用于多晶薄膜太阳能电池的保护性绝缘层和化学机械抛光的制作方法

用于多晶薄膜太阳能电池的保护性绝缘层和化学机械抛光的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于多晶薄膜太阳能电池的保护性绝缘层和化学机械抛光。一种形成光伏器件的方法，包括：在导电层上形成具有粒状结构的吸收体层；在所述吸收体层上共形地沉积绝缘保护层以在所述吸收体层的晶粒之间进行填充；以及平面化所述保护层和所述吸收体层。在所述吸收体层上形成缓冲层，并且在所述缓冲层上形成顶部透明导体层。
【专利说明】用于多晶薄膜太阳能电池的保护性绝缘层和化学机械抛光
[0001] 相关申请信息
[0002] 本申请与共同转让的、于2012年11月26日提交的美国专利申请序列号 No. 13/685, 126有关，该申请的全文通过引用的方式结合于本申请中。

【技术领域】
[0003] 本发明涉及光伏电池，并且更具体地，涉及通过防止吸收结构（absorber structure)中晶粒间的大规模迁移来改进吸收体结构的器件和方法。

【背景技术】
[0004] 光伏器件常常包括既稀有又有毒的异乎寻常的材料。例如，Cu(In，Ga) (S，Se) 2(CIGS)类型的薄膜材料，尽管高效，但是包括稀有的铟金属，铟金属预期在未来大 规模光伏器件生产中是高成本且供应短缺的--这一问题被薄膜显示器生产的铟消费的 增长所进一步恶化。已经提出诸如Cu 2S和CdTe的其它材料作为吸收体，但是同时Cu2S受 到器件稳定性低的困扰，稀有的碲和有毒的镉限制了 CdTe的使用。
[0005] 多晶Cu2ZnSnS4(CZTS)是用于太阳能电池吸收体的新兴材料，其便宜且地球上很 充足。大的晶粒结构对于器件性能是有益的；然而，形成于大晶粒之间的凹沟变成了分流路 径(通过该路径，诸如CdS的缓冲层与底部电极接触)。有时候CZTS膜在去离子化（DI)水 清洗过程中与衬底(通常是涂布了 Mo的玻璃)层离。似乎DI水向所述凹沟中施加的毛细管 力是这种膜失效的原因之一。


【发明内容】

[0006] -种形成光伏器件的方法，包括：在导电层上形成具有粒状（granular)结构的吸 收体层；在所述吸收体层上共形地沉积绝缘保护层以在所述吸收体层的晶粒之间进行填 充；以及平面化所述保护层和所述吸收体层。在所述吸收体层上形成缓冲层，并且在所述缓 冲层上形成顶部透明导体层。
[0007] -种形成光伏器件的方法，包括：在玻璃衬底上沉积导电层；在所述导电层上由 含Cu-Zn-Sn的硫族化物材料形成吸收体层，其中所述含Cu-Zn-Sn的硫族化物材料是下列 化学式的具有锌黄锡矿结构的化合物：Cu^ZiVySr^ShSeJ^其中0<x<l;0<y<l; 0 < z < 1 ;-1 < q < 1 ;通过原子层沉积工艺在所述吸收体层上共形地沉积保护层以在所 述吸收体层的晶粒之间进行填充；通过进行化学机械抛光处理来平面化所述保护层和所述 吸收体层，以从所述吸收体层的表面去除不希望的二次相材料；在所述吸收体层上形成缓 冲层；在所述缓冲层上沉积第一透明导体层；以及在所述第一透明导体层上沉积第二透明 导体层。
[0008] -种光伏器件包括导电层、形成在所述导电层上的吸收体层，该吸收体层包括在 晶粒之间具有间隙的粒状结构、以及形成于所述吸收体层的晶粒之间的间隙中的保护层。 缓冲层形成在所述吸收体层上。顶部透明导体层形成在所述缓冲层上。
[0009] 从下文中对其说明性实施例的详细描述中，这些和其它特征及优点将变得显而易 见，所述详细描述要结合附图阅读。

【专利附图】

【附图说明】
[0010] 本公开将参考以下附图在优选实施例的以下描述中提供细节，在附图中：
[0011] 图1是根据本发明原理的光伏器件的横截面视图；
[0012] 图2是根据本发明原理的形成在底部电极上的吸收体层的横截面视图；
