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CN104396020B - 用于类似铜铟亚盐酸太阳能电池的光伏器件的后接触结构 - Google Patents

用于类似铜铟亚盐酸太阳能电池的光伏器件的后接触结构 Download PDF

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CN104396020B
CN104396020B CN201380033685.3A CN201380033685A CN104396020B CN 104396020 B CN104396020 B CN 104396020B CN 201380033685 A CN201380033685 A CN 201380033685A CN 104396020 B CN104396020 B CN 104396020B
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Abstract

提供一种用于CIGS型光伏器件的后接触结构。根据示例性实施例，所述后接触结构包括光学匹配层和/或具有MoSe2的部分，厚度基本与一些光伏器件中使用的CIGS型吸收层中反射光的最大吸收值相对应。提供用于制备后接触结构的一些示例性方法，其中，MoSe2层和/或部分的厚度范围可被控制在相当于反射太阳能光的CIGS光吸收率的最大值内。

Description

用于类似铜铟亚盐酸太阳能电池的光伏器件的后接触结构
相关申请的交互参照
本申请与美国专利申请号(律师签号3691-2643，2645和2646)相关，与此同时提交，其全部内容被纳入此处作为参考。
技术领域
本发明涉及一种光伏器件(例如，太阳能电池)，用于类似太阳能电池的光伏器件的后接触部或背电极，用于类似太阳能电池的光伏器件的涂层制品，及制备其的方法。特别是，本发明涉及一种含钼的背电极结构，包括含有MoSe2的层，配置在太阳能电池的含有或主要由钼(Mo)构成的导电层和吸收层(例如，基于CIGS的吸收薄膜)。在一些示例中，背(或后)电极也可作为后反射器和/或反射光的光耦合器。根据在此公开的示例性实施例，MoSe2层的厚度被选定来提供改进的反射光吸收率，例如，太阳能电池的CIGS吸收层。此外，本发明涉及一种用于制备太阳能电池或太阳能电池中的涂层制品的方法，可控制生成的MoSe2层的厚度，并意外地发现，生成的MoSe2层的特定厚度范围可提高光伏器件的性能。
背景和示例性实施例概述
本领域中许多不同类型的光伏器件被公开(例如，美国专利文献Nos.2004/0261841，2006/0180200，美国专利Nos.4335266，4611091，6784361，6288325，6631603，和6123824，其全部内容被纳入此处作为参考)。已知的示例性光伏器件包括CIGS(近似于Cu(In,Ga)(Se,S)2和/或CuInx-1GaxSe2)太阳能电池。CIGS薄膜为导电的半导体化合物，通常称为吸收层或光吸收层或薄膜。一般说来，从前侧或入射光向后的顺序，CIGS类型的光伏器件包括：类似玻璃(前基片)的前覆盖材料；含有透明导电层(例如，类似氧化锌的透明导电氧化物)的前电极；光吸收半导体薄膜(例如，CIGS)；背电极/接触部；以及后基片，其材料可以是例如玻璃(或金属箔，在示例中灵活应用)。在一些情况下，在前盖玻片和前电极之间提供粘合剂。此外，在一些情况下，光伏器件配有窗口层(例如，由CdS、ZnS构成或包括上述元素等)。在已知技术中，通常光入射至光伏器件的前侧(或前盖玻片)上，穿过前电极并由光吸收半导体薄膜(例如，CIGS)吸收从而来产生光伏电力。一些设计也可利用半导体吸收层的构造分级，向背电极或后接触增加Ga/(Ga+In)比率。例如具有构造分级的CIGS吸收层的光伏器件，可通过两次或三次沉积过程被制备。
