至10微米的范围内。在一些实施例中，吸收层106的厚度在500纳米至2微米的范围内。
[0045]可以根据诸如溅射、化学汽相沉积、印刷、电沉积等的方法来形成吸收层106。例如，首先通过溅射包含特定比率的铜、铟和镓的金属膜，之后通过将硒或含气态化学物质的硒引入金属膜中的硒化工艺来形成CIGS。在一些实施例中，通过蒸镀物理汽相沉积(PVD)来沉积硒。
[0046]在步骤206中，在吸收层106上方形成缓冲层108。图1C示出了在步骤206之后的制造期间得到的光伏器件100的一部分的结构。根据一些实施例，缓冲层108的实例包括但不限于CdS或者ZnS。缓冲层108的厚度为纳米级，例如，在一些实施例中，在5nm至10nm的范围内。
[0047]通过诸如溅射或者化学汽相沉积的合适的工艺来完成缓冲层108的形成。例如，在一些实施例中，缓冲层108是通过溶液中的水热反应或化学浴沉积(CBD)所沉积的CdS层或者ZnS层或者CdS和ZnO的混合物。例如，在一些实施例中，在包含CIGS的吸收层106上方形成包含ZnS薄膜的缓冲层108。在80°C的水溶液(包含:ZnS04、氨、硫脲)中形成缓冲层108。在一些实施例中，合适的溶液包括0.16M的ZnS04、7.5M的氨和0.6M的硫脲。
[0048]在一些实施例中，缓冲层108或者吸收层106具有纹理表面。在一些实施例中，如图1C所示，缓冲层108具有纹理表面。可以通过蚀刻或者原位沉积包括纳米管、纳米棒或纳米尖端(nanotips)的材料来形成这种纹理表面。例如,缓冲层108的纹理表面或粗糙表面可以由在吸收层106的表面上垂直生长的纳米管形成。图3A示出了所得到的结构。例如，这样的缓冲层108可以包括通过在溶液中的水热反应或化学浴沉积所制备的本征ZnO纳米管。溶液包括含锌盐和碱性化学物质。任何含锌盐可以是硝酸锌、醋酸锌、氯化锌、硫酸锌、它们的组合和水合物。水合物的一个实例是六水合硝酸锌、硝酸锌或醋酸锌。溶液中的碱性化学物质可以是诸如KOH或NaOH的强碱或者诸如氨或胺的弱碱。
[0049]在一些实施例中，吸收层106具有纹理表面。在一些实施例中，吸收层106和缓冲层108都具有纹理表面。图4示出了示例性器件400。可以通过蚀刻或者原位沉积具有纳米管、纳米棒或纳米尖端的结构的合适材料来形成纹理表面。作为一个实例，可以通过金属有机化学汽相沉积(MOCVD)来制作包含CdS或ZnS并具有纹理表面的缓冲层108。
[0050]在一些实施例中，方法200还包括形成延伸至缓冲层108和吸收层106中的划线。在一些实施例中，图2的步骤208是可选的。步骤208中，通过合适的方法(例如激光划刻或者机械划刻工艺)来形成延伸至缓冲层108和吸收层106中的划线。例如，图5和图6分别地示出了具有划线(P2)的示例性PV器件500和600。
[0051]再次参考图2，在步骤210中，在缓冲层108上方沉积包括至少一个尺寸在0.5nm至100nm的范围内的至少一种纳米材料的导电涂层110。图1D示出步骤210之后制造期间得到的的光伏器件100的一部分的结构。导电涂层110的厚度为纳米级或微米级，例如，在一些实施例中，在0.5nm至500nm的范围内。
[0052]导电涂层110包括诸如颗粒尺寸、直径或长度的至少一个尺寸在0.5nm至100nm的范围内的至少一种纳米材料。用于导电涂层I1的纳米材料可以具有诸如纳米管、纳米片层、纳米棒、纳米颗粒、纳米片或者任何其他的形状或者它们的组合的形式。用于导电涂层110的纳米材料可以由碳、石墨、金属或者任何其他的无机或有机导电材料制成。适合于导电涂层110的材料的实例包括但不限于碳纳米管、石墨烯纳米片层或者纳米片、金属纳米管、金属纳米棒和金属纳米颗粒。在一些实施例中，导电涂层110中的纳米材料包括石墨烯纳米片层、碳纳米管(CNT)或者银纳米颗粒。在一些实施例中，导电涂层110中的纳米材料包括碳纳米管。合适的碳纳米管(CNT)的实例包括但不限于单壁CNT、双壁CNT和多壁CNT。