[0013] 图3是扫描电子显微镜（SEM)图像的俯视图，示出了在根据本发明原理处理之前 在晶粒之间具有深空间或间隙(黑色区域）的CZTS表面；
[0014] 图4是SEM横截面图像，示出了根据现有技术、来自缓冲层的CdS在吸收体层的 CZTS的晶粒之间迁移以到达或者接近到达Mo底部电极；
[0015] 图5是根据本发明原理的具有形成为填充晶粒之间的间隙的保护层的吸收体层 的横截面视图；
[0016] 图6是SEM横截面图像，示出了根据本发明原理的具有形成为填充晶粒之间的间 隙的保护层的吸收体层；
[0017] 图7是示出根据本发明原理的被平面化的保护层和吸收体层的横截面视图；
[0018] 图8的俯视图SEM图像示出了根据本发明原理的在平坦化CZTS表面之前的CZTS 表面，该CZTS表面具有减小的空间或间隙并且包括不希望的二次相；
[0019] 图9的俯视图SEM图像示出了根据本发明原理在三分钟的化学机械抛光（CMP)之 后的图8的CZTS表面；
[0020] 图10的横截面视图SEM图像示出了根据本发明原理的在化学机械抛光（CMP)之 后的CZTS表面，显示间隙仍旧被填充；
[0021] 图11是示出根据本发明原理形成的缓冲层和透明导电电极的横截面视图；并且
[0022] 图12是根据说明性实施例的用于形成光伏器件的框图/流程图。

【具体实施方式】
[0023] 根据本发明原理，提供了具有多晶吸收体层的光伏器件。该吸收体层具有包含 晶粒的结构。在一个实施例中，该吸收体层可以包括含Cu-Zn-Sn的硫族化物化合物作 为吸收材料，该吸收材料被表面处理（surfaced)以降低由于清洗或者其它处理而引起 层剥离的概率，例如，在地球上充足的CZTS (Cu^Zr^Sr^Sh Sez)4+(1，其中0彡X彡1 ; 0彡7彡1;0彡2彡1;-1彡9彡1)。尽管该材料是优选的，但是可以采用包括Cu(In, Ga) (S，Se) 2 (CIGS)、Cu2S、CdTe等在内的其它大晶粒吸收体材料。
[0024] 在一个实施例中，共形地施加薄绝缘层以覆盖吸收体表面。该薄绝缘层填充晶粒 之间的间隙。通过在晶粒之间进行填充，该薄绝缘层防止与底部电极接触并且提供晶粒之 间更好的粘附，从而防止剥离或者机械的膜失效。在一个实施例中，通过原子层沉积（ALD) 施加该薄绝缘层或保护层，当然可以采用其它工艺。该薄绝缘层可以包括A1 203，当然可以 想到其它材料。
[0025] 在沉积该薄绝缘层之后，可以采用化学机械抛光（CMP)工艺来平面化该吸收体层 的顶面。在一个实施例中，CMP采用硅石纳米颗粒来再次暴露吸收体层表面，而间隙仍旧被 该绝缘层填充。CMP降低了吸收体层的表面粗糙度。CMP也将去除有时形成在CZTS表面的 顶上的不希望的二次相颗粒/晶粒，例如ZnS晶粒。在CMP之后可以使用例如溴溶液进行 可选的蚀刻，以减少来自CMP的损伤。然后，可以形成另外的层（诸如例如缓冲层以及窗口 或接触层等）的沉积，以完成器件。
[0026] 应当理解，将用具有说明性衬底和光伏叠层的给定说明性构造来描述本发明；然 而，其它构造、结构、衬底、材料和工艺特征和步骤可以在本发明的范围内变化。
[0027] 还应当理解的是，当诸如层、区域或衬底的元件称为在另一元件"上"或"上方"时， 它可以直接在该另一元件上，或者也可以存在插入元件。相反，当一个元件称为"直接"在 另一元件"上"或者"上方"时，不存在插入元件。应当理解，当称一个元件"连接"或"耦合" 到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到该另一元件，或者可以存在插入元件。相反，当 一个元件称为"直接连接"或"直接耦合"到另一元件时，不存在插入元件。