例如，参照图1，示出用于说明现有CIGS类型的光伏器件10的不同元件的原理的横断面图。电池10在结构上由后玻璃基片(或后玻璃)12支撑。后接触部包括金属层，例如，通常将钼(Mo)14置于玻璃基片12上。光伏器件10的第一活动区包括半导体薄膜16，其通常是P型铜铟/镓二硒化物(CIGS)。n型化合物半导体18的薄"窗口"层通常包括硫化镉(CdS)，被形成于CIGS层16上。导电的宽带隙半导体材料层通常由类似氧化锌的基本透明导电金属氧化物形成，其配置在CdS层18上作为光伏器件10的透明前电极25。光伏器件10可进一步包括：一系列正面接触部(未示出)，例如以金属网格位于透明前电极25上的形式来促进生成的电子的提取；和前玻璃基片21，从而被完成。较大的太阳能电池可通过划线器被分成多个或更小的电池，例如激光或机械划线器，通常为P1、P2、和P3，其允许单个的电池以串联形式被连接。
如上所述，类似Mo的金属可作为光伏器件例如CIGS太阳能电池10的背电极(或后接触部)14，来提取太阳能电池10的CIGS半导体吸收层16中所产生的正电荷。在一些例子中，Mo背电极14可被溅射沉积，例如，直流磁控溅射至CIGS太阳能电池10的后玻璃基片12上。使用Mo作为背电极的材料具有以下优点(当然，应理解，用于后接触结构的Mo可包括一定数量的其他元件和/或掺杂物材料)。对于CIGS吸收层Mo为惰性，并不会有害地干涉CIGS且基本上不改变CIGS的电性，光学性或机械性能。使用Mo来制备背电极14时，Mo背电极14和CIGS薄膜16之间的界面中可形成薄的硒化钼(MoSe2)层(未在图1中示出)。CIGS16和Mo背电极14之间的界面中硒化过程期间形成的MoSe2层可与CIGS吸收层欧姆(例如，非整流)接触，由此促进空穴提取使损失最小化。因为它被认为生产一个表面形态，使用溅射沉积的Mo作为后接触部的另一个优点在于，其有利于CIGS生长，形成大颗粒尺寸的微晶，从而获得较高的载体迁移率，以及较高效率的光伏器件。
在此发现，一些CIGS设计可受益于反射光辐射(例如，太阳能光)，首先穿过CIGS吸收层16而不产生电荷，然后通过CIGS吸收层再回去，有效地回收先前未利用的丢失的光，通过利用其他荒废的光能来产生电荷。
例如，在利用CIGS半导体吸收层的构造分级的配置中，例如，向背电极或后接触增加Ga/(Ga+In)比率，光伏器件背后Ga浓度的增加可导致吸收层带隙的增加，其可导致较低的入射光辐射(例如，太阳能光)吸收率，特别是在近红外区域。由于一部分光辐射(例如，太阳能光)穿过吸收层而不产生电荷，因此，该增加的带隙和相应较低的光辐射吸收率，会减少光伏器件的总效率。该损失通常与不完全的光吸收有关特别是随CIGS吸收层厚度的减少而增加。
根据在此公开的示例性实施例发现，在用于形成CIGS的高温硒化过程中，Mo后接触和CIGS吸收层之间形成的MoSe2界面层，在反射光的光耦合中具有重要的角色。此外，根据在此公开的实施例发现，在一定的厚度中，MoSe2可提高反射光的光耦合，并可显著地增加CIGS吸收层中反射光的光吸收率。
根据在此公开的示例性实施例发现，MoSe2厚度基本上对应于反射光吸收率的最大值范围的，较少或基本上不依赖CIGS吸收层的衰减系数和/或厚度。此外发现，硒化期间，新识别的最大值范围与现有技术中Mo后接触和CIGS吸收层的界面中通常(无意)形成的MoSe2厚度不一致。因此发现，基本上与CIGS厚度和衰减系数无关，可优化MoSe2层的厚度。根据在此公开的示例性实施例，将MoSe2厚度控制在所需范围时CIGS中的太阳能光吸收率可至少增加5％，更优选是至少10％，但并不局限于此。
在此被公开的某些示例性实施例中，提供一种制备光伏器件和/或用于光伏器件的涂层制品的方法，其中生成的MoSe2层的厚度被控制在所需范围。在此，可由大面积薄膜涂层设施/制造商向光伏器件制造商提供中间的涂层制品，且与最后所需的MoSe2层相比，可包括不同的材料成分的基础(或种子)层。该示例性基础或种子层随后在用于形成CIGS的高温硒化过程中形成具所需厚度的MoSe2，其可由后阶段的光伏器件制造商执行。
