专利名称：具有扩散阻挡层和隔离层的锡酸镉tco结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及光伏器件及生产方法。
背景技术：
光伏器件可包括沉积在基底上的半导体材料，例如，具有用作窗口层的第一层和用作吸收层的第二层。半导体窗口层可允许太阳辐射穿过而到达诸如碲化镉层的吸收层， 吸收层将太阳能转换成电。光伏器件还可包含一个或多个透明导电氧化物层，所述透明导电氧化物层常常也是电荷的导体。
图1是具有多个层的光伏器件的示意图。图2是具有多个层的光伏器件的示意图。图3是具有多个层的光伏器件的示意图。图4是具有多个层的光伏器件的示意图。图5是具有多个层的光伏器件的示意图。图6是具有多个层的光伏器件的示意图。
具体实施例方式光伏器件可包括在基底(或覆盖层)上创建的多个层。例如，光伏器件可包括以堆叠方式形成在基底上的阻挡层、透明导电氧化物(TCO)层、缓冲层和半导体层。继而，每个层可包括多于一个的层或膜。例如，半导体层可包括第一膜和第二膜，第一膜包括形成在缓冲层上的半导体窗口层(例如硫化镉层)，第二膜包括形成在半导体窗口层上的半导体吸收层(例如碲化镉层)。另外，每个层可覆盖器件的全部或一部分和/或所述层下方的层或基底的全部或一部分。例如，“层”可包括与表面的全部或一部分接触的任何量的任何材料。光伏器件可以形成在光学透明的基底(例如，玻璃)上。因为玻璃不导电，所以 TCO层通常沉积在基底和半导体双层之间。因为锡酸镉展现出高的光透射性和低的薄层电阻，所以锡酸镉在这方面很好地发挥作用。可以在TCO层和半导体窗口层之间沉积平坦的缓冲层，以减小在半导体窗口层的形成期间发生的不规则的可能性。另外，可以在基底和 TCO层之间引入阻挡层，以减小可导致劣化和分层的钠或其他污染物从基底向半导体层的扩散。阻挡层可以是透明的、热稳定的，具有数量减少的针孔并具有高的钠阻挡能力和良好的附着性。因此，TCO可以是三层堆叠件的一部分，该三层堆叠件可包括例如二氧化硅阻挡层、锡酸镉TCO层和缓冲层(例如，氧化锡(IV))。缓冲层可以包括各种合适的材料，其包括氧化锡、氧化锌锡、氧化锌和氧化锌镁。在TCO堆叠件中可包括各种阻挡材料，其包括氧化硅和/或氮化硅。TCO堆叠件可包括氮化硅、氧化硅、铝掺杂的氧化硅、硼掺杂的氮化硅、磷掺杂的氮化硅、氧氮化硅或者它们的任意组合或合金。掺杂剂可以少于25%，少于20%，少于15%，少于10%，少于5%或少于2%。TCO堆叠件可包括多种阻挡材料。例如，TCO堆叠件可包括基本由沉积在氮化硅 (或铝掺杂的氮化硅)上的氧化硅组成的阻挡双层。可使用光学建模来优化阻挡双层，以实现颜色抑制和减少的反射损失，虽然在实践中会需要更厚的双层来更有效地阻挡钠。可以引入作为控制层的氧化锡，从而在氮气或低真空退火工艺中实现适当的锡酸镉转变。在一方面，光伏器件可包括邻近于基底的透明导电氧化物层。透明导电氧化物层可包括锡酸镉层。光伏器件可包括位于基底与透明导电氧化物层之间的一个或多个阻挡层。一个或多个阻挡层中的每个可包括氧化硅或氮化硅。光伏器件可包括邻近于透明导电氧化物层的氧化锡层。光伏器件可包括邻近于氧化锡层的缓冲层。光伏器件可包括邻近于缓冲层的半导体双层。半导体双层可包括邻近于半导体窗口层的半导体吸收层。缓冲层可包括氧化锡层。缓冲层可包括氧化锡、氧化锌锡、氧化锌或氧化锌镁。透明导电氧化物层的厚度可以为大约IOOnm至大约lOOOnm。一个或多个阻挡层可包括氮化硅。一个或多个阻挡层可包括氧化硅。一个或多个阻挡层可包括邻近于氮化硅的氧化硅。 一个或多个阻挡层可包括邻近于铝掺杂的氮化硅的铝掺杂的氧化硅。铝掺杂的氮化硅或氧化硅的铝含量可以小于20%，小于18%，小于或等于15% ( S卩，Si/Al的比为85/15)，或者小于或等于10%。一个或多个阻挡层可包括邻近于氮化硅的第一氧化硅。氮化硅可以邻近于第二氧化硅。一个或多个阻挡层可包括邻近于铝掺杂的氮化硅的第一铝掺杂的氧化硅。 铝掺杂的氮化硅可以邻近于第二铝掺杂的氧化硅。氧化锡层的厚度可以为大约IOnm至大约lOOnm。缓冲层的厚度可以为大约IOnm至大约lOOnm。半导体吸收层可包括碲化镉层。 半导体窗口层可包括硫化镉层。基底可包括玻璃。玻璃可包括钠钙玻璃。该器件可包括邻近于半导体双层的背接触件和邻近于背接触件的背支撑件。