[0028] 可以为集成电路整体产生光伏器件的设计，或者光伏器件的设计可以与印刷电路 板上的部件相结合。电路/板可以在图形计算机编程语言中体现，并且存储在计算机存储 介质(例如盘、带、物理硬盘驱动器、或诸如存储存取网络的虚拟硬盘驱动器）中。如果设计 者不制造芯片或者用于制造芯片或光伏器件的光刻掩模，则设计者可以直接或间接将所得 到的设计通过物理装置(例如，通过提供存储有该设计的存储介质的副本）或电子地(例如 通过互联网）传送到这种实体。然后，所存储的设计可以转换成适当的形式(例如，GDSII)， 用于制造光刻掩模，光刻掩模通常包含要形成在晶片上的所讨论的芯片设计的多个副本。 光刻掩模可用于限定晶片(和/或其上的层）的要蚀刻的或者要以其他方式处理的区域。
[0029] 本申请中描述的方法可用于制造光伏器件和/或具有光伏器件的集成电路芯片。 所得到的器件/芯片可以以原始晶片的形式（即，作为具有多个未封装的器件/芯片的单 个晶片）、作为裸管芯或者以封装的形式由制造商分配。在后面的情况下，器件/芯片安装 在单个芯片封装体(例如塑料载体，具有固定到母板或更高级的载体上的引线）中或者安装 在多芯片封装体(例如，具有表面互连或掩埋互连、或者具有表面互连和掩埋互连的陶瓷载 体）中。在任何一种情况下，该器件/芯片然后可以作为（a)诸如母板的中间产品或（b)最 终产品的一部分，与其它芯片、分立电路元件和/或其它信号处理装置集成。该最终产品可 以是包括集成电路芯片的任何产品，包括玩具、能量收集器、太阳能器件和其它应用，该其 它应用包括具有显示器、键盘或其它输入装置以及中央处理器的计算机产品或装置。此处 描述的光伏器件对于用来为电子装置、家庭、建筑物、车辆等提供电力的太阳能电池、面板 或模块特别有用。
[0030] 也应当理解，将用所列出的元素(例如CdS)来描述材料化合物。这些化合物包括 化合物内元素的不同比例，例如CdS包括CdxSh，其中X小于或等于1等等。此外，根据本 发明原理，诸如例如掺杂剂的其它元素可以包含在该化合物中，并且仍旧起作用。
[0031] 当前的实施例可以是光伏器件或电路的一部分，并且此处描述的电路可以是集成 电路芯片、太阳能电池、光敏器件等的设计的一部分。该光伏器件可以是长度和/或宽度在 英尺或米量级的大规模器件，或者可以是用于计算器、太阳能供电的灯等中的小尺寸器件。
[0032] 也应当理解，本发明可以用于或者用作串叠(多结）结构；然而，其它构造、结构、衬 底材料以及工艺特征和步骤可以在本发明的范围内变化。
[0033] 在说明书中对本发明原理的"一个实施例"或"一实施例"以及其其它变型的引用， 意味着与该实施例相关地描述的特定特征、结构或特性等等包含在本发明原理的至少一个 实施例中。因此，在贯穿说明书在各处出现的短语"在一个实施例中"和"在一实施例中"以 及任何其它变型，并不必都指同一实施例。
[0034] 应当理解，下文中和/或"以及"至少……之一"中任何一个的使用（例如在 "A/B"、"A和/或B"和"至少A和B之一"的情况下)，意图包含仅选择先列出的选项（A)、或 者仅选择第二列出的选项（B)或者选择两个选项（A和B)。作为另一个例子，在"A、B和/ 或C"以及"至少A、B和C之一"的情况下，这种短语意图包含：仅选择第一列出的选项（A)、 或者仅选择第二列出的选项（B)、或者仅选项第三列出的选项（C)、或者仅选择第一和第二 列出的选项（A和B)、或者仅选择第一和第三列出的选项（A和C)、或者仅选择第二和第三 列出的选项（B和C)、或者选择所有三个选项（A和B和C)。对于本领域普通技术人员而言 容易显而易见的是，对于同样数量列出的项目这可以扩展。