在此公开的示例性实施例中，光伏器件的后接触部包括：后基片(例如，在一些灵活的应用中，钠钙硅玻璃或金属箔)；含有或主要由钼构成的第一导电后接触层；含有或主要由MoSe2构成的具所需厚度的第二导电层；半导体吸收层，配置在含有MoSe2的层上；前透明电极，形成于半导体吸收层上；和前基片(例如，含有玻璃的前基片)。根据示例性实施例，，优选是，含有MoSe2的层的厚度范围，对应于CIGS吸收层中反射光吸收率的最大值，例如，范围包括：约5-15nm、35-45nm、60-70nm、和/或90-100nm，且更优选是，约(在此使用的"约"表示厚度可增加/或减少1nm)10nm、40nm、65nm和/或95nm，但并不局限于此。
进一步，根据在此公开的示例性实施例，提供一种用于光伏器件的后接触结构，后接触结构包括：后基片；后接触层，包含具第一密度的第一钼区域和具第二密度的第二钼区域，所述第一密度比所述第二密度更密集，所述第二钼区域，其在后接触层的外部被形成，位于第一钼区域上方，所述第二钼区域形成基础种子区域，其中具第二密度的含钼的所述基础种子区域，其厚度范围从以下构成的组中被选定：约5-15nm、35-45nm、60-70nm、和90-100nm，其中后接触的高密度区域位于后基片和基础种子层之间。
为了实现上述MoSe2层或含有MoSe2层的优选的示例性厚度，进一步，提供一种制备用于光伏器件的后接触的方法。根据示例性实施例，配置含氧化钼(MoOx)的基础(或种子)层，其厚度对应于MoSe2的所需厚度，例如，(作为最后步骤)在沉积含钼的后接触之后。在随后的高温硒化过程中，例如，用于形成CIGS吸收层的过程中，硒基本上取代基础(种子)MoOx层中的一些氧气，从而形成具所需厚度的含MoSe2的层，厚度对应于基础MoOx种子层的厚度，由此，可提供光伏器件的性能，例如，为或近似CIGS和MoSe2的吸收特性的最大值。
在示例性实施例中，提供一种制备用于光伏器件的后接触的方法，包括：提供后基片；在所述后基片上(直接或非直接)和/或上方(“上方”可同时表示直接或非直接)配置含Mo的第一导电接触层；以及在含有或主要由Mo构成的所述第一导电接触层上/上方形成含有或主要由MoOx构成的基础种子层。所述基础种子层的厚度范围从以下构成的组中被选定：约5-15nm、35-45nm、60-70nm、和90-100nm。根据示例性实施例，该方法可进一步包括，在含有硒的气氛中进行热处理，在基础种子层的外部形成含有MoSe2的层。
根据另一个示例性实施例，Mo后接触的最外(或最后)部分可在用于形成CIGS吸收层的高温硒化过程中通过对硒化具影响的方式被沉积和/或形成。例如，与用于形成大块后接触的高密度Mo相比，在用于形成CIGS吸收层的高温硒化过程中后接触的较低密度Mo层和/或部分对硒化更具影响。根据示例性实施例，用于沉积基于Mo的薄膜(可包括一个或多个层的“薄膜”)最外部分的沉积条件，其厚度基本上对应于将被形成的含MoSe2的层的所需厚度，也可被改变，从而所需厚度的具低密度的Mo作为基础(或种子层)被形成在高密度Mo之上，来形成大块背电极。例如，与底部高密度的大块Mo后接触相比，低密度的Mo基础(或种子)部分或层，其密度优选是至少低5％，且更优选是至少低10％，且更优选是至少低20％。产生低密度Mo沉积的示例性沉积条件可包括：与底部高密度的大块Mo后接触相比，以高压力和低功率来溅射沉积Mo。例如，用于形成后接触的高密度Mo部分的溅射过程的功率对压力的比例范围，优选是约为1/3至1/20，且更优选是约1/10，且用于形成后接触的低密度Mo部分的溅射过程的功率对压力的比例范围，优选是约为1/21至1/30，且更优选是约1/25。根据示例性实施的示例性溅射过程，可以是直流磁控溅射。后接触的低密度Mo部分可选择性地包括氧气和其他材料，但不管其是否包括氧气或是否在用于形成CIGS吸收层的高温硒化过程中对硒化具影响，Mo后接触的低密度最外部分的厚度可用来将生成的MoSe2层的厚度控制在上述的示例性范围内。
