专利名称：一种采用应变azo层用于阳极-吸收剂界面的薄膜太阳能器件的制作方法
技术领域：
本实用新型总体上涉及光伏器件及其制造方法。更具体地，本实用新型提供ー种用于双面薄膜光伏电池的方法和器件结构。本实用新型的实施方式包括一种用于形成双面薄膜光伏器件(bifacial thin film photovoltaic device)的方法,其利用阳极中的应变场(stained field)和费米能级钉扎(Fermi level pinning)来改变内电场(internalelectric field),从而提高电池效率。本实用新型的ー种应用是采用应变AZO层(stainedAZO layer)作为PV吸收剂和阳极层之间的界面来增强空穴收集(hole collection)的器件。
背景技术：
从ー开始，人类就已经应对挑战来寻找利用能量的方式。能量来自于例如，石化产品、水力发电、核能、风、生物质、太阳能、木材和煤的形式。在过去的一个世纪中，现代文明已依赖于作为重要能源的石化能量。石化能量包括天然气和石油。天然气包括更轻的形式，例如，丁烷和丙烷，通常用于加热住宅并用作用于烹饪的燃料，以及通常用于运输目的的汽油、柴油和喷气燃料。石化产品的更重的形式也可以用来加热住宅。遗憾的是，基于在地球上可获得的量，石化燃料的供应是有限的并且基本上是固定的。由于更多的人以增长的量使用石油产品，其迅速地变成稀缺资源。环境上清洁且可再生的能量是可期望的。清洁能量来源的一个实例是水电力(水カ发电)。水电カ来自由水坝产生的水流驱动的发电机。清洁且可再生的能量来源还包括风能、波能、生物质能等。风车将风能转化成更有用形式的能量，例如电能。清洁能源还有的其它类型包括太阳能。太阳能技术通常将来自太阳的电磁辐射转化成其它有用形式的能量。这些其它形式的能量包括热能和电力。对于电カ应用，经常使用太阳能电池。虽然太阳能在环境上是清洁的并且从某种角度上已经成功，但是，在其广泛应用之前，仍有许多限制有待解決。作为ー个实例，一种类型的太阳能电池使用来自半导体材料锭(ingots)的晶体材料。这些晶体材料可以用来制造包括将电磁辐射转化成电カ的光伏和光电ニ极管装置的光电装置。然而，晶体材料经常是昂贵的并且难以大規模制造。其它类型的太阳能电池使用“薄膜”技术来形成待用于将电磁辐射转化成电カ的光敏材料的薄膜。在使用薄膜技术制造太阳能电池时，存在类似的限制。也就是说，效率经常较低。另外，薄膜的可靠性经常较差，并且在传 统的环境应用中不能长时间使用。通常，薄膜难以彼此机械地结合。在整个本说明书并且更具体地在以下内容中，可以找到这些传统技术的这些和其它限制。作为提高薄膜太阳能电池的电池效率的ー种努力，用于改善电池异质结处的相对带对准(relative band alignment)的エ艺在提高太阳能电池的最终性能中发挥着重要作用。在选择合适的材料和结构来形成具有合适电场強度和方向的薄膜PV电池结界面(celljunction interfaces)中，存在着各种制造挑战。特别地,在吸收剂和阳极之间或者在窗ロ层和阴极之间通过各自界面的带阶(band lineup),影响着载流子收集效率和电池的内建电压(自带电压，build-in voltage)。过去的传统技术已经克服了这些中的一些问题,但在许多情形下传统技术却常常不够充分。因此，需要具有改进的方法和结构，用于设计薄膜光伏器件的电池结界面(cell junction interface)。
实用新型内容本实用新型提供ー种采用应变AZO层用于阳扱-吸收剂界面的薄膜太阳能器件，所述器件包括光学透明基板；覆盖所述透明基板的中间层；包含AZO层的阳极层，所述 AZO层与所述中间层形成第一界面；吸收剂层，所述吸收剂层与所述AZO层形成第二界面；覆盖所述吸收剂层的缓冲层和随后的窗ロ层；以及覆盖所述窗ロ层的阴极层；其中，所述AZO层诱发所述阳极层中的应变场和所述第一界面处的费米能级钉扎，从而改变所述第二界面处的内电场。可选地，所述光学透明基板包括钠钙玻璃。可选地，所述阳极层中的应变场和所述第一界面处的费米能级钉扎导致所述第二界面处的内电场的强度减弱，从而促进所述阳极层从所述吸收剂层中的空穴收集。