[0035] 现在参考附图，其中相似的附图标记表示相同或相似的元件，并且首先参考图1， 根据一个实施例说明性地描绘了说明性的光伏结构1〇〇。光伏结构1〇〇可以用在太阳能电 池、光传感器、光敏器件或其它光伏应用中。结构100包括衬底102。衬底102可以包括玻 璃或其它廉价衬底，例如金属、塑料或适合于光伏器件的其它材料(例如，石英、硅等)。在衬 底102上形成导电层104 (如果衬底不导电)。导电层104可以包括钥，当然可以采用其它 高功函数材料(例如，Pt、Au等)。层104提供金属接触。
[0036] 缓冲层110可以包括CdS或用作N型层的其它材料。吸收体层106优选包括 具有锌黄锡矿（kesterite)结构的含Cu-Zn-Sn的硫族化物化合物，其具有如下化学式： CUhZr^Sr^ShSeJw其中0彡X彡1 ;0彡y彡1 ;0彡z彡1 ;_1彡q彡1。为了说明的 目的，贯穿本公开提及了含Cu-Zn-Sn的硫族化物化合物；然而，其它吸收体材料可以包括 例如Cu(In，Ga) (S，Se)2(CIGS)、Cu2S、CdTe等。基于含Cu-Zn-Sn的硫族化物的层用作P 型材料，该含Cu-Zn-Sn的硫族化物化合物例如是Cu2ZnSn(S, Se)4 (为了便于提及，下文中 称为CZTS)。在一个实施例中，CZTS膜具有约0. 2-4. 0微米的厚度，更优选地具有约2微 米的厚度。层106可以通过漆涂（painting)、#i射、共-蒸镀、电镀、旋涂、狭缝铸造 （slit casting)、刮涂/浸涂或其它简单涂敷工艺形成。在一个实施例中，吸收体层106包括CZTS (或者，一些Se取代S的CZTS)，CZTS提供大约1到1.5eV的带隙（Eg)。尽管CZTS中的主 要元素是Cu、Zn、Sn、S、Se，但是提及CZTS或者含Cu-Zn-Sn的硫族化物材料也包括可选地 包含代替一些或全部Sn的Ge的组分以及也可以包含其它掺杂剂(包括例如Sb、Bi、Na、K、 Li、Ca等）的组分。
[0037] 在特别有用的实施例中，将Cu2ZnSn(S，Se)4(CZTS或CZTSe)用于吸收体层106。 CZTS具有很多优点。它成本低并且对环境无害，使用天然丰富的材料制造。CZTS提供了 良好的光学特性并且取决于Se对S的取代程度具有大致1-1. 5eV的带隙能量以及大约为 ΙΟΥπΓ1的大吸收效率。这消除了对于稀有的铟金属的依赖。可以通过用具有更高带隙并且 因此允许跨过太阳光谱有更高效的光收获的非晶硅电池制造串叠电池，来最大化CZTS的 效率。
[0038] 层110优选是薄的，例如为lnm-约100nm,更优选地，大约5nm到大约70nm。层 110提供N型层(例如，η-CdS)。层104 (例如，Mo层）可以比层110厚，以便对于足够的串 联电阻实现充分的导电性。优选地，层104具有约100nm到约2000nm的厚度。优选地，层 104具有约250nm到约lOOOnm的厚度。其它N型层，包括例如ZnS、CdTe、Zn(0, S)(氧硫化 锌)、In2S3和ZnO,也可以用于缓冲层110。
[0039] 根据一个实施例，采用沉积工艺来在缓冲(或发射）层110与吸收体层106之间提 供绝缘或保护层120。该沉积工艺可以包括原子层沉积（ALD)，当然可以采用其它沉积工艺 来共形地形成保护层120。优选保护层120是超薄的，例如小于约25埃厚，当然可以采用更 大的厚度。应当理解，对于不同的材料或结构，可以采用较厚的层。ALD包括将表面暴露于 数级流动气体以减少不期望的相互作用并且促进纯净且高质量的材料层。保护层120可以 包括诸如例如A1 203的金属氧化物，当然可以采用其它材料，例如Hf02等。保护层120填充 吸收体层106的晶粒之间的间隙，以防止穿过吸收体层106在缓冲层110之间的大规模迁 移。在形成缓冲层110之前，平面化保护层120和吸收体层120。该工艺及其一些优点将在 下文中更详细地描述。