[0053]可以通过诸如导电涂层110的浸涂、旋涂、喷涂、原位沉积的合适的工艺或者任何其他合适的方法来完成导电涂层110的沉积。在一些实施例中，通过沉积分散在溶液中的纳米材料来形成导电涂层110。例如，在电场中，在包含碳纳米管(CNT)的溶液中来实施在缓冲层108上方的沉积导电涂层110。在一些实施例中，位于缓冲层108上方的导电涂层包括具有特定定向的碳纳米管，例如，基本上垂直于划线的定向。图3B是根据一些实施例示出沉积在缓冲层108的纹理表面上的导电涂层110的制造期间的示例性光伏器件的一部分的俯视图。如图3B所示，在缓冲层108的纹理表面上可以看到吸收层106的一部分。
[0054]图8A至图8E是根据一些实施例示出在缓冲层108上方沉积导电涂层110的示例性工艺的示意图。参考图8A，容器802中的溶液804包括分散的用于导电涂层110的纳米材料806。如参考图1D所述的，纳米材料806可以具有诸如纳米管、纳米片层、纳米棒、纳米颗粒、纳米片或者任何其他的形状或它们的组合的形式。用于导电涂层110的纳米材料可以是由碳、石墨、金属或者任何其他的无机或有机导电材料制成。在一些实施例中，导电涂层110中的纳米材料806包括石墨烯纳米片层、碳纳米管(CNT)或者银纳米颗粒。在一些实施例中，纳米材料806包括碳纳米管(CNT)。合适的CNT可以是单壁CNT、双壁CNT、多壁CNT或者它们的组合。在一些实施例中，所使用的碳纳米管在分散之前是纯净的。碳纳米管可以分散在包含分散剂(诸如，表面活性剂)的水溶液中。例如，CNT使用表面活性剂分散在去离子水中。合适的表面活性剂的实例包括但不限于丁氧基乙醇、四甲基-5-癸炔_4，7- 二醇(tetramethyl-5-decyne_4，7-d1l)和 α -壬基苯基-ω -轻基-聚(氧代-1, 2_ 亚乙基)(alpha-(nonylphenyl)-omega-hydroxy-poly(oxy-1, 2-ethanediyl)。
[0055]参考图8B，将制造的示例性光伏器件808浸在包含分散的纳米材料806的溶液804中。如图1C所述，示例性光伏器件808包括缓冲层108和吸收层106。缓冲层108或吸收层106具有纹理表面。
[0056]参考图8C，将示例性光伏器件808浸入溶液804中。在缓冲层108的纹理表面上沉积分散的纳米材料806。图8D示出将光伏器件808垂直拉出溶液的工艺。在一些实施例中，光伏器件808包括参考图5和图6所述的至少一条划线113。例如，在图5和图6中，延伸至吸收层106和缓冲层108中的划线被标记为“P2”。此外，拉出方向垂直于至少一条划线 113。
[0057]参考图8E，在示例性光伏器件808完全离开溶液804之后，分散的纳米材料806在平行于拉出方向并垂直于划线113的方向上对准。这样的纳米材料806的涂层是导电涂层110。图3B和图7中也示出具有这样定向的纳米材料806的导电涂层110。
[0058]图9A和图9B是示出根据一些实施例形成具有定向的纳米材料的导电涂层110的示例性机制的示意图。图9B是图9A的一部分的放大图。如图8D所述，将制造期间的示例性光伏器件808垂直拉出包含用于导电涂层110的纳米材料806的溶液804(图9A)。在示例性光伏器件808的表面上形成包含纳米材料806的溶液804的边界层(boundary layer)。在边界层中，分散的纳米材料806与拉出定向平行地进行定向。在一些实施例中，在干燥之后，可以形成具有特定定向的纳米材料806 (诸如碳纳米管)的导电涂层110。
[0059]在一些实施例中，通过使用电场或磁场辅助形成这样定向的纳米材料806的工艺。图10是根据一些实施例在电场中在包含碳纳米管(CNT)的溶液中沉积导电涂层110的示例性工艺的示意图。图10中，相似的参考标号表示相似的部件，而且为简洁起见，不再重复以上参考图8A至图SE所提供的结构的描述。如图10所示，所制造的示例性光伏器件808的两端与两个电极810和812连接。通过电源对光伏器件808施加电压或电流。在一些实施例中，电流是电压在0.1伏特至30伏特的范围内的交流电流(AC)，或者在一些其他实施例中，电流是电压在0.1伏特至100伏特的范围内的直流电流(DC)。
[0060]在包含CNT的示例性溶液中，CNT与溶剂的重量比可以在10_4至10_2的范围内。合适的CNT可以是单壁CNT，具有0.8nm至2nm的范围内的直径和5 μ m至30 μ m的范围内的长度。合适的CNT可以是多壁CNT，具有3nm至50nm的范围内的直径和10 μ m至50 μ m的范围内的长度。
