专利名称：多结光电器件及其生产方法
技术领域：
本发明涉及光电器件的领域。更具体地，本发明涉及由n-i-p或n-p配置的基本电池构成的光电器件，所述n-i-p或n-p配置的基本电池相互堆叠，并且吸收不同波长范围上的光。这样的器件称为多结电池。本发明还涉及用于生产该光电器件的方法。本发明的特别有利应用是用于旨在生成电能的光伏电池的生产，但是本发明还更一般地应用于其中将光辐射转换为电信号的任何结构，诸如光检测器。
背景技术：
传统上，硅薄膜双结或串联电池由非晶硅制成的顶部电池和微晶硅制成的底部电池构成，该顶部电池吸收可见光(直到大约750nm)，该底部电池吸收直到红外的光(直到大约llOOnm)。这样的串联电池称为“非微晶叠层(micromorph) ”电池。在本说明书中，“顶部”表示接近入射光的一侧，而“底部”表示远离入射光的一侧。为了增加电流，在单结电池中和在多结电池中，背接触部是粗糙的，以便散射器件中的光。各层是一层沉积在另一层上，然后基底粗糙度传播通过各层的界面。通常，薄层 (0-500nm)保持基底的原始表面粗糙度，而厚层(> 1 μ m)使原始粗糙度变平。粗糙表面由连续的凸起和凹坑构成，而凸起和凹坑由倾斜度更大或更小的基本表面形成，该基本表面可以包括尖锐边缘(在凸起的顶部或在凹坑的底部)。基底的表面的形态在光学性能(短路电流密度(JJ)和电学性能(开路电压(V。。)和占空因子(FF))，即太阳能电池的效率中起到最重要的作用。关于微晶电池，如果电池沉积在没有或者很少高度倾斜的基本表面的基底上，则这样的电池具有更好的电学特性(更好的占空因子(FF)和更好的开路电压(Voc))。然而，界面的高度倾斜的基本表面促进电池中光的散射。因此，改进电池的光学特性(短路电流(Jj)。最佳折中方案是具有大特征尺寸(H. Sai和MKondo，Journal of Applied Physics, 105,094511,2009)的基底的软形态(圆形谷见 Μ. Python 等人，Journal of Non-Crystalline Solids,354，19—25，2008)。关于非晶电池，非晶电池的电学特性稍稍(如果有的话)遭受尖锐的基底形态的影响。然而，当非晶电池暴露给光时，其遭受效率的衰退。限制衰退的手段是减小电池的厚度。为了减小电池的厚度并且保持好的效率，具有高度倾斜的基本表面和减小的特征尺寸的基底(见 T. Soderstrom 等人，Journal of Applied Physics, 103，114509，2008)用于增加电池中的光散射。在串联或多结电池中，问题在于增加使用粗糙表面的两个电池中的电流密度或光的吸收，所述粗糙表面散射吸收体中的光。然而，如上所述，用于“顶部”和“底部”电池的最佳形态是不同的。具体地，“顶部”电池要求尖锐形态，这意味着具有高度倾斜的基本表面， 以便增加它的电流密度，减小它的厚度，从而限制它的衰退。然而，在这种类型的形态的情况下，“底部”微晶电池遭受不合适的形态的影响，这通过与单电池中相同的表现(即占空因子FF和开路电压Vre的下降)在串联电池中显现。
为了减轻该问题，已经提出了在“顶部”电池和“底部”电池之间放置薄中间镜(厚度为50-150nm)，使得“顶部”电池电流能够增加。中间镜是放置在两个基本电池之间的具有的折射率(η)比基本电池的折射率更小的层。对于“非微晶叠层”电池，这种具有的折射率(η)典型地为1. 3至2. 5的中间镜插入在“顶部”电池和“底部”电池之间。这使得可以增加“顶部”电池的电流密度，而不必增加它的厚度，从而最小化在照明下“顶部”电池的光致衰退的影响。然而，因为表面形态大大地受到前一层的沉积的影响，所以这种镜复制了“底部” 电池的形态，并且使得不能创建两个不同形态，即一个适于“顶部”电池，而另一个适于“底部”电池。专利US 6 825 408描述了在“顶部”电池和“底部”电池之间使用具有不同高度 (Ry或Rmax)的不规则表面的中间层，在“底部”侧的表面具有比在“顶部”侧的表面更大的