在一方面，一种制造光伏器件的方法可包括邻近于一个或多个阻挡层沉积透明导电氧化物层。透明导电氧化物层可包括锡酸镉层。一个或多个阻挡层中的每个可包括氧化硅或氮化硅。该方法可包括邻近于透明导电氧化物层沉积氧化锡层。该方法可包括邻近于氧化锡层沉积缓冲层。一个或多个阻挡层与沉积的透明导电氧化物层、氧化锡层和缓冲层可以形成透明导电氧化物堆叠件。该方法可包括对透明导电氧化物堆叠件进行退火。该方法可包括邻近于透明导电氧化物堆叠件沉积半导体窗口层。该方法可包括邻近于半导体窗口层沉积半导体吸收层。缓冲层可包括氧化锡层。缓冲层可包括氧化锡、氧化锌锡、氧化锌或氧化锌镁。该方法可包括邻近于基底沉积透明导电氧化物堆叠件。该方法可包括利用化学气相沉积工艺邻近于基底沉积一个或多个阻挡层。沉积一个或多个阻挡层的步骤可包括邻近于基底沉积氮化硅。沉积一个或多个阻挡层的步骤可包括邻近于基底沉积氧化硅。沉积一个或多个阻挡层的步骤可包括邻近于基底沉积氮化硅。沉积一个或多个阻挡层的步骤可包括邻近于氮化硅沉积氧化硅。沉积一个或多个阻挡层的步骤可包括邻近于基底沉积铝掺杂的氮化硅。沉积一个或多个阻挡层的步骤可包括邻近于铝掺杂的氮化硅沉积铝掺杂的氧化硅。沉积一个或多个阻挡层的步骤可包括邻近于基底沉积第一氧化硅。沉积一个或多个阻挡层的步骤可包括邻近于第一氧化硅沉积氮化硅。沉积一个或多个阻挡层的步骤可包括邻近于氮化硅沉积第二氧化硅。沉积一个或多个阻挡层的步骤可包括邻近于基底沉积第一铝掺杂的氧化硅。沉积一个或多个阻挡层的步骤可包括邻近于第一铝掺杂的氧化硅沉积铝掺杂的氮化硅。沉积一个或多个阻挡层的步骤可包括邻近于铝掺杂的氮化硅沉积第二铝掺杂的氧化娃。对透明导电氧化物堆叠件进行退火的步骤可包括在炉中加热透明导电氧化物堆叠件。对透明导电氧化物堆叠件进行退火的步骤可包括在含氮气氛中进行退火。基底可包括玻璃。玻璃可包括钠钙玻璃。邻近于一个或多个阻挡层沉积透明导电氧化物层的步骤可包括将锡酸镉层溅射到一个或多个阻挡层上。锡酸镉层的厚度可以为大约IOOnm至大约 IOOOnm0邻近于透明导电氧化物层沉积氧化锡层的步骤可包括将氧化锡层溅射到锡酸镉层上。氧化锡层的厚度可以为大约IOnm至大约lOOnm。邻近于氧化锡层沉积缓冲层的步骤可包括将第二氧化锡层溅射到第一氧化锡层上。氧化锡层的厚度可以为大约IOnm至大约 lOOnm。邻近于缓冲层沉积半导体窗口层的步骤可包括沉积硫化镉层。邻近于缓冲层沉积半导体窗口层的步骤可包括输送蒸气。邻近于半导体窗口层沉积半导体吸收层的步骤可包括邻近于硫化镉层沉积碲化镉层。邻近于半导体窗口层沉积半导体吸收层的步骤可包括输送蒸气。该方法可包括邻近于半导体吸收层沉积背接触件。该方法可包括邻近于背接触件沉积背支撑件。在一方面，多层的基底可包括邻近于基底的透明导电氧化物层。透明导电氧化物层可包括锡酸镉层。多层的基底可包括位于基底和透明导电氧化物层之间的一个或多个阻挡层。一个或多个阻挡层中的每个可包括氧化硅或氮化硅。多层的结构可包括邻近于透明导电氧化物层的氧化锡层。多层的结构可包括邻近于氧化锡层的缓冲层。缓冲层可包括氧化锡层。缓冲层可包括氧化锡、氧化锌锡、氧化锌或氧化锌镁。透明导电氧化物层可包括大约IOOnm至大约IOOOnm的厚度。一个或多个阻挡层可包括氮化硅。一个或多个阻挡层可包括氧化硅。一个或多个阻挡层可包括邻近于氮化硅层的氧化硅层。一个或多个阻挡层可包括邻近于铝掺杂的氮化硅层的铝掺杂的氧化硅层。一个或多个阻挡层可包括邻近于氮化硅层的第一氧化硅层。氮化硅层可设置为邻近于第二氧化硅层。 一个或多个阻挡层可包括邻近于铝掺杂的氮化硅层的第一铝掺杂的氧化硅层。铝掺杂的氮化硅层可以设置为邻近于第二铝掺杂的氧化硅层。氧化锡层可包括大约IOnm至大约IOOnm 的厚度。缓冲层可包括大约IOnm至大约IOOnm的厚度。在一方面，一种用于制造多层的基底的方法可包括邻近于第一基底沉积一个或多个阻挡层。该方法可包括邻近于一个或多个阻挡层沉积透明导电氧化物层。透明导电氧化物层可包括锡酸镉层。一个或多个阻挡层中的每个可包括氧化硅或氮化硅。该方法可包括邻近于透明导电氧化物层沉积氧化锡层。该方法可包括邻近于氧化锡层沉积缓冲层。第一基底、沉积的一个或多个阻挡层、透明导电氧化物层、氧化锡层和缓冲层可以形成透明导电氧化物堆叠件。该方法可包括对透明导电氧化物堆叠件进行退火。缓冲层可包括氧化锡层。缓冲层可包括氧化锡、氧化锌锡、氧化锌和氧化锌镁。