用于光伏器件的吸收层及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体涉及光伏器件领域，更具体地，涉及用于光伏器件的吸收层及其制造 方法。
【背景技术】
[0002] 本发明总体涉及光伏器件，更具体地，涉及光伏器件和制造该光伏器件的方法。
[0003] 光伏器件（也称作太阳能电池）吸收太阳光，并且将光能转换成电能。因此，不断 地改进光伏器件及其制造方法W在具有更薄设计的情况下提供更高的转化效率。
[0004] 薄膜太阳能电池是基于沉积在衬底上的光伏材料的一层或多层薄膜。光伏材料的 膜厚介于若干纳米至数十微米的范围内。该种光伏材料的实例包括蹄化領（CdTe)、铜钢嫁 砸化物（CIG巧和非晶娃（a-Si)。该些材料用作光吸收件。光伏器件还可W包括诸如缓冲 层、背面接触层和正面接触层的其他薄膜。
【发明内容】
[0005] 为解决现有技术中的问题，本发明提供了一种光伏器件，包括；衬底；背面接触 层，设置在所述衬底之上；W及吸收层，设置在所述背面接触层之上，其中，所述吸收层包括 分别位于不同水平位置的至少两个区域，并且在所述吸收层的相应的深度处每个相应的区 域分别具有不同的成分浓度分布。
[0006] 在上述光伏器件中，其中，所述吸收层包括I-III-VI2化合物，所述I-III-VI2 化合物包括I族元素、III族元素和VI族元素。
[0007] 在上述光伏器件中，其中，所述吸收层包括I-III-VI2化合物，所述I-III-VI2 化合物包括I族元素、III族元素和VI族元素；所述吸收层中的所述I族元素是化；所述吸 收层中的所述III族元素选自由Al、Ga、In和T1组成的组；W及所述吸收层中的所述VI族元 素选自由S和Se组成的组。
[0008] 在上述光伏器件中，其中，所述成分浓度分布是GGI比率，所述GGI比率限定为在 所述吸收层的相应深度处的嫁（Ga)与嫁和钢（Ga+In)的总量的原子比率。
[0009] 在上述光伏器件中，其中，所述成分浓度分布是GGI比率，所述GGI比率限定为在 所述吸收层的相应深度处的嫁（Ga)与嫁和钢（Ga+In)的总量的原子；所述吸收层包括区域 A和区域B，区域B是连续相，并且区域A是与所述吸收层垂直对准的分散相。
[0010] 在上述光伏器件中，其中，所述成分浓度分布是GGI比率，所述GGI比率限定为在 所述吸收层的相应深度处的嫁（Ga)与嫁和钢（Ga+In)的总量的原子；所述吸收层包括区域 A和区域B，区域B是连续相，并且区域A是与所述吸收层垂直对准的分散相；各个所述区域 A的形状选自由圆柱体和多边形柱体组成的组。
[0011] 在上述光伏器件中，其中，所述成分浓度分布是GGI比率，所述GGI比率限定为在 所述吸收层的相应深度处的嫁（Ga)与嫁和钢（Ga+In)的总量的原子；所述吸收层包括区域 A和区域B，区域B是连续相，并且区域A是与所述吸收层垂直对准的分散相；所述区域B在 所述吸收层中的第一深度处的GGI比率大于所述区域A在所述第一深度处的GGI比率。 [001引在上述光伏器件中，其中，所述成分浓度分布是GGI比率，所述GGI比率限定为在 所述吸收层的相应深度处的嫁（Ga)与嫁和钢（Ga+In)的总量的原子；所述吸收层包括区域 A和区域B，区域B是连续相，并且区域A是与所述吸收层垂直对准的分散相；在从所述吸收 层的顶面延伸至所述吸收层的底面的整个体积中，所述区域A的GGI比率在从0至0. 6的 范围内，并且所述区域B的GGI比率在从0. 01至0. 8的范围内。
[0013] 在上述光伏器件中，进一步包括；缓冲层，设置在所述吸收层上方；W及正面透明 层，设置在所述缓冲层上方。
[0014] 根据本发明的另一个方面，提供了一种形成光伏器件的吸收层的方法，包括：在衬 底之上形成金属前体层；在所述金属前体层之上放置掩模，所述掩模具有图案化结构，所述 图案化结构限定了从所述掩模中穿透的多个孔；W及将含砸前体沉积到所述金属前体层 上。
[0015] 在上述方法中，其中，所述金属前体包括选自由I族元素和III族元素组成的组中 的材料；所述吸收层中的所述I族元素是化，W及所述吸收层中的所述III族元素选自由 Al、Ga、In和T1组成的组。
[0016] 在上述方法中，其中，位于所述掩模上的所述多个孔的每一个的形状均选自由圆 形和多边形组成的组。
[0017] 在上述方法中，其中，位于所述掩模上的所述多个孔的每一个的面积都在从1平 方微米至1000平方微米的范围内；W及所述多个孔的两个邻近孔彼此之间的距离在从1微 米至1000微米的范围内。