[0040] 缓冲层110可以具有两个透明导电层：第一透明导电层108和第二透明导电层 109。第一透明导电层108可以包括常规的标称本征ZnO层，该ZnO层的厚度在约40nm到 120nm之间，或者更优选地为约80nm。第二透明导电层109形成在第一透明导电层108(或 者层110,如果不包含第一透明导电层108)上。第二透明导电层109可以包括透明导电氧 化物（TC0)，诸如例如，氧化铟锡（ΙΤ0)、掺铝的氧化锌（ΑΖ0)、掺硼的氧化锌（ΒΖ0)或者其它 TC0材料。第二透明导电层109可以包括约100-300nm的厚度。
[0041] 参考图2,示出且描述了根据本发明原理形成光伏器件200的吸收体层106的说明 性工艺流。衬底1〇2(图1)包括底部电极104,在底部电极104上要形成吸收体层106。在该实 例中，吸收体层106包括含Cu-Zn-Sn的硫族化物化合物作为吸收体材料，例如是在地球上 充足的。2丁5(〇1 2_!￡2111+#11(5卜2362) 4+(1，其中0彡叉彡1;0彡7彡1;0彡2彡1;-1彡9彡1)。 CZTS材料的晶粒204,并且在一些情况下，不想要的二次相颗粒206,形成在吸收体层106 中。晶粒204可以是大尺寸的并且包含间隙208。
[0042] 参考图3,扫描电子显微镜（SEM)图像302的俯视图示出了在晶粒306之间具有深 间隔或间隙304(黑色区域)的CZTS表面。晶粒306之间的间隔304为缓冲材料(例如CdS) 提供迁移通过的机会从而有可能接触底部电极（104)。比例尺310是一微米。
[0043] 参考图4, SEM横截面图像402示出了在常规器件中来自缓冲层110的CdS404在 吸收体层106的CZTS的晶粒306之间迁移，从而到达或接近到达Mo底部电极104。可能由 于用去离子化的（DI)水清洗器件而导致的这一机制，可能导致吸收体层106的层离或部分 层离。比例尺410是100nm。
[0044] 参考图5,共形地施加薄的绝缘或保护层120以覆盖层106的CZTS并且在其表面 处或附近填充晶粒204之间的间隙208。通过在晶粒204之间进行填充，薄保护层120防止 与底部电极104接触并且提供晶粒204之间更好的粘附，从而防止剥离或者机械的膜失效。 在一个实施例中，可以通过原子层沉积（ALD)施加该薄保护层，当然可以采用其它工艺。该 保护层120可以包括A1 203，当然可以想到其它材料。
[0045] 参考图6, SEM横截面图像430示出了填充吸收体层106的CZTS的晶粒306之间 的间隙的保护层120。比例尺432是300nm。
[0046] 参考图7,在沉积保护层120之后，进行诸如例如化学机械抛光（CMP)的平面化工 艺。可以采用CMP工艺来平面化吸收体层106 (CZTS和保护层120)的顶表面。在一个实 施例中，CMP采用硅石纳米颗粒来再次暴露吸收体层106的表面，而间隙208仍旧被保护层 120的材料填充。CMP降低CZTS的表面粗糙度并且去除有时形成在CZTS表面顶上的不希 望的二次相颗粒/晶粒，例如ZnS晶粒。在CMP之后可以使用例如溴溶液或其它酸蚀刻剂 进行可选的蚀刻，以减少任何CMP损伤。
[0047] 参考图8, SEM图像320的俯视图示出了 CMP之前的CZTS。光亮部分示出了不想 要的二次相312,例如ZnS。形成在CZTS表面上的保护层120显著地有效减少了间隙304。 比例尺310是1微米。
[0048] 参考图9, SEM图像322的俯视图示出了使用硅石纳米颗粒进行3分钟的CMP之 后的CZTS表面。不希望的二次相312的光亮部分减少，并且减少了任何间隙304。比例尺 310是1微米。
[0049] 参考图10, SEM横截面图像440示出了 CMP之后填充吸收体层106的CZTS的晶粒 306之间的间隙的保护层120。比例尺442是200nm。
[0050] 参考图11，处理继续，形成缓冲层110、第一透明导电氧化物层108 (图11中未示 出）和第二透明导电氧化物层109。可以使用已知的工艺进行这些层的沉积以完成器件。