沉积一个或多个阻挡层可包括化学气相沉积工艺。沉积一个或多个阻挡层可包括沉积氮化硅层。沉积一个或多个阻挡层可包括沉积氧化硅层。沉积一个或多个阻挡层可包括沉积氮化硅层。沉积一个或多个阻挡层可包括邻近于氮化硅层沉积氧化硅层。沉积一个或多个阻挡层可包括沉积铝掺杂的氮化硅层。沉积一个或多个阻挡层可包括邻近于铝掺杂的氮化硅层沉积铝掺杂的氧化硅层。沉积一个或多个阻挡层可包括沉积第一氧化硅层。沉积一个或多个阻挡层可包括邻近于第一氧化硅层沉积氮化硅层。沉积一个或多个阻挡层可包括邻近于氮化硅层沉积第二氧化硅层。沉积一个或多个阻挡层可包括沉积第一铝掺杂的氧化硅层。 沉积一个或多个阻挡层可包括邻近于第一铝掺杂的氧化硅层沉积铝掺杂的氮化硅层。沉积一个或多个阻挡层可包括邻近于铝掺杂的氮化硅层沉积第二铝掺杂的氧化硅层。对透明导电氧化物堆叠件进行退火可包括在炉中加热透明导电氧化物堆叠件。对透明导电氧化物堆叠件进行退火可包括在含氮气氛中进行退火。第一基底可包括玻璃。玻璃可包括钠钙玻璃。邻近于一个或多个阻挡层沉积透明导电氧化物层可包括将锡酸镉层溅射到一个或多个阻挡层上。锡酸镉层的厚度可以为大约IOOnm至大约lOOOnm。邻近于透明导电氧化物层沉积氧化锡层可包括将氧化锡层溅射到锡酸镉层上。氧化锡层的厚度可以为大约IOnm至大约lOOnm。邻近于氧化锡层沉积缓冲层可包括将第二氧化锡层溅射到第一氧化锡层上。第二氧化锡层的厚度可以为大约IOnm至大约lOOnm。图1示出了包括第一阻挡层100的透明导电氧化物堆叠件140。第一阻挡层100可包括任何合适的阻挡材料，其包括氧化硅、氮化硅、铝掺杂的氧化硅或铝掺杂的氮化硅。例如，第一阻挡层100可包括二氧化硅或氮化硅(例如，Si3N4和10%的非化学计量成分)。透明导电氧化物层110可以邻近于第一阻挡层100而沉积。透明导电氧化物层110可包括锡酸镉，并可以具有任何合适的厚度。例如，透明导电氧化物层110的厚度可以为大约IOOnm 至大约lOOOnm。可以利用包括溅射的任何已知的沉积技术来沉积透明导电氧化物层110。可利用各种沉积技术来制造TCO堆叠件，所述各种沉积技术包括例如低压化学气相沉积、大气压化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、热化学气相沉积、DC或AC溅射、旋转沉积和喷雾热解。每个沉积层可以具有任何合适的厚度，例如，在大约IA至大约 5000A的范围内的厚度。可通过铸造冶金来制造溅射靶。可以由适合于制成层的镉、锡、硅或铝或者它们的组合或合金来制造溅射靶。例如，靶可以是Si85Al15。镉和锡在同一靶中可以按照适当的化学计量存在。可以以任何合适的形状将溅射靶制造成单个件。溅射靶可以是管。可通过将金属材料铸造成任何合适的形状(例如管)来制造溅射靶。可以由不止一个件来制造溅射靶。可以由不止一件金属(例如，一件镉和一件锡) 来制造溅射靶。可以按照任何合适的形状(例如，套管)制造镉和锡，并且可以按照任何合适的方式或结构接合或连接镉和锡。例如，可将一件镉和一件锡焊接在一起来形成溅射靶。 一个套管可以位于另一个套管内。可以通过粉末冶金来制造溅射靶。可以通过使金属粉末(例如，镉或锡粉末)固结而形成靶来形成溅射靶。可以按照任何合适的工艺(例如，诸如等静压制的压制)并按照任何合适的形状使金属粉末固结。固结可以在任何合适的温度下进行。可以由包括不止一种的金属粉末(例如，镉和锡)的金属粉末形成溅射靶。不止一种的金属粉末可以以合适的化学计量存在。可以通过邻近于基体设置包括靶材的线来制造溅射靶。例如，可用包括靶材的线缠绕基体管。线可包括以适当的化学计量存在的多种金属(例如镉和锡)。可由将不被溅射的材料形成基体管。可以压制线(例如，通过等静压制)。可以通过将靶材喷射到基体上来制造溅射靶。可以通过任何合适的喷射工艺(包括热喷射和等离子体喷射)来喷射金属靶材。金属靶材可包括以适当的化学计量存在的多种金属(例如镉和锡)。在其上喷射金属靶材的基体可以是管。再参照图1，可以邻近于透明导电氧化物层110沉积控制层120，从而能够使透明导电氧化物层110(例如，锡酸镉)适当地转变。可以使用包括溅射的任何已知的沉积技术来沉积控制层120。控制层120可包括氧化锡，并可以具有任何合适的厚度。例如，控制层 120的厚度可以为大约IOnm至大约lOOnm。