平均高度差。然而，这些高度标准使得不能获得用于两个电池任一的最佳表面形态。具体地，这诚然允许进入器件的光的百分比增加，但是效率的增加仍然不足。专利申请US 2002/0011263描述了在“顶部”电池和“底部”电池之间使用具有不同高度的不规则表面的中间层，在“顶部”侧的表面具有比在“底部”侧的表面更大的平均高度差。在该申请中，位于中间层(即第一电极层)之下的光电转换器件的表面水平差(Ry) 在5到150nm的范围。因此，中间层的底面也具有包括5nm到150nm的表面水平差(Ry)。 US 2002/0011263的图7显示第一电极的表面水平差应该小于150nm。如本领域技术人员已知的，在Ry大于150nm的情况下，结晶硅光电转换器件的电学特性迅速下降。然而，这些高度标准使得不能获得用于两个电池任一的最佳表面形态。因此，本发明的目的是通过提供更高性能光电器件从而减轻这些缺点，所述更高性能光电器件具有对于两个基本电池的每一个的生长而分别优化的表面形态。
发明内容
为此目的，并且根据本发明，提出了一种多结光电器件，包括其上沉积第一导电层的基底、其上沉积第二导电层的n-i-p或n-p配置的至少两个基本光电器件、以及在两个相邻基本光电器件之间提供的至少一个中间层，所述中间层具有在进光侧的顶部面和在另一侧的底部面，所述底部面具有大于150nm的峰到谷粗糙度，并且所述顶部面和底部面分别具有包括倾斜的基本表面的表面形态，使得CI9tllissp小于Ci9tiwsp至少3°，优选地6°，更优选地10°，并且更优选地15° ；其中Ci9tiwsp是这样的角度中间层的顶部面的基本表面的 90%具有等于或小于该角度的倾斜度，并且a9(i;issp是这样的角度中间层的底部面的基本表面的90%具有等于或小于该角度的倾斜度。这样的表面形态使得可以最优地调和理论上由中间层的每个面所要求的形态，并且因此使得可以获得更高性能的器件。实际上，彻底修改了各表面的形态而没有平均高度差的任何修改。相反，现有技术US 2002/0011263的文献教导了具有在中间层的不均勻表面中的峰到谷粗糙度大于这样的中间层之下的光电器件的峰到谷粗糙度(该光电器件的峰到谷粗糙度小于150nm)，但是US 2002/0011263没有给出关于中间层的面的基本表面的角形态的启示。从几何的观点看，可以修改峰到谷粗糙度同时保持基本表面的相同角度。但是，通过控制中间层的面的形态，本发明允许具有大于150nm的峰到谷粗糙度的底部面的中间层，以此方式促进电池中光的散射并且改进电池的光学特性，而没有电池的电学特性的任何剧烈减小。
及一种用于生产多结光电器件的方法，所述多结光电器件包括其上沉积第一导电层的基底、其上沉积第二导电层的n-i-p或n-p配置的至少两个基本光电器件。 根据本发明，所述方法包括在所述基本光电器件的至少一个上沉积中间层的步骤，所述中间层具有在进光侧的顶部面和在另一侧的底部面，所述底部面具有大于150nm的峰到谷粗糙度，并且所述顶部面和底部面分别具有包括倾斜的基本表面的表面形态，使得α 小于至少3°，优选地6°，更优选地10°，并且甚至更优选地15° ；其中α9(1]^和α 9(1 底部在上面定义。优选地，仅在单个步骤中执行沉积中间层的步骤。
参照附图，在阅读以下描述时本发明的其它特征将变得更加明显，附图中图1示出根据本发明的串联电池的图；图2示出的图说明了在原子力显微镜(AFM)图像的点A处表面的倾斜角的计算；图3示出在根据本发明的器件中中间层的顶部面和底部面的角分布的积分；以及图4示出在不用镜、使用标准镜和使用根据本发明的中间镜的情况下底部和顶部电池的外部量子效率。