[0051] 参考图12,说明性地示出了形成光伏器件的方法。图12中的流程图和框图示出了 根据本发明各种实施例的系统和方法的可能实现方式的架构、功能和操作。应当注意，在一 些备选实施方式中，框中标注的功能可能不按图12中示出的顺序发生。例如，连续示出的 两个框实际上可以基本上同时被执行，或者这两个框有时可以以相反的顺序被执行，这取 决于所涉及的功能。也应当注意，框图和/或流程图中的每一个框，以及框图和/或流程图 中框的组合，可以由执行特定功能或动作的专用的基于硬件的系统或者由专用硬件与计算 机指令的组合实现。
[0052] 在框502中，提供导电层作为衬底，或者将导电层沉积/形成在衬底上。该导电 层优选包括诸如金属的高功函数材料，该金属例如是Mo、Pt、Au等。该衬底可以包括玻璃、 金属或其它材料。在框504中，在该导电层上由含Cu-Zn-Sn的硫族化物材料形成吸收体 层，当然也可以采用其它大晶粒的吸收体材料。含Cu-Zn-Sn的硫族化物材料是具有锌黄锡 矿结构的化合物，其具有如下化学式fu^Zr^Sr^ShSe^+q其中0彡X彡1;0彡y彡1; 0 < z < 1 ;-1 < q < 1。CZTS材料是多晶形式的并且包括晶粒边界。在框506中，在吸收 体层上共形地沉积保护层以在吸收体层的晶粒之间进行填充。可以通过采用原子层沉积 (ALD)工艺沉积该保护层。该保护层可以包含厚度小于约25埃的A1203，当然可以采用其它 材料以及采用其它厚度。
[0053] 在框508中，平面化该保护层和该吸收体层使得该吸收体层中的晶粒间的间隙保 持被填充。该平面化包括进行化学机械抛光工艺。该平面化步骤也从该吸收体层的表面去 除不希望的二次相材料。
[0054] 在框510中，可以在该平面化步骤之后蚀刻该吸收体层和该保护层的表面。可以 采用溴溶液，当然可以采用其它湿法蚀刻剂(例如酸)。
[0055] 在框512中，在该吸收体层上形成缓冲层。缓冲层可以包括CdS、ZnS、CdTe、 Zn (0, S)、In2S3和/或ZnO之一。在框514中，第一透明导电层可以可选地形成在缓冲层和 第二透明导体层之间。在框516中，在缓冲层上(并且在第一透明导体层上，如果存在第一 透明导体层）沉积第二透明导体层。在框520中，处理按需要继续。应当理解，该保护层可 以与其它层而不是吸收体层一起使用，或者可以与其它层结合吸收体层一起使用，以防止 晶粒之间的不希望的质量转移。
[0056] 已经描述了用于多晶薄膜太阳能电池的保护性绝缘层和化学机械抛光的优选实 施例(这些优选实施例旨在说明而并非限制)，应当注意本领域技术人员可以根据上述教导 做出修改和改变。因此，应当理解，可以在由所附权利要求书限定的本发明的范围内对所公 开的特定实施例做出变化。因此已经用专利法需要的详述和细节描述了本发明的各方面， 所要求保护以及期望专利许可证予以保护的内容在所附权利要求中阐述。
【权利要求】
1. 一种形成光伏器件的方法，包括： 在导电层上形成具有粒状结构的吸收体层； 在所述吸收体层上共形地沉积绝缘保护层以在所述吸收体层的晶粒之间进行填充； 平面化所述保护层和所述吸收体层； 在所述吸收体层上形成缓冲层；以及 在所述缓冲层上沉积顶部透明导体层。
2. 根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述缓冲层与所述顶部透明导体层之间形 成另外的透明导电层。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，共形地沉积所述保护层包括通过采用原子层沉 积（ALD)工艺沉积所述保护层。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，平面化包括进行化学机械抛光处理以便从所述 吸收体层的表面去除不希望的二次相材料。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述吸收体层包括下述化学式的具有锌黄锡矿 结构的含Cu-Zn-Sn的硫族化物材料：CUhZr^Sr^ShSeJh其中0彡X彡1;0彡y彡1; 0 ^ z ^ 1 ；-1 ^ q ^ 1〇