可选地，所述阳极层中的应变场和所述第一界面处的费米能级钉扎导致所述第二界面处的内电场的方向翻转，从而促进所述阳极层从吸收剂层中的空穴收集。在一种实施方式中，本实用新型提供一种用于形成双面薄膜光伏电池的方法。该方法包括提供具有表面区域的玻璃基板(该表面区域由中间层所覆盖)以及在表面区域上形成薄膜光伏电池。薄膜光伏电池包括覆盖中间层的阳极、以及阳极上方的吸收剂层。此夕卜，电池包括在吸收剂层上方的窗ロ层和阴极，缓冲层居于吸收剂层与窗ロ层及阴极之间。阳极包括铝掺杂氧化锌(AZO)层，其与中间层形成第一界面，与吸收剂层形成第二界面。AZO层被构造成诱发第一界面处的费米能级钉扎以及从第一界面到第二界面的应变场。在本实用新型的可替换实施方式中，提供ー种采用应变AZO层用于阳扱-吸收剂界面的薄膜太阳能器件。该器件包括光学透明基板(透光基板)和覆盖透明基板的中间层。此外，该器件包括含铝掺杂氧化锌(AZO)层的阳极层，其与中间层形成第一界面。该器件还包括吸收剂层，其包含具有P-型掺杂剂的铜铟镓ニ硒，吸收剂层与AZO层形成第二界面。此外，该器件包括覆盖吸收剂层的缓冲层以及随后的窗ロ层。而且，该器件包括覆盖窗ロ层的阴极层。在ー个具体的实施方式中，该器件所采用的AZO层诱发阳极层中的应变场和第一界面处的费米能级钉扎，从而改变第二界面处的内电场。本实用新型的一些实施方式提供一种用于改变阳扱-吸收剂界面周围的内电场的方法，该方法利用阳极中应变和界面处费米能级钉扎的组合来减弱电场强度甚至翻转(改变，flipping)内电场方向。内电场强度的减弱，缓解了载流子空穴(carrier holes)从吸收剂到阳极的隧穿势垒，使得隧穿更容易。在吸收剂和背电极之间的界面处的内电场方向翻转直接有助于n+型阳极从P-型吸收剂中的空穴收集。中间层设置在AZO层和基板表面区域之间。AZO层和中间层之间的晶格失配(晶格错配，lattice mismatch)导致阳极中的应变,这改变了阳极和吸收剂之间的界面处的电场。在AZO层和中间层之间或者在AZO层和吸收剂层之间的界面处，电子带被表面态(surface states)改变并贯穿界面经由费米能级钉扎对准(aligned)。阳极中的应变和费米能级钉扎均可导致背电极处的内电场减弱或甚至方向翻转，这有助于背接触(后触点，back contact)处的空穴收集,并因此提高电池效率。
图I是示出在阳扱-吸收剂界面处采用铝掺杂氧化锌层的薄膜光伏电池的图示。图2是示出在典型双面结构中贯穿吸收剂及其界面的内电场的图示。 图3A是示出双面电池的异质结能带结构的图示。图3B是在双面电池的阳扱-吸收剂界面处的能带结构的近处视图(closerview)。图4是不出具有晶格间距失配的两种材料的界面的应变I旲的图不。图5是根据本实用新型一种实施方式通过阳极中应变与界面费米能级钉扎的组合效应使得阳极-吸收剂界面处的内电场改变的图示。图6是示出具有圆柱形态的溅射AZO层的截面SEM图像的图示。图7是示出具有纤维锌矿结构的溅射氧化锌层的X-射线衍射图谱的图示，其中示出了天然状态和应变状态的晶胞。
具体实施方式
本实用新型的实施方式提供用于双面薄膜光伏电池的方法和器件结构。它们包括用于形成双面薄膜光伏器件的方法，该方法采用阳极层中的应变场和界面费米能级钉扎，来改变阳极-吸收剂界面处的内电场，从而提高电池效率。本实用新型还提供一种器件，其采用AZO层作为PV吸收剂和阳极层之间的界面，用于增强空穴收集。图I是根据本实用新型一种实施方式示出在阳扱-吸收剂界面处采用铝掺杂氧化锌层的薄膜光伏电池的图示。如所示，薄膜光伏(PV)电池100形成于基板101上。典型地，对于双面薄膜PV电池,选择透明材料,例如钠I丐玻璃,用于基板。在一个实施方式中，覆盖基板101的表面区域形成中间层105。中间层105是背电极(典型地，阳极)的基底层(base layer)。在ー个具体的实施方式中，中间层105可以用作阻挡层,用于防止钠物种从钠钙玻璃扩散到电极层中。在另ー个具体的实施方式中，中间层105是光学上对阳光透明的，从而促进从电池背面的吸收。