根据进一步的示例性实施例，提供一种制备用于光伏器件的后接触的方法，包括，提供后基片；配置后接触层，包括具第一密度的第一含Mo区域和具第二密度的第二含Mo区域，所述第一密度大于所述第二密度，所述第二含Mo区域配置在所述第一含Mo区域之上的后接触层外部，所述第二含Mo区域为基础种子区域，其中，所述基础种子区域的厚度范围从以下构成的组中被选定：约5-15nm、35-45nm、60-70nm、和90-100nm。根据进一步的示例性实施例，所述方法可进一步包括：在含有硒的气氛中进行热处理，在基础种子层的外部形成含有或主要由MoSe2构成的层，且厚度范围从以下构成的组中被选定：约5-15nm、35-45nm、60-70nm、和90-100nm。
关于示例性实施例，以下参照附图对上述和其他示例性实施例的优点进行说明，且相同的参照符号表示相同的元素，其中：
附图简要说明
图1是示出现有技术的示例性CIGS光伏器件的横断面图。
图2是示出根据在此公开的示例性实施例的示例性光伏器件的横断面图。
图3A是示出根据在此公开的示例性实施例的用于光伏器件的示例性涂层制品的横断面图，例如太阳能电池，其中，MoOx可作为中间的基础或种子层。
图3B是示出根据示例性实施例的类似太阳能电池的光伏器件的一部分的横断面图，其中，MoOx可作为中间基础或种子层。
图4A是示出根据在此公开的示例性实施例的用于光伏器件的示例性涂层制品的横断面图，例如太阳能电池，其中，Mo后接触的低密度Mo部分可用作中间基础或种子层。
图4B是示出根据示例性实施例的类似太阳能电池的光伏器件的一部分的横断面图，其中，Mo后接触的低密度Mo部分可用作中间基础或种子层。
图5是示出3个不同的CIGS吸收层的衰减系数的图表。
图6是示出MoSe2层厚度对于不同CIGS吸收层(见图5)反射光吸收率的影响的图表。
图7是示出CIGS光吸收率、MoSe2厚度、和CIGS厚度之间的关系的图表。
图8是示出MoSe2厚度和CIGS吸收层厚度对于光吸收率分配的图表。
图9是示出根据在此公开的示例性实施例的制备用于光伏器件的涂层制品的方法的流程图，例如太阳能电池，其中，MoOx可作为中间基础或种子层。
图10是示出根据在此公开的示例性实施例的制备用于光伏器件的涂层制品的方法的流程图，例如太阳能电池，其中，Mo后接触的低密度Mo部分可用作中间基础或种子层。
示例性实施例的具体说明
以下，对在此公开的示例性实施例进行详细说明，相同参照符号中的特定特征表示相同的元素。
光伏器件，例如太阳能电池，将太阳能(或其他光)辐射转化成可用的电能。能量变换通常以光伏效应的结果存在。光辐射(例如太阳能光)冲击至光伏器件并被半导体材料(例如，含有一个或多个半导体层的半导体薄膜，例如CIGS)的活动区域吸收，有时称为吸收层或薄膜，在活动区域中产生电子空穴对。该电子和空穴由于光伏器件中的电场接合被隔开。因接合的电子和空穴分离导致电流和电压的产生。在示例性实施例中，流向半导体材料区域的电子具有n型电导率，且流向半导体区域的空穴具有p型导电率。电流可流动穿过用于连接n型的区域和p型区域的外电路(或反之亦然)，且冲击的光能继续在光伏器件中产生电子空穴对。