[0061]再次参考图2，在步骤212中，在导电涂层110上方形成透明导电层112。图1E示出在步骤212之后的制造期间得到的光伏器件100的一部分的结构。适合于透明导电层112的材料的实例包括但不限于透明导电氧化物，诸如铟锡氧化物(ΙΤ0)、掺氟锡氧化物(FT0)、掺铝锌氧化物(AZO)、掺镓ZnO (GZ0)、铝和镓共掺杂的ZnO (AGZO)、掺硼ZnO (BZO)和它们的任何组合。适合于透明导电层112的材料还可以是包括透明导电氧化物(TCO)和另一导电材料中的至少一种的复合材料，从而没有显著降低透明导电层112的导电性或光学透射率。透明导电层112的厚度为纳米级或微米级，例如，在一些实施例中，在0.3nm至
2.5 μ m的范围内。
[0062]如上所述，一方面，本发明提供了一种光伏器件。图1E、图4、图5和6示出了根据一些实施例的光伏器件的实例。如图1E和图4所示，在一些实施例中，光伏器件100或400包括衬底102、设置在衬底102上的背接触层104、设置在背接触层104上的用于光子吸收的吸收层106、设置在吸收层106上的缓冲层108、设置在缓冲层108上的导电涂层110以及设置在导电涂层110上方的透明导电层112。吸收层106和缓冲层108都是半导体。导电涂层I1包括至少一个尺寸在0.5nm至100nm的范围内的至少一种纳米材料。在一些实施例中，缓冲层108或吸收层106具有纹理表面。如图1E所示,在一些实施例中，缓冲层108具有纹理表面。如图4所示，吸收层106、或者缓冲层108和吸收层106具有纹理表面。
[0063]在一些实施例中，透明导电层112包括透明导电氧化物(TC0)。在一些实施例中，导电涂层110的厚度在0.5nm至500nm的范围内。在一些实施例中，导电涂层包括石墨烯纳米片层。在一些实施例中，导电涂层110包括银纳米颗粒。在一些实施例中，导电涂层110包括碳纳米管(CNT)。
[0064]在一些实施例中，如图5和图6所示，光伏器件500或600进一步包括延伸至缓冲层108和吸收层106中的划线(例如P2)。图5是根据一些实施例具有划线(P1、P2和P3)的示例性光伏器件500的一部分的截面图。划线P2的宽度在I μ m至10ym的范围内，例如，在一些实施例中，为40 μ m。吸收层106 (LI)和缓冲层108 (L2)的厚度分别在500nm至2μπι的范围内和5nm至500nm的范围内。位于缓冲层108 (L3)上方或位于划线P2 (L4或L5)中的导电涂层110的厚度在0.5nm至500nm的范围内，例如，在一些实施例中，在1nm至400nm的范围内。通过图案化背接触层104和填充有吸收层106来形成Pl。
[0065]在一些实施例中，位于缓冲层108上方的导电涂层110中的纳米材料(诸如碳纳米管)具有基本上垂直于划线(诸如P2，或者图7中的划线113)的定向。图6是示出根据一些实施例的导电涂层110中的纳米材料具有基本上垂直于划线P2的定向的示例性光伏器件600的一部分的截面图，。如图6所示，在一些实施例中，导电涂层110在碳纳米管之间具有一些间隔或者多个空隙的不连续涂层。透明导电层112填充碳纳米管之间的间隔或多个空隙。
[0066]本发明提供了一种光伏器件和制造该光伏器件的方法。根据一些实施例，一种光伏器件包括衬底、设置在衬底上方的背接触层、设置在背接触层上方用于光子吸收的吸收层、设置在吸收层上方的缓冲层、设置在缓冲层上方的导电涂层以及设置在导电涂层上方的透明导电层。导电涂层包括至少一个尺寸在0.5nm至100nm范围内的至少一种纳米材料。在一些实施例中，缓冲层或者吸收层具有纹理表面。在一些实施例中，透明导电层包括透明导电氧化物(TC0)。在一些实施例中，导电涂层的厚度在0.5nm至500nm的范围内。在一些实施例中，导电涂层包括石墨烯纳米片层。在一些实施例中，导电涂层包括银纳米颗粒。在一些实施例中，导电涂层包括碳纳米管(CNT)。在一些实施例中，光伏器件进一步包括延伸至缓冲层和吸收层中的划线。位于缓冲层上方的导电涂层中的碳纳米管具有基本上垂直于划线的定向。在一些实施例中，导电涂层是在碳纳米管之间具有多个空隙的不连续涂层。透明导电层填充碳纳米管之间的多个空隙。