具体实施例方式图1示出光电器件或“非微晶叠层”电池1，其包括相互堆叠的基底2、构成第一电极的第一导电层3、称为底部或“底部”电池的第一基本光电器件4、中间层5、称为顶部或 “顶部”电池的第二基本光电器件6、以及构成第二电极的透明第二导电层7。器件1暴露给沿着箭头8朝向的光。中间层5具有在进光侧的顶部面10和在另一侧的底部面11。根据本发明，所述底部面11具有大于150nm的峰到谷粗糙度，并且所述顶部面10 和底部面11分别具有包括倾斜的基本表面的表面形态，使得CI9tlli^小于α9(1]^至少3°， 优选地6°，更优选地10°，并且更优选地15° ；其中Ci9tiwsp是这样的角度中间层5的顶部面10的基本表面的90%具有等于或小于该角度的倾斜度，并且Ci9tlte是这样的角度中间层5的底部面11的基本表面的90%具有等于或小于该角度的倾斜度。例如，差(α90顶部-Ci90底部)可以包括5°至25°，优选地8°至15°，并且更优选地8°至14°。参照图2，这里通过构成样本的粗糙表面的基本表面的倾斜度描述表面的形态，也称为表面的角分布。为此，对测量为5 μ mX 5 μ m的表面执行AFM测量，所述表面对应于代表样本表面拓扑(ζ轴)的256X256等距点(传统坐标系统中的χ和y轴)的矩阵。为了移除基底的任何倾斜或弯曲，从该图像减去2阶多项式，该2阶多项式最小化它本身和表面之间平方差的和。因此，获得的是表面S的形态的良好表现，所述表面S典型地由具有50至2000nm尺寸的结构构成。平面ζ = 0定义为水平平面P。为了获得表面的角分布，对于AFM图像中的每个点A计算垂直于水平平面P的矢量和垂直于表面S的矢量Vn之间的角度。为此，通过点A和两个矢量Vx和Vy定义用于计算到点A的法线的相关基本表面。Vx是方向χ中连接点A前后的两个点(在AFM矩阵中为近邻)的矢量，并且Vy是方向y中连接点A前后的两个点(在AFM矩阵中为近邻)的矢量。通过Vx和Vy的矢量积确定垂直于所讨论的基本表面的矢量Vn。基本表面的倾斜角 α定义为所讨论的基本表面的垂直矢量Vn与垂直于水平平面P的矢量之间的角度。可以构造点的新的矩阵，其代表AFM矩阵中每个点处的每个基本表面的倾斜度。 从指示表面的每个点处的倾斜度的矩阵起，可能产生从0到90°的角度的直方图(角度分布)，该直方图给出具有位于某一角度间隔(典型地为2度)内的倾斜度的表面的比例。通过从0到α积分后者，获得角度分布的积分(查阅图幻。在χ轴上绘制角度。在y轴上绘制具有等于或小于给定角度的到水平平面的倾斜度的基本表面的比例。平的水平表面定义为所有基本表面具有等于0°的角度的倾斜度的一个表面，因此0°至90°的角度分布的积分等于1。相反，具有高度倾斜的基本表面的极粗糙表面显示具有高比例的表面基本表面具有高倾斜角的角分布，并且角分布的积分对于小角度(例如0° -15° )接近0，并且仅对于大角度(例如30° -70° )接近1。在本发明中，为了表征表面的形态，所讨论的值α是这样的角度Ci9tl 所研究的表面的基本表面的90%具有等于或小于该角度的倾斜度。优选地，角度包括在20°和80°之间，更优选地在25°和50°之间。优选地，角度a9(i;issp包括在5°和40°之间，更优选地在5°和25°之间。峰到谷粗糙度由JIS B0601定义(最大高度；可以称为Ry或Rmax)。底部面11的峰到谷粗糙度可以包括200nm至2000nm，优选地200nm至900nm，更优选地300nm至600nm，并且更优选地300nm至450nm。优选地，顶部面10的峰到谷粗糙度大于底部面11的峰到谷粗糙度。顶部面10的峰到谷粗糙度可以包括200nm至2000nm，优选地200nm至900nm，更优选地300nm至600nm，并且更优选地300nm至500nm。基底2可以由选自下述的材料制成塑料(例如PEN、PET和聚酰亚胺)、 玻璃、金属(例如钢)、硅或抵抗太阳能电池制作条件的其它材料(查阅J.Bailat、 V. Terrazzoni-Daudrix、J. Guillet、F. Freitas、X. Niquille、A. Shah>C. Ballif>T. Scharf> R. Morf、A. Hansen、D. Fischer、Y. Ziegler 禾口 A. Closset, Proc. of the 20th European PVSEC(2005) 1529)。纹理可以通过UV-NIL (查阅 C. Eisner、J. Dienelt 和 D. Hirsch,Microelectronic Engineering 65(2003) 163)或通过对于柔性基底的直接模压(查阅Μ. Worgull、J. F. H6tu、 K. K. Kabanemi 禾口 Μ· Heckele，Microsystem Technologies 12(2006)947)应用至Ij基底。