一些CIGS配置可利用半导体吸收层的构造分级，向背电极或后接触增加的Ga/(Ga+In)比率。例如具有构造分级的CIGS吸收层的光伏器件，可通过两次或三次沉积过程被制备。在此发现，一些CIGS设计可受益于反射光辐射(例如，太阳能光)，首先穿过CIGS吸收层而不产生电荷，然后通过CIGS吸收层再回去，有效地回收先前未利用的丢失的光，通过利用其他荒废的光能来产生电荷。例如，且并不仅局限于此，在利用CIGS半导体吸收层的构造分级的配置中，向背电极或后接触增加Ga/(Ga+In)比率，光伏器件背后Ga浓度的增加可导致吸收层带隙的增加，其可导致较低的入射光辐射(例如，太阳能光)吸收率，特别是在近红外区域。由于一部分光辐射(例如，太阳能光)穿过吸收层而不产生电荷，因此，该增加的带隙和相应较低的光辐射吸收率，会减少光伏器件的总效率。该损失通常与不完全的光吸收有关特别是随CIGS吸收层厚度的减少而增加。
一种用于处理光穿过CIGS吸收层而不产生电荷并由此提高光伏器件效率的示例性方法可以是例如CIGS太阳能电池但并不仅局限于此，来反射光辐射(例如，太阳能光)，首先穿过CIGS吸收层而不产生电荷，然后通过CIGS吸收层再回去，有效地回收先前未利用的丢失的光，通过利用其他荒废的光能来产生电荷。
根据在此公开的示例性实施例发现，在用于形成CIGS的高温硒化过程中，Mo后接触和CIGS吸收层之间形成的MoSe2界面层，在光反射回至CIGS吸收层的光耦合中具有重要的角色。此外，根据在此公开的示例性实施例发现，在一定的厚度中，MoSe2可提高反射光的光耦合，并可显著地增加CIGS吸收层中反射光的光吸收率。
例如，参照图5，示出特定CIGS吸收层的衰减系数(k)的图表。该衰减系数可用来确定第二步中MoSe2层厚度对于CIGS吸收层中的光吸收率的效应。基于该衰减系数，针对不同厚度的MoSe2，确定三种不同的CIGS吸收层(如图6所示的实线、短划线和点线，分别代表不同的CIGS吸收层)中的光吸收率。在此发现，所提供的特定厚度范围的MoSe2层可改进第二步中CIGS吸收层中的光吸收率(即，第一步中未使用的反射光)，与CIGS吸收层的衰减系数(k)无关。图6示出与不同厚度的MoSe2界面层相比，不同CIGS吸收层厚度的吸收率被提高。对应于不同CIGS吸收层的各线的峰值，示出与MoSe2层的厚度相关的吸收率，且出乎意料，该关系不是线性的。在此发现，在在厚度范围观察中，MoSe2厚度效应周期性增加和减退。MoSe2厚度和CIGS吸收率之间的非线性关系进一步在图7和图8中被示出，图表示出MoSe2厚度对CIGS吸收率的周期性非线性关系与吸收层厚度无关，且不管CIGS类型或厚度，CIGS吸收率的最大值和最小值出现在基本相同的MoSe2厚度范围内。
由此，根据在此公开的示例性实施例发现，MoSe2厚度基本对应于反射光的吸收率的最大值范围，较少依赖或不依赖衰减系数和/或CIGS吸收层的厚度。因此，发现优化MoSe2层15的厚度可实现基本与CIGS厚度以及其的衰减系数无关。根据在此公开的示例性实施例，将MoSe2层15厚度控制在所需的范围，来基本对应于CIGS的反射光吸收率的最大值范围，可增加约10％或更多的CIGS中的太阳能光吸收率，但并不仅局限于此。
应注意，作为在现有技术中用于形成Mo后接触上的CIGS吸收层的高温硒化过程的结果，常规的无意间形成的MoSe2的厚度，其通过非控制方式被形成，厚度范围约为20-30nm。进一步，无意间形成的厚度范围为20-30nm的MoSe2基本不对应于图5-8中说明的不同MoSe2厚度范围的CIGS吸收层的光吸收率的任何最大值。相反，如图5-8中所示出的，厚度范围为20-30nm的MoSe2与吸收率的最小值更接近。但是，在此发现，MoSe2厚度的优选范围(与CIGS衰减系数和/或CIGS厚度无关)可提高CIGS吸收层中反射光的吸收率，例如，范围约为5-15nm,35-45nm,60-70nm、或90-100nm，且更优选是厚度约(例如±1nm)10nm、40nm、65nm或95nm，但并不仅局限于此。
在发现上述含有MoSe2的层15优选厚度范围后，发明人提出一种方法，来控制高温硒化过程期间形成的MoSe2层的厚度，以便在优选的范围内实现MoSe2层的厚度，以提高经CIGS吸收层反射的(和先前未使用或荒废的光)吸收率。如上所述，不提供用于控制MoSe2层的厚度的方法时，厚度通常约为20-30nm，且该厚度范围的MoSe2不能提高CIGS吸收层中反射光的吸收率。