可以邻近于控制层120沉积缓冲层130，从而有助于图2的半导体窗口层230的适当沉积。可以使用包括溅射的任何已知的沉积技术来沉积缓冲层130。缓冲层130可包括氧化锡(IV)，并可以具有任何合适的厚度。例如，缓冲层 130的厚度可以为大约IOnm至大约lOOnm。可以对图1的透明导电氧化物堆叠件140进行退火，以形成图2的经退火的透明导电氧化物堆叠件210。可以使用任何合适的退火工艺来对透明导电氧化物堆叠件140进行退火。可以在用于控制退火的方面所选的气体(例如，氮气)的存在下进行退火。可以在任何合适的压力下，例如在减压下、在低真空条件下或在大约0. 011^(10_4托)，对透明导电氧化物堆叠件140进行退火。可以在任何合适的温度或温度范围对透明导电氧化物堆叠件140进行退火。例如，可以在大约400°C至大约800°C对透明导电氧化物堆叠件140进行退火。可以在大约500°C至大约700°C对透明导电氧化物堆叠件140进行退火。可以对透明导电氧化物堆叠件140退火任何合适的持续时间。可以对透明导电氧化物堆叠件140退火大约10分钟至大约25分钟。可以对透明导电氧化物堆叠件140退火大约15分钟至大约20分钟。可以使用经退火的透明导电氧化物堆叠件210来形成图2的光伏器件20。参照图2，半导体双层220可以邻近于经退火的透明导电氧化物堆叠件210而沉积。半导体双层220可包括半导体窗口层230和半导体吸收层M0。半导体窗口层230可以邻近于经退火的透明导电氧化物堆叠件210而沉积。可以使用包括气相输送沉积的任何已知的沉积技术来沉积半导体窗口层230。半导体吸收层240可以邻近于半导体窗口层230而沉积。可以使用包括气相输送沉积的任何已知的沉积技术来沉积半导体吸收层M0。半导体窗口层 230可包括硫化镉层。半导体吸收层240可包括碲化镉层。背接触件250可以邻近于半导体双层210而沉积。背接触件250可以邻近于半导体吸收层240而沉积。背支撑件260可以邻近于背接触件250而沉积。图3示出了透明导电氧化物堆叠件350包括第一阻挡层300和第二阻挡层310的实施例。第二阻挡层310可以邻近于第一阻挡层300而沉积。可以利用包括溅射的任何已知的沉积技术来沉积第二阻挡层310。第一阻挡层300可包括任何合适的阻挡材料，其包括氮化硅或铝掺杂的氮化硅。第二阻挡层310可包括任何合适的阻挡材料，其包括氧化硅或铝掺杂的氧化硅。透明导电氧化物堆叠件350可包括沉积在氮化硅上的二氧化硅。透明导电氧化物堆叠件350可包括沉积在铝掺杂的氮化硅上的铝掺杂的氧化硅。在氮化硅或铝掺杂的氮化硅上沉积铝掺杂的氧化硅或氧化硅可以防止氮和透明导电氧化物层320之间的直接接触，从而确保透明导电氧化物层320(例如，锡酸镉)的适当转变。可以使用光学建模来优化第一阻挡层300和第二阻挡层310，以实现颜色抑制和减少的反射损失。
透明导电氧化物层320可以邻近于第二阻挡层310而沉积。可以利用包括溅射的任何已知的沉积技术来沉积透明导电氧化物层320。透明导电氧化物层320可以是锡酸镉， 并可以具有任何合适的厚度。例如，透明导电氧化物层320的厚度可以为大约IOOnm至大约 lOOOnm。控制层330可以邻近于透明导电氧化物层320而沉积，从而能够使透明导电氧化物层320(例如，锡酸镉)适当地转变。可以利用包括溅射的任何已知的沉积技术来沉积控制层330。控制层330可包括氧化锡，并可以具有任何合适的厚度。例如，控制层330的厚度可以为大约IOnm至大约lOOnm。缓冲层340可以邻近于控制层330而沉积，从而有助于图4的半导体窗口层430的适当沉积。可以利用包括溅射的任何已知的沉积技术来沉积缓冲层;340。缓冲层340可包括氧化锡(IV)，并可以具有任何合适的厚度。例如，缓冲层340 的厚度可以为大约IOnm至大约lOOnm。可以对图3的透明导电氧化物堆叠件350进行退火，以形成图4的经退火的透明导电氧化物堆叠件410。可以使用任何合适的退火工艺来对透明导电氧化物堆叠件350进行退火。可以在用于控制退火的方面所选的气体(例如，氮气)的存在下进行退火。可以在任何合适的压力下，例如在减压下、在低真空条件下或在大约0. 011^(10_4托)，对透明导电氧化物堆叠件350进行退火。可以在任何合适的温度或温度范围对透明导电氧化物堆叠件350进行退火。例如，可以在大约400°C至大约800°C对透明导电氧化物堆叠件350进行退火。