[0018] 在上述方法中，进一步包括：去除所述掩模；在从20(TC至80(TC的温度范围内，在 惰性气体中对所述光伏器件进行退火；W及在从20(TC至60(TC的温度范围内，将含硫前体 沉积到所述金属前体层上。
[0019] 在上述方法中，进一步包括：去除所述掩模；在从20(TC至80(TC的温度范围内， 在惰性气体中对所述光伏器件进行退火；W及在从20(TC至60(TC的温度范围内，将含硫前 体沉积到所述金属前体层上；在从35CTC至45CTC的温度范围内，将所述含砸前体沉积到所 述金属前体层上；在从50(TC至60(TC的温度范围内，在惰性气体中对所述光伏器件进行退 火；W及在从45CTC至55CTC的温度范围内，将所述含硫前体沉积到所述金属前体层上。
[0020] 根据本发明的又一个方面，提供了一种制造光伏器件的方法，包括；在衬底之上形 成背面接触层；在所述背面接触层之上形成吸收层，其中，形成所述吸收层的步骤包括：在 所述衬底之上形成金属前体层；在所述金属前体层之上放置掩模，所述掩模具有图案化结 构，所述图案化结构限定了从所述掩模中穿透的多个孔；W及将含砸前体沉积到所述金属 前体层上。
[0021] 在上述方法中，其中，位于所述掩模上的所述多个孔的每一个的形状均选自由圆 形和多边形组成的组。
[0022] 在上述方法中，其中，所述金属前体包括选自由I族元素和III族元素组成的组中 的材料；所述吸收层中的所述I族元素是化，W及所述吸收层中的所述III族元素选自由 Al、Ga、In和T1组成的组。
[0023] 在上述方法中，其中，形成所述吸收层的步骤进一步包括：去除所述掩模；在从 20(TC至80(TC的温度范围内，在惰性气体中对所述光伏器件进行退火；W及在从20(TC至 60(TC的温度范围内，将含硫前体沉积到所述金属前体层上。
[0024]在上述方法中，进一步包括：在所述吸收层上方形成缓冲层；W及在所述缓冲层 上方形成正面接触层。
【附图说明】
[00巧]当结合附图进行阅读时，通过W下详细描述可W更好地理解本发明的各个方面。 应该强调的是，根据工业中的标准实践，各个部件未按比率绘出。事实上，为了清楚的讨论， 各个部件的尺寸可W任意地增大或缩小。在整个说明书和附图中，相似的参考标号代表相 似的部件。
[0026] 图1A和图1B是根据一些实施例的示例性光伏器件的一部分在制造期间的截面 图。
[0027] 图2A是根据一些实施例的示出了制造示例性光伏器件的方法的流程图。
[0028] 图2B是根据一些实施例的示出了形成吸收层的方法的流程图。
[0029] 图3根据一些实施例示出了用于形成吸收层的示例性工艺，该工艺包括掩蔽金属 前体层的步骤，然后进行砸化步骤W及随后的退火步骤和硫化步骤。
[0030] 图4A至图4E是根据一些实施例的通过图2B或图3的方法制造的示例性光伏器 件的一部分的截面图。
[0031] 图5A至图5C是根据一些实施例的在形成吸收层的工艺期间将示例性掩模放置在 金属前体层之上的平面图。
[0032] 图6A是根据一些实施例的具有两个区域（区域A和区域B)的示例性吸收层的平 面图。
[0033] 图6B是图6A的示例性吸收层中的区域（区域A和区域B)的截面图。
[0034] 图7根据一些实施例示出了由GGI比率表示的整个吸收层的区域A和区域B中的 嫁的示例性分布。
【具体实施方式】
[0035] W下公开内容提供了用于实施本发明的不同特征的许多不同的实施例或实例。W 下描述部件和布置的具体实例W简化本发明。当然，该仅仅是实例，并不旨在限制本发明。 例如，在W下描述中，第一部件形成在第二部件上方或者上可W包括第一部件和第二部件 W直接接触的方式形成的实施例，还可W包括在第一部件和第二部件之间可W形成额外的 部件，从而使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。此外，本发明可W在各个实例中 重复参考标号和/或字符。该种重复是为了简化和清楚的目的，而且其本身没有规定所论 述的各个实施例和/或结构之间的关系。
[0036] 此外，在本文中可W使用诸如"在…下面"、"在…下方"、"下"、"在…之上"、"上"等 的空间相对位置术语W便于在说明书中描述如附图所示的一个元件或部件与另一个（或 另一些）元件或部件的关系。除了图中示出的方位外，该些空间相对位置术语旨在包括器 件在使用或操作中的不同方位。装置可其他方式定向（旋转90度或在其他方位上）， 并因此对本文中使用的空间相对位置描述符可