现参照图2，示出根据不受局限的示例性实施例的含有控制厚度的MoSe2层15的示例性CIGS光伏器件的横断面图。光伏器件(例如，太阳能电池)20在结构上是由后基片12支撑，其可包括钠钙硅玻璃(或金属箔，来灵活应用)。基本上含有或主要由Mo构成的导电性和反射性背接触或后接触14被(直接或间接地)配置在后基片12上。根据示例性实施例，优选是在含有氩气(例如，惰性)的气氛中使用直流磁控溅射来沉积含有Mo或基于Mo的后接触14。根据示例性实施例，Mo14的厚度范围约为200-900nm。应理解，Mo后接触14可包括微量或少量的其他元素或掺杂物材料，且并不影响后接触14中的Mo的性能、机械性或电子特性。控制厚度的MoSe2界面层15被直接形成在Mo后接触14上。根据示例性实施例发现，含有MoSe2的层厚度范围优选是，约5-15nm,35-45nm,60-70nm,或90-100nm，且更优选是约(例如，±1nm)10nm,40nm,65nm、或95nm，但并不仅局限于此。光伏器件20，可进一步配置含有n型化合物半导体18的薄"窗口"层，通常包括硫化镉(CdS)，被形成于CIGS层16上。导电的宽带隙半导体材料25通常由类似氧化锡或氧化锌的基本透明导电金属氧化物形成，其配置在CdS层18上作为光伏器件20的透明前电极25。光伏器件20可进一步包括：一系列正面接触部(未示出)，例如以金属网格位于透明前电极25上的形式来促进生成的电子的提取；和前玻璃基片21(例如，盖玻片)，从而被完成。较大的太阳能电池可通过划线器被分成多个或更小的电池，例如激光或机械划线器，通常为P1、P2、和P3，其允许单个的电池以串联形式被连接。
可选择地，在此任何实施例中(例如，图2-4，9-10)，可提供介质层(未示出)，直接或间接地配置在后基片12上，从而位于后基片12和后接触14、15的之间。在本发明的示例性实施例中，介质层可包括氮化硅和/或氮氧化硅。
根据示例性实施例，控制MoSe2界面层15的厚度的示例性方法是提供含有MoOx(参照图3A)的中间基础种子层15a。应理解，在示例性实施例中，基础MoOx种子层15a可以是化学计算的或亚化学计算的。在示例性实施例中，与Mo层14相比，MoOx种子层15a可具有较小的密度。含有MoOx的基础种子层15a的导电性小于含有Mo的第一导电后接触层14。含有MoOx的基础种子层15a比含有Mo的基本金属和/或金属的第一导电后接触层14具有更多的氧气，在不同的示例性实施例中，层14不含氧气或含较少的氧气。为了实现上述的MoSe2的示例性优选厚度，根据示例性实施例，在沉积导电的Mo后接触层14之后，可沉积MoOx基础(或种子)层15a，其厚度基本对应于或基于MoSe2层15的所需厚度，(例如，作为最后的步骤)。在后续的高温硒化期间，例如用于形成CIGS吸收层16的过程中，硒代替基础(或种子)MoOx层15a中的氧气，从而形成MoSe2层15，其厚度基本对应于基础MoOx种子层15a的厚度，因此，可提高光伏器件的性能，例如，相当于或基本上接近CIGS和MoSe2的吸收特征的最大值。
现参照图3A，示出用于光伏器件的基础中间涂层制品30的横断面图。在该示例中，后基片12(在一些灵活的应用中，优选地包含钠钙硅玻璃或金属箔)支撑含有或主要由Mo构成的导电性和反射性后接触层14。根据示例性实施例，Mo14的厚度范围约为200-900nm。进一步，例如Mo后接触层14的厚度范围优选是约为300-600nm，且更优选是约400nm。应理解，Mo后接触层14可包括微量或少量的其他元素或掺杂物材料，其基本上不影响后接触层14中Mo的性能、机械性或电子特性。MoOx基础种子层15a被直接形成(例如，沉积)在Mo后接触层14上。