第一导电层3由透明导电氧化物(例如SiO或ITO)(查阅τ· Soderstrom>F. -J. Haug、0. Cubero、X. Niquille 禾口 C. Ballif, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Volume 1101E, Warrendal e, PA，2008 (2008) 1101)、金属(Ag、Al)、或透明氧化物和金属的组合(查阅 A. Banerjee 禾口 S. Guha, Journal of Applied Physics 69 (1991) 1030，或者 R. H. Franken> R. L. Stolk、H. Li、C. H. Μ. v. d. Werf、J. K. Rath 禾口 R. Ε. I. Schropp，Journal of AppliedPhysics 102(2007)014503)制成。第二导电层7由透明导电氧化物(例如ZnO、ITO, InO、SnO2等)制成。导电层3和7通过本领域技术人员已知的工艺(诸如蒸镀、溅射和化学沉积)沉积。对于第一导电层3，优选地使用用于导电层(Ag、透明氧化物)的溅射工艺或化学沉积工艺(例如 LP-CVD ZnO、AP-CVD SnO2)，使得可以获得具有用于顶部基本电池4的最佳表面形态的导电层。还可以通过在基底2上沉积层或直接在基底上模压层给出该形态 (查阅 C. Eisner、J. Dienelt 禾口 D. Hirsch, Microelectronic Engineering 65 (2003) 163, 或者 Μ. Worgul1> J. F. Hetu> K. K. Kabanemi 禾口 Μ· Heckele, Microsystem Technologies 12(2006)947)。基本光电器件4和6可以具有n-i-p或n_p配置。这意味着为产生基本电池而沉积的第一层是η层、然后可选地是i层、并且然后是ρ层。这使得可以使用非透明或柔性基底。当然，显然所有组合是可能的。特别地，当器件包括两个基本电池时，四种组合n-i-p/ n-i-p、n-p/n-i-p、n-p/n-p和n-i-p/n-p是可能的。n-i-p/n-i-p组合优选用于串联电池的结构。有利地，相对于中间层5位于面对基底2 —侧的基本光电器件4或“底部电池”由通过能带隙Egli^表征的半导体材料制成，并且位于进光侧的基本光电器件6或“顶部电池” 由通过能带隙Egl^表征的半导体材料制成。优选地，能带隙Egl^大于能带隙Eglilsr以便补充地吸收太阳光谱。基本光电器件4或底部电池基于用于光伏应用的硅或半导体。优选地，它基于结晶硅或微晶硅或硅-锗或硅化合物，其使得能量带隙相对于非晶硅减小。基本光电器件6或顶部电池是用于光伏应用的半导体，优选地基于硅。优选地， 它基于非晶硅或具有大于非晶硅的能带隙的硅化合物(例如Sic、SiO等)。它具有50至 400nm的厚度，优选地IOOnm至250nm。优选地，基本光电器件4或底部电池基于微晶硅，并且其它基本光电器件6或顶部电池基于非晶硅或非晶硅合金(诸如，例如非晶硅碳化物、氮化物和氧化物)。基本电池4和6通过本领域技术人员已知的工艺沉积。优选地，使用PECVD(等离子增强化学蒸气沉积)工艺(查阅 U. Kroll, A. Shah、H. Keppner, J.Meier、P. Torres 禾口 D.Fischer, Potential of VHF-Plasmas for Low-Cost Production of a_Si:H Solar Cells Solar Energy Materials and Solar Cells, Vol 48, pp.343-350,1997)。在已经沉积底部基本电池4之后，沉积中间层5，但是使得可以恢复对于顶部基本电池6适合的形态。