[0067]根据一些实施例，一种光伏器件包括衬底；设置在衬底上的背接触层；设置在背接触层上的吸收层；设置在吸收层上的缓冲层，其中，吸收层和缓冲层都是半导体；设置在缓冲层上的包含碳纳米管或石墨烯纳米片层的导电涂层；以及设置在导电涂层上方的透明导电氧化物(TCO)层。在一些实施例中，导电涂层的厚度在0.5nm至500nm的范围内。在一些实施例中，吸收层或缓冲层具有纹理表面。在一些实施例中，导电涂层包括碳纳米管(CNT)0在一些实施例中，光伏器件包括延伸至缓冲层和吸收层中的划线。位于缓冲层上方的导电涂层中的碳纳米管具有基本上垂直于划线的定向。
[0068]本发明还提供了一种制造光伏器件的方法。该方法包括以下步骤:在衬底上形成背接触层；在背接触层上形成用于光子吸收的吸收层；在吸收层上形成缓冲层；在缓冲层上沉积导电涂层；以及在导电涂层上方形成透明导电层。导电涂层包括至少一个尺寸在
0.5nm至100nm的范围内的至少一种纳米材料。在一些实施例中，缓冲层或吸收层具有纹理表面。在一些实施例中，导电涂层中的纳米材料包括石墨烯纳米片层、碳纳米管(CNT)或银纳米颗粒。在一些实施例中，通过沉积分散在溶液中的纳米材料来形成导电涂层。
[0069]在一些实施例中，该方法进一步包括形成延伸至缓冲层和吸收层中的划线。在一些实施例中，在电场中，在包含碳纳米管(CNT)的溶液中实施缓冲层上方的导电涂层的沉积。位于缓冲层上方的导电涂层包括具有基本上垂直于划线的定向的碳纳米管。
[0070]虽然就示例性实施例描述了本发明的主题，但本发明不限于此。相反，所附权利要求应该作广义解释为涵盖本领域技术人员可以作出的其他变型例和实施例。
【权利要求】
1.一种光伏器件，包括: 衬底； 背接触层，设置在所述衬底上方； 吸收层，用于光子吸收并设置在所述背接触层上方； 缓冲层，设置在所述吸收层上方； 导电涂层，设置在所述缓冲层上方；以及 透明导电层，设置在所述导电涂层上方； 其中，所述导电涂层包括至少一个尺寸在0.5nm至100nm的范围内的至少一种纳米材料。
2.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述缓冲层或所述吸收层具有纹理表面。
3.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述透明导电层包括透明导电氧化物(TCO)0
4.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述导电涂层的厚度在0.5nm至500nm的范围内。
5.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述导电涂层包括石墨烯纳米片层。
6.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述导电涂层包括银纳米颗粒。
7.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述导电涂层包括碳纳米管(CNT)。
8.根据权利要求7所述的光伏器件，进一步包括: 延伸至所述缓冲层和所述吸收层中的划线，其中，所述缓冲层上方的所述导电涂层中的所述碳纳米管具有基本垂直于所述划线的定向。
9.一种光伏器件，包括: 衬底； 背接触层，设置在所述衬底上方； 吸收层，设置在所述背接触层上方； 缓冲层，设置在所述吸收层上方，所述吸收层和所述缓冲层都是半导体； 导电涂层，包括碳纳米管或石墨烯纳米片层并设置在所述缓冲层上方；以及 透明导电氧化物(TCO)层，设置在所述导电涂层上方。
10.一种制造光伏器件的方法，包括: 在衬底上方形成背接触层； 在所述背接触层上方形成用于光子吸收的吸收层； 在所述吸收层上方形成缓冲层； 在所述缓冲层上方沉积导电涂层；以及 在所述导电涂层上方形成透明导电层， 其中，所述导电涂层包括至少一个尺寸在0.5nm至100nm的范围内的至少一种纳米材料。
【文档编号】H01L31/18GK104051549SQ201310236722
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2013年3月11日
【发明者】陈世伟 申请人:台积太阳能股份有限公司