可以在大约500°C至大约700°C对透明导电氧化物堆叠件350进行退火。可以对透明导电氧化物堆叠件350退火任何合适的持续时间。可以对透明导电氧化物堆叠件350退火大约10分钟至大约25分钟。可以对透明导电氧化物堆叠件350退火大约15分钟至大约20分钟。可以使用经退火的透明导电氧化物堆叠件410来形成图4的光伏器件40。参照图4，半导体双层420可以邻近于经退火的透明导电氧化物堆叠件410而沉积。半导体双层420可包括半导体窗口层430和半导体吸收层440。半导体窗口层430可以邻近于经退火的透明导电氧化物堆叠件410而沉积。可以利用包括气相输送沉积的任何已知的沉积技术来沉积半导体窗口层430。半导体吸收层440可以邻近于半导体窗口层430而沉积。可以利用包括气相输送沉积的任何已知的沉积技术来沉积半导体吸收层440。半导体窗口层 430可包括硫化镉层。半导体吸收层440可包括碲化镉层。背接触件450可以邻近于半导体双层410而沉积。背接触件450可以邻近于半导体吸收层440而沉积。背支撑件460可以邻近于背接触件450而沉积。图5示出了第一阻挡层300可以邻近于另外的阻挡层500而沉积的实施例。可以利用包括溅射的任何已知的沉积技术来沉积第一阻挡层300。第二阻挡层310可以沉积到第一阻挡层300上。可以利用包括溅射的任何已知的沉积技术来沉积第二阻挡层310。第一阻挡层300可包括氮化硅或铝掺杂的氮化硅。第二阻挡层310可包括氧化硅或铝掺杂的氧化硅。另外的阻挡层500可包括任何合适的阻挡材料，其包括氮化硅、铝掺杂的氮化硅、 氧化硅或铝掺杂的氧化硅。透明导电氧化物堆叠件510可包括任何合适数量的另外的阻挡层500。根据一个实施例，第一氧化硅可以沉积到氮化硅上，氮化硅可以沉积到第二氧化硅上；第二氧化硅可以沉积到基底上。可选地，第一铝掺杂的氧化硅可以沉积到铝掺杂的氮化硅上，铝掺杂的氮化硅可以沉积到第二铝掺杂的氧化硅上；第二铝掺杂的氧化硅可以沉积到基底上。透明导电氧化物层320可以邻近于第二阻挡层310而沉积。可以利用包括溅射的任何已知的沉积技术来沉积透明导电氧化物层320。透明导电氧化物层320可包括锡酸镉。控制层330可以邻近于透明导电氧化物层320而沉积，从而能够使透明导电氧化物层 320(例如，锡酸镉)适当地转变。可以利用包括溅射的任何已知的沉积技术来沉积控制层 330。控制层330可包括氧化锡。缓冲层340可以邻近于控制层330而沉积，从而有助于图 6的半导体窗口层630的适当沉积。可以利用包括溅射的任何已知的沉积技术来沉积缓冲层340。另外的(多个)阻挡层500、第一阻挡层300、第二阻挡层310、透明导电氧化物层 320、控制层330和缓冲层340可以形成透明导电氧化物堆叠件510。可以对图5的透明导电氧化物堆叠件510进行退火，以形成图6的经退火的透明导电氧化物堆叠件610。可以使用经退火的透明导电氧化物堆叠件610来形成图6的光伏器件60。经退火的透明导电氧化物堆叠件610可以邻近于基底600而沉积。可以利用包括溅射的任何已知的沉积技术来沉积经退火的透明导电氧化物堆叠件610。基底600可包括玻璃，例如钠钙玻璃。半导体双层620可以邻近于经退火的透明导电氧化物堆叠件610而沉积。半导体双层 620可包括半导体窗口层630和半导体吸收层640。半导体窗口层630可包括硫化镉层，并可以通过包括气相输送沉积的任何合适的沉积技术来沉积。半导体吸收层640可包括碲化镉层，并可以邻近于半导体窗口层630而沉积。可以利用包括气相输送沉积的任何已知的沉积技术来沉积半导体吸收层640。背接触件650可以邻近于半导体双层620而沉积。背接触件650可以邻近于半导体吸收层640而沉积。背支撑件660可以邻近于背接触件650 而沉积。在一个实验中，根据两个优选实施例形成两组透明导电氧化物堆叠件。第一构造包括75nm的氧化锡(IV)、25nm的氧化锡、250nm的锡酸镉、30nm的铝掺杂的氧化硅、30nm的铝掺杂的氮化硅和玻璃。第二构造包括75nm的氧化锡(IV) 25nm的氧化锡、250nm的锡酸镉、IOOnm的铝掺杂的氮化硅和玻璃。结果显示出，根据第一构造形成的堆叠件具有高电阻， 然而，根据第二构造形成的堆叠件并非如此，突显出溅射后的退火工艺的必要性，以使堆叠件转变。