中间层5由小于硅的折射率(η = 4)的折射率(典型地1. 5 < η < 2. 5)表征的层构成。中间层5由选自下述的氧化物的层构成氧化锌、掺杂的氧化硅、掺杂的多孔氧化硅、氧化锡、氧化铟及其组合。优选地，使用透明氧化锌。中间层5可以具有0. Ιμπι至ΙΟΟμπι的厚度。优选地，中间层5具有0. 6 μ m至 5 μ m的厚度，更优选地0. 8 μ m至3 μ m。根据本发明的变体，如上面定义的中间层5的顶部面10的表面形态可以通过它的制作工艺的完全本性获得，也就是说通过所选择的氧化物的生长。为此，在沉积中间层5的步骤期间，使用这样的工艺，该工艺使得可以通过使用的氧化物的生长获得顶部面10的所要求的表面形态。该工艺使用选自下述的技术之一低压CVD、APCVD(气压CVD)、溅射、蒸镀和溶胶-凝胶工艺。优选地，中间层5由通过LPCVD (低压CVD)工艺沉积的ZnO层构成，以便通过ZnO 的生长获得顶部面的所要求的表面形态(查阅J. Steinhauser, L. Feitknecht, S. Fay> R. Schliichter、A. Shah、C. Bal 1 if> J. Springer、L. Mullerova-Hodakova、A. Purkrt> A. Poruba 和 Μ· Vanecek, Proc. of the 20th European PVSEC (2005) 1608)。这种工艺的优点是一种单个步骤工艺，其允许自然具有本发明所要求的形态的中间层的生长。US 2002/0011263公开了一种两步骤工艺，包括沉积的步骤和蚀刻中间层以修改和获得所要求的Ry的步骤。在本发明中，不要求Ry的修改，而是仅要求如上所述的基本表面的角形态。根据本发明的变体，如上所述的中间层5的顶部面10的表面形态可以使用以下工艺通过它的沉积之后的表面处理来获得，该工艺包括在沉积中间层5的步骤之后的额外步骤，该额外步骤为纹理化中间层5的顶部面10以便获得顶部面10的所要求的表面形态。这个额外的纹理化步骤使用选自下述的技术之一蚀刻、化学侵蚀、等离子体处理和喷砂，这些是本领域技术人员已知的。根据本发明的“非微晶叠层”电池具有中间层，该中间层具有这样的面，该面具有的表面形态使得可以最优地调和理论上由中间层的每个面所要求的形态，并因此使得可以获得更高性能的器件。特别地，顶部基本电池6受益于中间层5的顶部面10的最优形态， 从而使得可以散射和陷波(trap)顶部基本电池6中的光，并且减小它的厚度。这使得可以选择(没有任何限制)具有用于底部电池5的最佳形态的基底。因此，可以仅最大化非微晶叠层电池的效率。本发明基于包括两个基本电池的器件。当然，根据本发明的器件可以包括超过两个基本电池，它们中的至少两个电池由根据本发明的中间层分开。以下示例说明本发明，然而没有限制它的范围。示例比较具有n-i-p/n-i-p配置的“非微晶叠层”类型的三种串联电池-没有中间层(示例1);-有标准中间层(示例2)；以及-有根据本发明的中间层(示例3)。基本电池由非晶硅制成的顶部电池6和微晶硅制成的底部电池4构成。这些层优选地通过PECVD (等离子体增强化学蒸镀沉积)工艺沉积。使用的基底2是玻璃(Schott AF 45)，并且通过粗糙的第一导电层3 (背接触部)给出纹理，该第一导电层3由通过高温溅射沉积的银(Ag)构成(查阅R.H.Franken、 R. L. Stolk、H. Li、C. H. Μ. v. d. Werf> J. K. Rath 禾口 R. Ε. I. Schropp, Journal of Applied Physics 102 0007)014503)，并且由也通过溅射且在金属接触部和光伏层之间提供扩散屏障而沉积的细微(70nm)的氧化锌(SiO)层构成。顶部电池6具有200nm的厚度。底部电池具有3μπι的厚度。层7是通过LP-CVD沉积的ZnO层。标准型中间层由通过PECVD沉积的厚度为IOOnm的SiOx层构成。具有根据本发明的形态的中间层由通过LP-CVD沉积的厚度为1.5μπι的ZnO层