中间层105优选是由选自氟掺杂氧化锡(TF0)、氧化铟锡(ITO)和ニ氧化硅(SiO2)或氮化硅的材料制成的透明氧化物层。在另ー个具体的实施方式中，如果选择导电材料并且将其构造为形成电池阳极的电接触(电触点，electric contact),则中间层105可成为电池100的背电极的部分。例如，透明的导电氧化物和/或金属(如钥)的薄膜可以包括在中间层105中。另外，中间层105可用作结构性基底层，通过设置具有预定范围晶格常数的界面ー侧，用于控制在覆盖其自身而生长的层中的应变场。在其上部形成的层，可由于晶格失配以可控方式在应变下形成。[0027]如图I所示，阳极层110覆盖中间层105形成。在ー个具体的实施方式中，阳极层110是铝掺杂氧化锌(AZO)层，其在AZO层110和中间层105之间形成至少第一界面107。铝掺杂氧化锌的薄膜是透明且导电的。AZO光学特性的特征为可见光区域的高透射性(透过性，transmission)以及对长达 12 u m的IR波长的可用透射性(useable transmission)。AZO层110可通过从并入ZnO中的2-4%铝金属(或以Al2O3形式)构成的靶溅射而沉积形成。AZO层110可以在流入有氧气和氩气混合物、压カ范围为1-10毫托的真空室中，以约3W/cm2或更低的靶功率密度，通过RF或DC磁控管溅射沉积形成。可替换地，AZO层可以使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法形成。在中间层105上形成AZO层以后，作为n-型掺杂剂的铝，在n+阳极中可具有5X1019cm_3至lX1021cm_3的原子能级。測量为体电阻率(bulk resistivity)或薄层电阻(sheet resistance)的电导率，与沉积特性和层厚度有关。參照图1，覆盖AZO层110形成吸收剂115，导致在阳极110和吸收剂115之间形成至少第二界面112。电池100的吸收剂115是ー种光伏材料，典型地是P-型半导体薄膜。在ー个具体的实施方式中，吸收剂115通过在气体环境中热处理前体层而形成。例如，包括铜物种、铟物种和/或铟-镓物种的前体层可以利用溅射而形成在基板表面上。在随后的反应性热处理过程中，前体层可以在气体环境下在含硒化物物种、或硫化物物种(sulfuridespecies)、以及氮物种等的炉管中进行反应性处理。当炉管被加热时，气态硒和前体层中的铜-铟-镓物种反应。反应性热处理的结果是，前体层转变为含有铜铟(镓)ニ硒(CIS/CIGS)化合物的光伏薄膜堆叠体(层积体，stack)，其为P-型半导体，并用作形成光伏电池的吸收剂。关于用于形成薄膜太阳能电池的CIGS光伏薄膜堆叠体的热处理工艺的更详细的描述，可以參见由Robert Wieting于2009年5月14日提交的题为“Method and System forSelenization in Fabricating CIGS/CIS Solar Cells”的美国专利申请 No. 61/178，459,其被共同转让于圣何塞的思阳公司(Stion Corporation),将其以引用方式结合于本文中供參考。在某些实施方式中，吸收剂115可由具有P-型掺杂剂的碲化镉化合物半导体制成。当然，可以存在其他变型、修改和替换。例如，这里吸收剂例示为单结(junction)结构，然而其可替换地形成在具有两个或更多结的电池中或在其中可变地重复。在吸收剂115上方，电池100包括窗ロ层125。在ー个具体的实施方式中，可以在窗ロ层125和吸收剂115之间插入缓冲层120。缓冲层120在电特性上是n-型的，而窗ロ层125在电特性上是n+型的。在一个实施方式中，缓冲层120可由硫化镉化合物使用化学浴沉积(CBD)法形成。在另ー个实施方式中，缓冲层可由氧化锌使用MOCVD法形成。利用MOCVD法替代溅射以形成氧化锌缓冲层，使得溅射技术所致的第二界面可能的结构破坏得到显著減少。在一个优选的实施方式中，窗ロ层125是AZO层，其厚度比吸收剂115更薄。