在随后的实验中，根据相同构造形成的堆叠件在低真空下在带式炉中进行退火 (氮退火将实现类似的结果)。几乎全部的堆叠件展现出期望的薄层电阻(小于IOohms/ sq)。结果还显示出，包括30nm的铝掺杂的氮化硅和30nm的铝掺杂的氧化硅的阻挡双层的堆叠件在减少的反射损失和干扰方面表现得更好。在类似的实验中，相同的堆叠件构造在氮气的存在下在带式炉中进行退火。结果显示出低的薄层电阻(最多在5ohms/sq和9ohms/ sq之间)以及期望的吸收和透射百分比。结果还显示出，包括30nm的铝掺杂的氮化硅和 30nm的铝掺杂的氧化硅的阻挡双层的堆叠件在减少的反射损失和干扰方面表现得更好。在另一实验中，根据下述构造形成堆叠件75nm的氧化锡(IV)、25nm的氧化锡、 250nm的锡酸镉、30nm的铝掺杂的氧化硅、30nm的铝掺杂的氮化硅和玻璃。使堆叠件在具有大约0. OlPadO-4托)的低真空的带式炉中进行退火。使用气相输送沉积将硫化镉层和碲化镉层沉积到堆叠件上。形成有上述堆叠件构造的器件具有平坦的硫化镉分布，与前述缓冲层的适当应用的结果一样。随后的分析显示出，这些器件表现良好，具有在10%-12%范围内的平均效率和在65% -75%范围内的填充因子。通过示出和举例的方式提供了上述实施例。应当理解的是，上面提供的示例可以在某些方面改变，而仍落在权利要求书的范围内。应当理解的是，虽然已经参照上面的优选实施例描述了本发明，但是其他实施例在权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种光伏器件，所述光伏器件包括透明导电氧化物层，邻近于基底，所述透明导电氧化物层包括锡酸镉层； 一个或多个阻挡层，位于所述基底和所述透明导电氧化物层之间，其中，所述一个或多个阻挡层中的每个包括氧化硅或氮化硅；氧化锡层，邻近于所述透明导电氧化物层； 缓冲层，邻近于所述氧化锡层；以及半导体双层，邻近于所述缓冲层，所述半导体双层包括邻近于半导体窗口层的半导体吸收层。
2.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述缓冲层包括氧化锡层。
3.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述缓冲层选自于由氧化锡、氧化锌锡、氧化锌和氧化锌镁组成的组。
4.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述透明导电氧化物层具有大约IOOnm至大约IOOOnm的厚度。
5.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述一个或多个阻挡层包括氮化硅。
6.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述一个或多个阻挡层包括氧化硅。
7.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述一个或多个阻挡层包括邻近于氮化硅层的氧化硅层。
8.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述一个或多个阻挡层包括邻近于铝掺杂的氮化硅层的铝掺杂的氧化硅层。
9.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述一个或多个阻挡层包括邻近于氮化硅层的第一氧化硅层，其中，所述氮化硅层相邻于第二氧化硅层。
10.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述一个或多个阻挡层包括邻近于铝掺杂的氮化硅层的第一铝掺杂的氧化硅层，其中，所述铝掺杂的氮化硅层邻近于第二铝掺杂的氧化硅层。
11.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述氧化锡层具有大约IOnm至大约IOOnm的厚度。
12.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述缓冲层具有大约IOnm至大约IOOnm的厚度。
13.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述半导体吸收层包括碲化镉层。
