W进行同样的解释。
[0037] 在薄膜光伏器件中，在衬底上方沉积背面接触层。在背面接触层上方沉积吸收层。 在吸收层之上设置包括合适的缓冲材料的缓冲层。均包括半导体材料的缓冲层和吸收层提 供p-n结或n-p结。当吸收层吸收太阳光时，在p-n结或n-p结处可W产生电流。
[0038] 诸如铜钢嫁砸化物和/或铜钢嫁硫化物（CIG巧的"I-III-VI2"化合物可W用 作薄膜太阳能电池中的吸收层。CIGS薄膜太阳能电池已经取得了极好的转化效率。
[0039] 除非另有明确说明，否则本发明中引用的衬底的"正面"应当包括将要在其上沉积 吸收层的一侧。下文引用的衬底的"背面"应当包括与吸收层相对的衬底的另一侧。引用 的"衬底"将包括单独的衬底或在其上具有背面接触层的衬底，例如，涂覆金属的玻璃衬底。 当衬底是涂覆金属的玻璃时，"背面"是玻璃层，而"正面"是沉积在玻璃层上方W作为背面 接触层的金属层。
[0040] 除非另有明确说明，否则在本发明中引用的"I-III-VI2化合物"将包括选自I 族元素、III族元素的、它们的合金或它们的任何组合中的材料。I族元素可W是化或Ag。 III族元素可W选自Al、Ga、In或T1。VI族元素可W是硫或砸（Se)。在本发明中，I族、III族 和VI族分别是指"传统的"元素周期表中的IB族、IIIA族和VIA族。基于由国际理论与应 用化学联合会（IUPAC)推荐的现代编号系统，I族、III族和VI族分别是指11族、13族和16 族。
[0041] 除非另有明确说明，否则本文中引用的"CIS"将包括包含I族元素（诸如铜）、 III族元素和VI族元素的材料。III族元素可W选自Al、Ga、In或T1。VI族元素可W是硫或 砸（Se)。"CIS基"吸收层是包括CIS材料的吸收件。CIS的实例包括但不限于化InSe2、 Cu (InGa) Se2、CuInSa、Cu (InGa) S2、Cu (InGa) (Se, S) 2 和它们的任何组合。
[004引除非另有明确说明，否则本发明中引用的"CIGS"将包括包含铜钢嫁硫化物和/或 铜钢嫁砸化物的材料，例如，铜钢嫁砸化物、铜钢嫁硫化物、和铜钢嫁硫化物/砸化物。砸化 物材料可W包括硫化物，或者可W使用硫化物完全替代砸化物。
[004引除非另有明确说明，否则本发明中引用的"GGI比率"将包括吸收层中Ga与Ga和 In的总量的原子比率或摩尔比率（即，Ga/(Ga+In))。GGI比率的增加导致了 "CIS基"的 吸收件的带隙和导带最小能级巧C)的增加。
[0044] 在一些实施例中，吸收层包括诸如"CIS基"化合物的"I-III-VI2化合物"。该 种吸收层包括成分（例如，GGI比率）在整个吸收层上的均匀分布或一维分布。然而，生成 的吸收层和随后形成的缓冲层可W在界面处形成具有缺陷的异质结。由于缺陷引起的电荷 复合导致了量子效率的下降。
[0045] 本发明提供了用于制造光伏器件的方法，并且生成的光伏器件包括其中具有H维 (3D)成分分布（例如，不同GGI比率的3D分布）的吸收层。3D成分分布导致耗尽区中复 合损耗的降低和复合电流（J0)的改进。该种3D成分分布还提供了用于少量载流子的H维 运输路径，并且增大了对少量载流子的收集。该些改进导致了生成的光伏器件的性能的改 进，诸如增大了开路电压（Voc)和填充因数（FF)。
[004引在图1A至图1B和图4A至图4E中，相似的部件由相似的参考标号表示，且为了简 洁，将不再重复前文参考之前的附图所提供的对结构的描述。参考图1A和图1B中描述的 示例性结构在图2A至图2B和图3中描述了方法。图1A和图1B示出了在制造工艺中的两 个不同阶段的太阳能电池。如图1A所示，在衬底102上方形成背面接触层104。如图1B所 示，在背面接触层104之上形成吸收层106。
[0047] 图2A根据一些实施例示出了制造示例性光伏器件100的示例性方法200。图2B 和图3在一些实施例中示出了包括使用掩模的形成吸收层106的示例性方法210。生成的 吸收层106具有3D成分分布（例如，GGI比率）。参考图4A至图4E中描绘的示例性结构， 在图2B和图3中描述了方法210。在图5A和图5C中描绘了所使用的示例性掩模。图6A 至图6B根据一些实施例示出了生成的吸收层106的结构。
[0048] 在图2A的步骤202中，在衬底102之上形成背面接触层104。在图1A中示出了生 成的部分光伏器件100的结构。