MoOx种子层15a的厚度基于生成的MoSe2层15的所需厚度被决定，所述生成的MoSe2层在用于形成CIGS的后续高温硒化期间被形成。如上所述，根据示例性实施例，MoSe2层的所需厚度约为5-15nm、35-45nm、60-70nm、或90-100nm，且更优选是约(例如，±1nm)10nm、40nm、65nm、或95nm。由此，基础MoOx种子层15a的厚度基本上对应于和/或基于生成的MoSe2层15的所需厚度。根据示例性实施例，优选是，在氩气和氧气(Ar+O2)气氛中通过溅射Mo来沉积MoOx15a。此外，Ar对O2的示例性优选比例在(20-150)/1的范围内，优选是(30-100)/1的范围内，更优选是，例如约70/1。
图3B是光伏器件30a的一部分的横断面图，示出在用于形成CIGS16的高温硒化过程中所形成的MoSe2界面层15。如上所述，生成的MoSe2层15的厚度范围，优选是5-15nm、35-45nm、60-70nm、或90-100nm，且更优选是约(例如，±1nm)10nm、40nm、65nm、或95nm，并基于种子层MoOx种子层15a的厚度。
现参照图4A，示出根据另一示例性实施例的中间基础种子层15b。如图3A所示，后基片12(优选地是在一些灵活的应用中包含钠钙硅玻璃或金属箔)支撑含有Mo的导电性和反射性后接触层14。根据示例性实施例，Mo14的厚度范围约为200-900nm。如上所述，例如，Mo后接触层14的厚度范围更优选是约300-600nm，且更优选是，约400nm。应理解，Mo后接触层14可包括微量或少量的其他元素或掺杂物材料，其基本上不影响后接触层14中的Mo的性能、机械性或电子特性。在Mo后接触的溅射沉积的后阶段期间，含低密度Mo的基础种子层15b被形成，导致高密度Mo部分14和配置在高密度Mo部分14上的低密度Mo部分15b。低密度种子层15b的导电性小于含有Mo的第一导电后接触层14。如上所述，低密度Mo15b在用于形成CIGS吸收层16的高温硒化过程期间更容易硒化。因此，控制低密度Mo部分15b的厚度，随后高温硒化过程期间生成的MoSe2层15的厚度可被控制。
根据示例性实施例，含有Mo的后接触14的最外层(或最后)部分15b可在变化条件下被沉积，从而所需厚度的低密度Mo被形成作为基础(或种子)层或部分15b，位于高密度Mo上形成大块的后接触14。例如，优选是低密度Mo基础(或种子)层或部分15b的密度比大块的后接触14至少低5％或10％(更优选是至少低20％)。产生低密度Mo15b沉积的示例性沉积条件可包括：与底部高密度的大块Mo后接触14相比，以高压力和/或低功率来溅射沉积Mo。例如，用于形成后接触14的高密度Mo部分的溅射过程的功率对压力的比例范围，优选是约为1/3至1/20，且更优选是约1/10，且用于形成Mo后接触的低密度Mo部分15b的溅射过程的功率对压力的比例范围，优选是约为1/21至1/30，且更优选是约1/25。根据示例性实施的示例性溅射过程，可以是直流磁控溅射。在一些情况下，低密度部分15b可选择性地被氧化。低密度Mo部分15b在用于形成CIGS吸收层16的高温硒化过程期间更容易硒化，且后接触结构的低密度最外部分15b的厚度可用来将生成的MoSe2层15的厚度控制在上述的示例性范围内。
在形成图4A结构后，图4B是示出光伏器件40a的一部分的横断面图，示出在用于形成CIGS16的高温硒化过程中所形成的含MoSe2的界面层15。如上所述，生成的MoSe2层15的厚度范围，优选是5-15nm、35-45nm、60-70nm、或90-100nm，且更优选是约(例如，±1nm)10nm、40nm、65nm、或95nm，并基于基础种子层MoOx种子层15b的厚度。