14.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述半导体窗口层包括硫化镉层。
15.根据权利要求1所述的光伏器件，其中，所述基底包括玻璃。
16.根据权利要求15所述的光伏器件，其中，所述玻璃包括钠钙玻璃。
17.—种制造光伏器件的方法，所述方法包括邻近于一个或多个阻挡层沉积透明导电氧化物层，所述透明导电氧化物层包括锡酸镉层，所述一个或多个阻挡层中的每个包括氧化硅或氮化硅； 邻近于所述透明导电氧化物层沉积氧化锡层； 邻近于所述氧化锡层沉积缓冲层，其中，所述一个或多个阻挡层与沉积的透明导电氧化物层、氧化锡层和缓冲层形成透明导电氧化物堆叠件；对所述透明导电氧化物堆叠件进行退火；邻近于所述透明导电氧化物堆叠件沉积半导体窗口层；以及邻近于所述半导体窗口层沉积半导体吸收层。
18.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括邻近于基底沉积所述透明导电氧化物堆叠件。
19.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括使用化学气相沉积工艺邻近于基底沉积所述一个或多个阻挡层。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，沉积一个或多个阻挡层的步骤包括邻近于基底沉积氮化硅层。
21.根据权利要求17所述的方法，其中，沉积一个或多个阻挡层的步骤包括邻近于基底沉积氧化硅层。
22.根据权利要求17所述的方法，其中，沉积一个或多个阻挡层的步骤包括 邻近于基底沉积氮化硅层；以及邻近于所述氮化硅层沉积氧化硅层。
23.根据权利要求17所述的方法，其中，沉积一个或多个阻挡层的步骤包括 邻近于基底沉积铝掺杂的氮化硅层；以及邻近于所述铝掺杂的氮化硅层沉积铝掺杂的氧化硅层。
24.根据权利要求17所述的方法，其中，沉积一个或多个阻挡层的步骤包括 邻近于基底沉积第一氧化硅层；邻近于所述第一氧化硅层沉积氮化硅层；以及邻近于所述氮化硅层沉积第二氧化硅层。
25.根据权利要求17所述的方法，其中，沉积一个或多个阻挡层的步骤包括 邻近于基底沉积第一铝掺杂的氧化硅层；邻近于所述第一铝掺杂的氧化硅层沉积铝掺杂的氮化硅层；以及邻近于所述铝掺杂的氮化硅层沉积第二铝掺杂的氧化硅层。
26.根据权利要求17所述的方法，其中，对所述透明导电氧化物堆叠件进行退火的步骤包括在炉中加热所述透明导电氧化物堆叠件。
27.根据权利要求17所述的方法，其中，对所述透明导电氧化物堆叠件进行退火的步骤包括在含氮气氛中进行退火。
28.根据权利要求17所述的方法，其中，邻近于一个或多个阻挡层沉积透明导电氧化物层的步骤包括将锡酸镉层溅射到所述一个或多个阻挡层上，所述锡酸镉层具有大约 IOOnm至大约IOOOnm的厚度。
29.根据权利要求17所述的方法，其中，邻近于透明导电氧化物层沉积氧化锡层的步骤包括将氧化锡层溅射到锡酸镉层上，所述氧化锡层具有大约IOnm至大约IOOnm的厚度。
30.根据权利要求17所述的方法，其中，邻近于氧化锡层沉积缓冲层的步骤包括将第二氧化锡层溅射到第一氧化锡层上，所述第二氧化锡层包括大约IOnm至大约IOOnm的厚度。
31.根据权利要求17所述的方法，其中，邻近于缓冲层沉积半导体窗口层的步骤包括沉积硫化镉层。
32.根据权利要求17所述的方法，其中，邻近于缓冲层沉积半导体窗口层的步骤包括输送蒸气。
33.根据权利要求17所述的方法，其中，邻近于半导体窗口层沉积半导体吸收层的步骤包括邻近于硫化镉层沉积碲化镉层。
34.根据权利要求17所述的方法，其中，邻近于半导体窗口层沉积半导体吸收层的步骤包括输送蒸气。
35.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括邻近于所述半导体吸收层沉积背接触件，并邻近于所述背接触件沉积背支撑件。
36.一种多层基底，所述多层基底包括透明导电氧化物层，邻近于基底，所述透明导电氧化物层包括锡酸镉层；一个或多个阻挡层，位于所述基底和所述透明导电氧化物层之间，其中，所述一个或多个阻挡层中的每个包括氧化硅或氮化硅；氧化锡层，邻近于所述透明导电氧化物层；以及缓冲层，邻近于所述氧化锡层。
37.根据权利要求36所述的多层基底，其中，所述缓冲层包括氧化锡层。