在某些实施方式中，窗ロ层125可用来形成太阳能电池的阴极接触(阴极触点，cathodecontact)。可替换地，可利用MOCVD法增加由硼掺杂氧化锌形成的附加层，以形成具有n+电特性的前电接触(前电触点，front electric contact)。为了构造薄膜太阳能电池，已经使用双面电池结构，g在增强从吸收剂双面的光子吸收。图2是示出在典型的双面结构中贯穿吸收剂及其界面的内电场的简图。在这种结构中，阳极层和阴极层两者均由具有n+电特性的AZO材料制成，而P-型吸收剂夹在中间。由于结构构造和平衡条件下的电特性，在吸收剂的两个界面处的内电场可具有从电极接触(electrode contact)指向吸收剂的方向。如图2中所示,特别地,在背接触的电场E3指向P-型吸收剂。这样ー种构造对于空穴收集是不具传导性的。换句话说，E3的符号与从吸收剂到背接触的空穴传输(hole transportation)方向相反。在能量方面，内电场的强度与空穴隧穿的巨大能鱼(能障，energy barrier)相关。图3A是示出双面电池的异质结带结构的简图。该图示出了具有n+透明氧化物作为背接触、左侧阳极接触以及右侧阴极接触的典型双面电池结构的价带Ev和导带Ec。图3B是在双面电池的阳极-吸收剂界面的带结构的近处视图。如所示，在阳极-吸收剂界面处存在势垒，使得电池必须依赖隧穿电流而由背接触来收集载流子空穴。这些空穴通常不具有足够的能量进行热离子发射。这里内电场通过指向吸收剂而与空穴隧穿反向。由于不能有效地收集载流子空穴，太阳能电池不能产生足够高的PV电流，而高PV电流是高效率太阳能电池的基础。因此，需要采用减弱隧穿势垒的机制，该机制通过改变阳极中的内电场、甚至改变在阳极-吸收剂界面处的内电场的符号(正负)，从而辅助隧穿电流。
本实用新型提供一种改变内电场的方法，该方法采用含AZO材料的背电极结构，其覆盖首先置于(透明)基板表面区域上的中间层。该方法包括采用晶格失配应变来改变贯穿阳扱-吸收剂界面的内电场。图4是示出具有晶格间距失配的两种材料的界面的应变膜的图示。如所示，当两种在各自天然状态下具有不同晶格间距的材料A和B置于一起时(例如通过在A材料层上生长B材料层)，两层变得一致从而达到平衡热力学状态，其降低A+B体系的自由能。材料B具有的晶格常数比材料A的晶格常数％更大。材料B将处于压缩应カ下，以顺应材料A更小的晶格，而与此同时，后者(材料A)则将处于拉伸应カ下。应变发生在两层中的每ー层中，其ー处于压缩中、其一处于拉伸中，这与(B1Itl)的值直接相关。应变下的薄膜性能与其无应カ的天然状态相比已经改变。例如，能带对准、载流子迁移率(carrier mobility)、少数载流子的复合率(recombination rate ofminoritycarrier)、态密度(density of states)、压电场等，由于薄膜内的应变而发生改变。通过适当地构造界面结构，上述物理性能的改变可以作为界面结构的函数而得以控制。这提供了构建多层薄膜基光伏结的基础，其迎合了期望的太阳能器件的性能需求。特别地，根据本实用新型的一种实施方式，薄膜基太阳能电池的载流子收集效率可以通过利用阳极中的应变得以提高，从而降低从吸收剂收集空穴的隧穿势垒。如图3中所示，在阳极和吸收剂之间，存在着由导带偏移所决定的能鱼(能障，energy barrier)。期望的带偏移的范围为0. IeV至0. 3eV。在电池内不同材料之间的相对带对准决定着IV曲线的特性，因而决定着电池效率(有效因子，efficiency factor)。带不连续性,特别是导带中的带不连续性,导致电池的IV曲线的不规则或“扭结(kinks)”。在薄膜基太阳能电池内异质结处的相对带对准是决定最終性能的主要因素。结处的场是造成空间电荷区域中电子和空穴分离的原因。在准中性区域产生的载流子扩散至空间电荷区域的边缘，在那里它们在内电场的影响下漂移(drift)。当阳极层中的应变改变且由此改变内电场之时，在界面处的带对准改变为有利于辅助载流子空穴的收集。例如，内电场可以减弱，从而可显著减少对空穴隧穿的能垒。