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述缓冲层包括CdS、ZnS、CdTe、Zn (0, S)、In2S3 和/或ZnO中的至少一种。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述保护层包括厚度小于约25埃的A1203。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述导电层包括形成在玻璃衬底上的钥。
9. 根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述平面化步骤之后蚀刻所述保护层和所 述吸收体层的表面。
10. -种形成光伏器件的方法，包括： 在玻璃衬底上沉积导电层； 在所述导电层上形成由含Cu-Zn-Sn的硫族化物材料形成的吸收体层，其中 所述含Cu-Zn-Sn的硫族化物材料是下述化学式的具有锌黄锡矿结构的化合物： Cu2_xZn1+ySn(ShSez) 4+(1 其中 0 彡 X 彡 1;0 彡 y 彡 1;0 彡 z 彡 1;_1 彡 q 彡 1; 通过原子层沉积工艺在所述吸收体层上共形地沉积保护层以在所述吸收体层的晶粒 之间进行填充； 通过进行化学机械抛光处理来平面化所述保护层和所述吸收体层，以从所述吸收体层 的表面去除不希望的二次相材料； 在所述吸收体层上形成缓冲层； 在所述缓冲层上沉积第一透明导体层；以及 在所述第一透明导体层上沉积第二透明导体层。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中，所述保护层包括厚度小于约25埃的A1203。
12. 根据权利要求10所述的方法，其中，所述导电层包括钥。
13. 根据权利要求10所述的方法，还包括：在所述平面化步骤之后蚀刻所述吸收体层 和所述保护层的表面。
14. 一种光伏器件，包括： 导电层； 形成在所述导电层上的吸收体层，该吸收体层包括在晶粒之间具有间隙的粒状结构； 形成于所述吸收体层的晶粒之间的间隙中的保护层； 形成在所述吸收体层上的缓冲层；以及 形成在所述缓冲层上的顶部透明导体层。
15. 根据权利要求14所述的器件，还包括：形成在所述缓冲层与所述顶部透明导体层 之间的另外的透明导电层。
16. 根据权利要求14所述的器件，其中，所述吸收体层包括下列化学式的具有锌黄锡 矿结构的含Cu-Zn-Sn的硫族化物材料：CUhZr^Sr^ShSeJh其中0彡X彡1;0彡y彡1; 0 ^ z ^ 1 ；-1 ^ q ^ 1〇
17. 根据权利要求14所述的器件，其中，所述缓冲层包括CdS、CdTe、ZnS、Zn (0, S)、In2S3 和/或ZnO之一。
18. 根据权利要求14所述的器件，其中，所述保护层包括厚度小于约25埃的A1203。
19. 根据权利要求14所述的器件，其中，所述导电层包括玻璃衬底上的钥。
20. 根据权利要求14所述的器件，其中，所述吸收体层包括约0. 2-4. 0微米的厚度。
【文档编号】H01L31/0368GK104103713SQ201410140680
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2013年4月12日
【发明者】T·S·格森, S·古哈, 金志焕, M·克里希南, B·申 申请人:国际商业机器公司