38.根据权利要求36所述的多层基底，其中，所述缓冲层选自于由氧化锡、氧化锌锡、 氧化锌和氧化锌镁组成的组。
39.根据权利要求36所述的多层基底，其中，所述透明导电氧化物层具有大约IOOnm至大约IOOOnm的厚度。
40.根据权利要求36所述的多层基底，其中，所述一个或多个阻挡层包括氮化硅。
41.根据权利要求36所述的多层基底，其中，所述一个或多个阻挡层包括氧化硅。
42.根据权利要求36所述的多层基底，其中，所述一个或多个阻挡层包括邻近于氮化硅层的氧化硅层。
43.根据权利要求36所述的多层基底，其中，所述一个或多个阻挡层包括邻近于铝掺杂的氮化硅层的铝掺杂的氧化硅层。
44.根据权利要求36所述的多层基底，其中，所述一个或多个阻挡层包括邻近于氮化硅层的第一氧化硅层，其中，所述氮化硅层相邻于第二氧化硅层。
45.根据权利要求36所述的多层基底，其中，所述一个或多个阻挡层包括邻近于铝掺杂的氮化硅层的第一铝掺杂的氧化硅层，其中，所述铝掺杂的氮化硅层相邻于第二铝掺杂的氧化硅层。
46.根据权利要求36所述的多层基底，其中，所述氧化锡层具有大约IOnm至大约 IOOnm的厚度。
47.根据权利要求36所述的多层基底，其中，所述缓冲层具有大约IOnm至大约IOOnm的厚度。
48.一种制造多层基底的方法，所述方法包括邻近于第一基底沉积一个或多个阻挡层；邻近于所述一个或多个阻挡层沉积透明导电氧化物层，所述透明导电氧化物层包括锡酸镉层，所述一个或多个阻挡层中的每个包括氧化硅或氮化硅；邻近于所述透明导电氧化物层沉积氧化锡层；邻近于所述氧化锡层沉积缓冲层，其中，所述第一基底、沉积的一个或多个阻挡层、透明导电氧化物层、氧化锡层和缓冲层形成透明导电氧化物堆叠件；以及对所述透明导电氧化物堆叠件进行退火。
49.根据权利要求48所述的方法，其中，沉积一个或多个阻挡层的步骤包括化学气相沉积工艺。
50.根据权利要求48所述的方法，其中，沉积一个或多个阻挡层的步骤包括沉积氮化硅层。
51.根据权利要求48所述的方法，其中，沉积一个或多个阻挡层的步骤包括沉积氧化硅层。
52.根据权利要求48所述的方法，其中，沉积一个或多个阻挡层的步骤包括 沉积氮化硅层；以及邻近于所述氮化硅层沉积氧化硅层。
53.根据权利要求48所述的方法，其中，沉积一个或多个阻挡层的步骤包括 沉积铝掺杂的氮化硅层；以及邻近于所述铝掺杂的氮化硅层沉积铝掺杂的氧化硅层。
54.根据权利要求48所述的方法，其中，沉积一个或多个阻挡层的步骤包括沉积第一氧化硅层；邻近于所述第一氧化硅层沉积氮化硅层；以及邻近于所述氮化硅层沉积第二氧化硅层。
55.根据权利要求48所述的方法，其中，沉积一个或多个阻挡层的步骤包括 沉积第一铝掺杂的氧化硅层；邻近于所述第一铝掺杂的氧化硅层沉积铝掺杂的氮化硅层；以及邻近于所述铝掺杂的氮化硅层沉积第二铝掺杂的氧化硅层。
56.根据权利要求48所述的方法，其中，对所述透明导电氧化物堆叠件进行退火的步骤包括在炉中加热所述透明导电氧化物堆叠件。
57.根据权利要求48所述的方法，其中，对所述透明导电氧化物堆叠件进行退火的步骤包括在含氮气氛中进行退火。
58.根据权利要求48所述的方法，其中，所述第一基底是玻璃。
59.根据权利要求58所述的方法，其中，所述玻璃是钠钙玻璃。
60.根据权利要求48所述的方法，其中，邻近于所述一个或多个阻挡层沉积透明导电氧化物层的步骤包括将锡酸镉层溅射到所述一个或多个阻挡层上，所述锡酸镉层具有大约IOOnm至大约IOOOnm的厚度。
61.根据权利要求48所述的方法，其中，邻近于透明导电氧化物层沉积氧化锡层的步骤包括将氧化锡层溅射到锡酸镉层上，所述氧化锡层具有大约IOnm至大约IOOnm的厚度。
62.根据权利要求48所述的方法，其中，邻近于所述氧化锡层沉积缓冲层的步骤包括 将第二氧化锡层溅射到第一氧化锡层上，所述第二氧化锡层具有大约IOnm至大约IOOnm的厚度。
全文摘要
一种光伏器件可包括邻近于基底的透明导电氧化物层和一个或多个阻挡层，所述一个或多个阻挡层可包括氧化硅或氮化硅。
文档编号H01L31/0264GK102576743SQ201080032680
公开日2012年7月11日 申请日期2010年5月12日 优先权日2009年5月18日
发明者戴尔·罗伯茨, 斯科特·米尔斯, 杨宇, 赵志波 申请人:第一太阳能有限公司