或者，内电场被翻转至相反方向而朝向阳极，从而直接辅助载流子电流(carrier current)。[0035]对于选择阳极-吸收剂界面材料和结构的其他影响因素包括界面处的费米能级钉扎现象。钉扎表面(pinned surface)可以降低ニ极管，由此降低电池的光伏响应,从而改善电池性能。大多数半导体在表面处具有断裂的悬空键(dangling bonds),它们是化学活性的。晶体势(crystal potential)的不对称断裂导致形成中心-带隙缺陷样能态(mid-gap defect-like energystates),其作为复合中心。在费米能级(而不是本征载流子能级)位置中，这些表面态可以成为决定性因素。费米能级钉扎的范围(程度，extent)由上述表面态(surface states)、它们的俘获截面和它们在能带中的位置所决定。在薄膜堆叠体的连续形成中，充分停留在界面处的表面态作为上层覆盖下层。由界面态的费米能级钉扎“冻住”贯穿界面的空间电荷区域中的带，即，它决定着带对准和从吸收剂到阳极的弯曲(转向，bending)，而与贯穿界面的任ー层的掺杂水平无关。 图5是根据本实用新型的一个实施方式，通过阳极中应变和界面费米能级钉扎的组合效应，使得阳扱-吸收剂界面处的内电场改变的图示。如所示，中间层105置于基板101上，随后是阳极层110，再随后是吸收剂层115。在某些实施方式中，中间层105在通过改变其中的内电场来改善薄膜电池基双面太阳能电池中，发挥至少两种作用。其在n+半导体AZO层110和中间层105之间创建第一界面107。在第一界面处，两层中每ー层的断裂化学键和界面原子重构(atomic reconstructions),导致界面态形成,这直接导致费米能级钉扎效应。另外，在第一界面107处的费米能级钉扎108，与在其后形成的AZO层110和吸收剂115之间的第二界面112处的费米能级钉扎111相偶合(coupling)。界面处的费米能级钉扎108和111导致的结果是，空穴隧穿的能垒改变为有利于增强载流子收集效应，同时降低光诱发的电子-空穴复合(electron-hole recombination)。其次，在玻璃基板101上方形成的中间层105，设定为用于形成AZO层110的基底层，与直接将AZO层置于玻璃基板101上相比，其可以用来更好地控制随后形成的AZO层110中的晶格失配应变。在一个实施方式中，中间层105的材料和厚度被用作工程參数(设计參数，engineering parameters)来调整AZO层110中的应变场。例如，中间层可包括(平均)晶格常数小于AZO层的材料，使得覆盖的AZO层受控而处于压缩状态中。中间层可以包括具有较大晶格常数的材料，使得覆盖的AZO层中的应变场可以转变成拉伸特性。AZO层可通过溅射技术使用铝掺杂的锌或氧化锌靶而形成。可替换地，AZO层可以使用MOCVD法形成。AZO层110可以包括范围为SxlO1W3到IxlO21Cnr3的重掺杂的Al物种。图6是具有取向圆柱形态的溅射AZO层的截面SEM图像，其示出经溅射形成的氧化锌薄膜的特征为圆柱形态。圆柱结构的取向在约600nm的整个薄膜厚度上显著垂直于基板。在原子结构方面，氧化锌(ZnO)或铝掺杂氧化锌(Zn0:Al)是纤维锌矿结构(參见如图7中的插图)，其所具有的晶胞具有伸长的c轴，垂直于在(100)晶面上的锌原子层和氧原子层。图7还示出具有主[002]峰(dominate[002]peak)的X射线衍射图，其清楚地表明沿c轴的圆柱取向。对于在中间层105上形成的ZnO或AZO层110，c轴垂直于第一界面107。取向的氧化锌膜表现最大的压电效应，这成为可用来控制膜中内电场的应变诱发改变的有利特性。图7的插图还示出应カ下的氧化锌的晶胞，ー个处于压缩状态下，一个处于拉伸状态下。如所示，晶胞仅在(100)晶面上收缩或膨胀，且由于c轴垂直于界面107而相应地在c轴方向上延长或缩短。因此，ZnO或AZO层中的失配应变直接重新对准(realign)其在晶胞中的原子距离，并改善其固有的压电特性，继而导致在AZO层中、且贯穿第二界面至上层膜如覆盖AZO层的吸收剂层的内电场改变。