9构成(查阅 J. Steinhauser、L. Feitknecht, S. Fay> R. SchlUchter、A. Shah、C. Ballif、 J. Springer、L. Mullerova-Hodakova>A. Purkrt>A. Poruba禾口Μ· Vanecek, Proc. of the 20th European PVSEC(2005) 1608)。该工艺使得可以生长具有用于在单个步骤工艺中沉积顶部电池的最佳表面形态的层。使用上述工艺测量根据本发明的中间层的顶部面和底部面的表面形态。获得所讨论中间层的两个面的角分布的积分，示于图3。在该图中，在χ轴上绘制角度。在y轴上绘制具有等 于或小于给定角度的倾斜度的基本表面的比例。曲线C对应于中间层的底部面， 并且曲线D对应于顶部面。对于每个表面，定义角度α9(1，该角度Ci9tl指示表面的基本表面的90%具有等于或小于该角度的倾斜度。在本示例中， α 90 底部22 ？^JeL α9ο 顶部
33。，艮口 11。白勺差(α 90顶部_ α 90底部)。通过AFM测量的各层之间的界面表面还可以用象均方根粗糙度(RMS)和峰到谷粗糙度(Ry = Rmax)的标准技术表征。在用于示例3的以下表格中指示粗糙度RMS [nm] Ry [nm]界面3-4 (基底) 70429界面11 (底部) 60350界面10 (顶部) 72460示例3中界面的底部面11的表面粗糙度Ry是350nm，其大于从本领域的技术人员已知的和US 2002/0011263的150nm的值，以便不劣化电池的电学特性。示例3中底部面11的表面粗糙度Ry低于顶部面10的表面粗糙度Ry，与US 6，825，408的教导相反。通过比较，以(a90WSp-Ci901i^)差是0°的方式，标准中间层(示例2)的顶部面和底部面具有形同的形态。用AM 1. 5G太阳光谱在标准条件下测量以下参数开路电压(Vqc)、占空因子(FF)、 短路电流密度(Jsc)和转换效率(η)。在以下表格中指示获得的结果
权利要求
1.一种多结光电器件(1)，包括其上沉积第一导电层(3)的基底O)、其上沉积第二导电层(7)的n-i-p或n-p配置的至少两个基本光电器件G，6)、以及在两个相邻基本光电器件(4，6)之间提供的至少一个中间层(5)，其特征在于，所述中间层( 具有在进光侧的顶部面(10)和在另一侧的底部面(11)，所述底部面(11)具有大于150nm的峰到谷粗糙度， 并且其特征在于，所述顶部面(10)和底部面(11)分别具有包括倾斜的基本表面的表面形态，使得Ci9tl^ssp小于Ci9tiwsp至少3°，优选地6°，更优选地10°，并且甚至更优选地15° ； 其中是这样的角度所述中间层(5)的顶部面(10)的基本表面的90%具有等于或小于该角度的倾斜度，并且α 9(|^ssp是这样的角度所述中间层(5)的底部面(11)的基本表面的90%具有等于或小于该角度的倾斜度。
2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，Ci9tiwsp包括在20°和80°之间，优选地在 25°和50°之间。
3.根据权利要求1或2所述的器件，其特征在于，CI9tllissp包括在5°和40°之间，优选地在5°和25°之间。
4.根据前述权利要求的任一所述的器件，其特征在于，朝向所述基底( 一侧的基本光电器件(4)基于微晶硅，并且其特征在于，在所述进光侧的基本光电器件(6)基于非晶娃。
5.根据前述权利要求的任一所述的器件，其特征在于，所述中间层(5)具有0.6μπι至 5 μ m的厚度，优选地0. 8 μ m至3 μ m。
6.根据前述权利要求的任一所述的器件，其特征在于，所述中间层(5)由具有与硅的折射率(n = 4)不同的折射率的层构成，优选地η为1. 5至2. 5。
7.根据前述权利要求的任一所述的器件，其特征在于，所述中间层(5)由选自下述的氧化物的层构成氧化锌、掺杂的氧化硅、掺杂的多孔氧化硅、氧化锡、氧化铟及其组合。
8.根据权利要求7所述的器件，其特征在于，在选择的氧化物的生长期间获得所述中间层(5)的顶部面(10)的表面形态。