[0049] 在薄膜光伏器件中，衬底102和背面接触层104由任何适合于该些层的材料制成。 适合用于衬底102的材料的实例包括但不限于玻璃（诸如轴巧玻璃）、聚合物（例如，聚醜 亚胺）膜和金属铅（诸如不镑钢）。在一些实施例中，衬底102的膜厚在任何合适的范围 内，例如，在0. 1mm到5mm的范围内。
[0050] 在一些实施例中，衬底102可W包括两层或多层。例如，衬底102可W包括第一层 101 (未示出）W及第二层1〇3(未示出），第一层101包含玻璃，第二层103设置在第一层 上方并且包含可W用于阻止玻璃中轴的可能的扩散的二氧化娃。在一些实施例中，层101 包括轴巧玻璃或其他玻璃，其可W承受在高于60(TC的温度下的工艺。在一些实施例中，层 103包含具有分子式SiOy的氧化娃，其中，X在从0. 3至2的范围内。
[0051]用于背面接触层104的合适材料的实例包括但不限于钢（Mo)、铜、媒或任何其他 金属或导电材料。可W基于薄膜光伏器件的类型选择背面接触层104。例如，在一些实施 例中，背面接触层104是Mo。背面接触层104的厚度为纳米级或微米级，例如，在从lOOnm 至20 ym的范围内。在一些实施例中，背面接触层104的厚度是在从200皿至10 ym的范 围内。还可W蚀刻背面接触层104 W形成图案。
[0052] 在图2A的步骤204中，在背面接触层104和衬底102之上形成包括吸收材料的吸 收层106。在图1B中示出了生成的光伏器件100的结构。
[0053] 吸收层106可W是P型或n型半导体材料。适合于吸收层106的材料的实例包括 但不限于铜钢嫁砸化物（CIG巧、蹄化領（CdTe)和非晶娃（a -Si)。在一些实施例中，吸收层 106包括I族元素（例如，化或Ag)。在一些实施例中，吸收层106包括I-III-VI2化合 物，诸如包括铜的 CIS 基化合物，诸如 CuInSea、Cu (InGa) Se2、CuInSa、Cu (InGa) S2、Cu (InGa) (Se，S)2和它们的任意组合。例如，吸收层106可W包括黄铜矿族（例如，CIG巧材料。在 一些实施例中，吸收层106是包括铜、钢、嫁和砸（诸如化In,Ga<wSe2,其中X在从0至1的 范围内）的半导体。也可W用硫替代砸。在一些实施例中，吸收层106是P型半导体。吸 收层106的厚度为纳米级或微米级，例如，0.5ym至lOym。在一些实施例中，吸收层106 的厚度在500nm至2 y m的范围内。
[0054] 可W根据诸如姗射、化学汽相沉积、印刷、电沉积等的方法形成吸收层106。在一些 实施例中，通过蒸发物理汽相沉积（PVD)来沉积砸。
[00巧]在步骤204中，可W使用各种不同的工艺形成吸收层106。为了示出的目的，下文 描述了一个示例性方法210。
[0056]图2B和图3根据一些实施例示出了形成吸收层106的示例性方法210,该方法包 括将掩模113放置在金属前体层105之上，随后进行砸化步骤、退火步骤和硫化步骤。方法 210 可 W包括步骤 212、213、214、216 和 218。
[0057] 如图4A所示，在图2B的步骤212中，在衬底102之上形成金属前体层105。金属 前体层105可W包括选自由诸如化和Ag的I族元素组成的组中的至少一种材料。在一些 实施例中，金属前体层105中的I族元素只包含化。金属前体层105还可W包含III族元素， 诸如Al、Ga、In、Tl和它们的任何合金或组合。在一些实施例中，金属前体层105可W包含 砸（Se)。
[0058] 可W使用任何合适的方法形成金属前体层105。例如，在真空室中，可W通过姗射 从至少一种姗射源形成金属前体。例如，姗射源可W是配置为沉积用于吸收层的各种成分 的磁控管、离子束源、RF发生器或任何合适的姗射源。每个姗射源可W包括至少一个姗射 目标。可W使用诸如氮的合适的姗射气体。其他可能的姗射气体包括氮、気、氛和类似的惰 性气体。
[0059] 在一些实施例中，可W使用两种W上的姗射源形成金属前体。例如，可W使用第一 姗射源沉积用于吸收层的第一成分的原子（例如，化、或化和Ga)。可W使用第二姗射源 沉积第二成分的原子（例如，In)。各成分可W共沉积或W预定的比率沉积在不同的层。
[0060] 在步骤212中，金属前体层105可W在一层或两层中。例如，可W将包括I族和III 族元素的所有元素一起共沉积。在一些实施例中，可W形成两层或H层。例如，首先W任何 合适的原子比率（例如，化/Ga在从70:30至60:40的范围内）沉积包括化和Ga的底层。 然后W不同的原子比率（例如，化/Ga在从85:15至75:25的范围内）形成包括化和Ga的 第二层。随后可W沉积包括钢（In)的顶层。