參照图5，在ー个具体的实施方式中，由阳极层110和下方中间层105之间的晶格失配所诱发的阳极中的应变、与上述两层的第一界面107处的费米能级钉扎的组合，导致在阳极110和吸收剂115之间的第二界面112处的内电场减弱。在一个实施方式中，贯穿第二界面107的内电场E3的強度通过应变和费米能级钉扎的组合效应而减弱。在另ー个实施方式中，贯穿第二界面1 07的内电场E2符号翻转(方向翻转)，从而将其方向指向阳极而不是指向吸收剂。这些能够显著改变空穴从吸收剂到AZO层的隧穿势垒和/或直接辅助空穴电流来提高通过背电极接触收集空穴的速率。由于这种组合效应，薄膜基光伏电池可具有显著提高的光子-电子转换效率，其转变为提高的太阳能模块效率。在一个可替换的实施方式中，阳极层的内电场可以通过改变AZO层内第二界面附近的相对Zn和氧组分而发生改变。例如，当形成氧化锌或尤其是AZO层时，溅射工作气体中的氧含量可以减少或增加，使得溅射形成的ZnO或ZnO = Al可以是富含Zn或富含0的。在原子能级上，在Zn原子平面上的Zn原子可以被过量的氧替代，或正好相反。这可以改变本征应变(intrinsic strain)、压电特性、界面能态和费米能级钉扎、以及最终改变内电场。尽管利用具体的实施方式来描述本实用新型，但应当理解，可以对本实用新型中采用的方法进行各种变化、修改和变型，而不会背离所附权利要求中限定的本实用新型的精神和范围。例如，利用AZO层作为背电接触层仅作为实例进行阐述。可以ー种方式或其它方式调整其它的透明导电层，以改变阳扱-吸收剂界面内电场，继而改变在背电接触处的载流子收集，从而提高光电转换效率。由于双面光伏电池的特性，通过ー种或多种材料或结构參数控制界面内电场从而在电池的前后两个电极处增强电荷分离并提高载流子收集效率，是非常重要的。此外，尽管上述实施方式适用于CdTe、或CIS和/或CIGS制成的、且覆盖有AZO层的吸收剂，用于在膜堆叠体中的前电接触和背电接触，然而其他的具有单个、两个或更多结的薄膜基双面太阳能电池，在不偏离本实用新型权利要求所描述的本实用新型的情况下，必然也可获益于这些实施方式。
权利要求1.一种采用应变AZO层用于阳极-吸收剂界面的薄膜太阳能器件，所述器件包括 光学透明基板； 覆盖所述透明基板的中间层； 包含AZO层的阳极层，所述AZO层与所述中间层形成第一界面； 吸收剂层，所述吸收剂层与所述AZO层形成第二界面； 覆盖所述吸收剂层的缓冲层和随后的窗口层；以及 覆盖所述窗口层的阴极层； 其中，所述AZO层诱发所述阳极层中的应变场和所述第一界面处的费米能级钉扎，从而改变所述第二界面处的内电场。
2.根据权利要求I所述的器件，其中，所述光学透明基板包括钠钙玻璃。
3.根据权利要求I所述的器件，其中，所述阳极层中的应变场和所述第一界面处的费米能级钉扎导致所述第二界面处的内电场的强度减弱，从而促进所述阳极层从所述吸收剂层中的空穴收集。
4.根据权利要求I所述的器件，其中，所述阳极层中的应变场和所述第一界面处的费米能级钉扎导致所述第二界面处的内电场的方向翻转，从而促进所述阳极层从吸收剂层中的空穴收集。
专利摘要本实用新型提供一种采用应变AZO层用于阳极-吸收剂界面的薄膜太阳能器件，所述器件包括光学透明基板；覆盖所述透明基板的中间层；包含铝掺杂氧化锌(AZO)层的阳极层，所述铝掺杂氧化锌层与所述中间层形成第一界面；包含具有p-型掺杂剂的铜铟镓二硒的吸收剂，所述吸收剂与所述AZO层形成第二界面；覆盖所述吸收剂的缓冲层和随后的窗口层；以及覆盖所述窗口层的阴极层；其中，所述AZO层诱发所述阳极层中的应变场和所述第一界面处的费米能级钉扎，从而改变所述第二界面处的内电场。本实用新型的薄膜太阳能器件采用AZO层作为PV吸收剂和阳极层之间的界面，用于增强空穴收集。
文档编号H01L31/0352GK202405277SQ20112008797
公开日2012年8月29日 申请日期2011年3月29日 优先权日2010年3月31日
发明者弗雷德·米库勒克, 阿希什·坦登 申请人:思阳公司