9.根据权利要求8所述的器件，其特征在于，所述中间层(5)由通过LPCVD(低压CVD) 沉积的ZnO层构成，以便通过SiO的生长获得所述顶部面(10)的所要求的表面形态。
10.根据权利要求1到7的任一所述的器件，其特征在于，在已经沉积所述中间层(5) 之后通过表面处理获得所述中间层(5)的顶部面(10)的表面形态。
11.一种用于生产多结光电器件(1)的方法，所述多结光电器件(1)包括其上沉积第一导电层(3)的基底O)、其上沉积第二导电层(7)的n-i-p或n-p配置的至少两个基本光电器件G，6)，其特征在于，所述方法包括在所述基本光电器件的至少一个上沉积中间层(5)的步骤，所述中间层( 具有在进光侧的顶部面(10)和在另一侧的底部面(11)，所述底部面(11)具有大于150nm的峰到谷粗糙度，并且所述顶部面(10)和底部面(11)分别具有包括倾斜的基本表面的表面形态，使得CI9tllissp小于Ci9ciwsp至少3°，优选地6°，更优选地10°，并且甚至更优选地15° ；其中Ci9tiwsp是这样角度所述中间层(5)的顶部面(10) 的表面的90%含有倾斜度等于或小于该角度的基本表面，并Ci9tllilsp是这样的角度所述中间层(5)的底部面(11)的表面的90%含有倾斜度等于或小于该角度的基本表面。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述中间层(5)由选自下述的氧化物的层构成氧化锌、掺杂的氧化硅、掺杂的多孔氧化硅、氧化锡、氧化铟及其组合。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述沉积中间层(5)的步骤使用单个步骤工艺，所述单个步骤工艺用于通过使用的氧化物的生长获得所述顶部面(10)的所要求的表面形态。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述沉积中间层(5)的步骤期间执行的所述工艺使用选自下述的技术之一 LPCVD(低压CVD)、高压CVD、溅射、蒸镀和溶胶-凝胶工艺。
15.根据权利要求12到14所述的方法，其特征在于，所述中间层(5)由ZnO层构成，并且其特征在于，沉积所述中间层(5)的步骤使用LPCVD (低压CVD)工艺，使得能够通过ZnO 的生长获得所述顶部面(10)的所要求的表面形态。
16.根据权利要求11到12之一所述的方法，其特征在于，在所述沉积中间层(5)的步骤之后，所述方法包括额外步骤，所述额外步骤为纹理化所述中间层(5)的顶部面(10)以便获得所述顶部面(10)的所要求的表面形态。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述额外的纹理化步骤使用选自下述的技术之一蚀刻、化学侵蚀、等离子体处理和喷砂。
全文摘要
本发明涉及一种多结光电器件(1)，包括其上沉积第一导电层(3)的基底(2)、其上沉积第二导电层(7)的n-i-p或n-p配置的至少两个基本光电器件(4，6)、以及在两个相邻基本光电器件(4，6)之间提供的至少一个中间层(5)。根据本发明的中间层(5)具有在进光侧的顶部面(10)和在另一侧的底部面(11)，所述底部面(11)具有大于150nm的峰到谷粗糙度，并且所述顶部面(10)和底部面(11)分别具有包括倾斜的基本表面的表面形态，使得α90底部小于α90顶部至少3°，优选地6°，更优选地10°，并且更优选地15°；其中α90顶部是这样的角度中间层(5)的顶部面(10)的基本表面的90％具有等于或小于该角度的倾斜度，并且α90底部是这样的角度中间层(5)的底部面(11)的表面的基本表面的90％具有等于或小于该角度的倾斜度。
文档编号H01L31/0236GK102217079SQ200980145911
公开日2011年10月12日 申请日期2009年11月18日 优先权日2008年11月19日
发明者F-J·豪格, T·苏德斯涛姆, X·尼丘勒 申请人:纽沙泰尔大学