现参照图9，示出根据示例性实施例的用于制备光伏器件的示例性过程。如上述参照图3A和3B所说明的，一种用于制备涂层制品的方法，其中MoOx可作为基础或种子层15a来用于所述的光伏器件。根据该示例，提供一种后基片12(优选地是在一些灵活的应用中包含钠钙硅玻璃或金属箔)。在步骤S2中，将含有Mo的后接触14沉积在后基片12上。在优选的示例中，步骤S2中可在氩气的气氛中通过直流磁控溅射来沉积Mo后接触12。根据示例性实施例，Mo后接触14的厚度范围约为200-900nm，且更优选是约300-600nm，且更优选是，约400nm。如上所述，应理解，Mo后接触14可包括微量或少量的其他元素或掺杂物材料，基本上不影响后接触层14中的Mo的性能、机械性或电子特性。在步骤S3中，将MoOx基础种子层15a沉积在Mo后接触14上或上方，MoOx种子层15a的厚度，基于在用于形成CIGS的高温硒化过程中生成的MoSe2层15的所需厚度。如上所述，根据示例性实施例，具有上述优点的MoSe2的所需厚度的范围约为5-15nm、35-45nm、60-70nm、或90-100nm，且更优选是约(例如，±1nm)10nm、40nm、65nm、或95nm。在此，应理解，MoOx基础种子层15a的优选厚度对应于生成的MoSe2层15的所需厚度。根据示例性实施例，优选是在氩气和氧气(Ar+O2)气氛中通过溅射来沉积MoOx。此外，Ar对O2的示例性优选比例在(20-150)/1的范围内，且优选是(30-100)/1的范围内，更优选是，例如约70/1。此外，在沉积MoOx种子层15a的步骤S3以后，在步骤S4中，将CIGS吸收层16形成在MoOx种子层15a上。如上所述，根据示例性实施例，优选是CIGS吸收层16包括具铜铟联硒化物或p型CIGS层(近似CuInX-1GaXSe2)的半导体层16。CIGS层16可在步骤S4中被形成，例如，在步骤S4a中，可通过共蒸发、溅射、电镀或其他合适的沉积技术，来沉积含有Cu的“种子”层。CIGS吸收层16的其他成分，例如，铟和/或镓，可在步骤S4b中被沉积在Cu层上，并在步骤S4c中，在硒的气氛下以大约550℃的高温与Cu起反应，从而形成步骤S4中的CIGS半导体吸收层16。如上所述，在用于形成CIGS的高温硒化过程S4c期间，将MoOx层15a的氧气替换成硒，从而在步骤S5中形成MoSe2层15，其厚度基于基础MoOx种子层15a的厚度。其他层和基片可通过已知方式中来配置，以提供完整的光伏器件。
现参照图10，根据示例性实施例的用于制备光伏器件的另一个可选择的示例性方法。如上述参照图4A和4B所说明的，一种用于制备涂层制品的方法，其中低密度Mo可作为基础或种子层15b来用于所述的光伏器件。根据该示例，在步骤S6中提供后基片12(优选地是在一些灵活的应用中包含钠钙硅玻璃或金属箔)。在步骤S7中，将含有Mo的后接触14沉积在后基片12上。优选是，Mo后接触14的厚度范围约为200-900nm，且更优选是约300-600nm，且更优选是，约400nm，但并不仅局限于此。应理解，Mo后接触14可包括微量或少量的其他元素或掺杂物材料，基本上不影响后接触层14中的Mo的性能、机械性或电子特性。根据示例性实施例，可在氩气的气氛中通过直流磁控溅射来沉积Mo后接触14。在步骤S8中，在Mo后接触14的溅射沉积中，低密度Mo的基础种子层15b被形成，来作为例如Mo后接触14的最外层部分(例如最后阶段)，导致高密度Mo部分14和配置在高密度Mo部分14上的低密度Mo部分15b。如上所述，低密度Mo在用于形成CIGS吸收层16的高温硒化过程S9c期间更容易硒化，通过控制低密度Mo部分15b的厚度，高温硒化过程中随后形成的MoSe2层15的厚度可相似地被控制。如上所述，根据示例性实施例，具有上述优点的MoSe2的所需厚度的范围约为5-15nm、35-45nm、60-70nm、或90-100nm，且更优选是约(例如，±1nm)10nm、40nm、65nm、或95nm。在此，应理解，低密度Mo的基础种子层15b的优选厚度基于或对应于生成的MoSe2层15的所需厚度。根据示例性实施例，步骤S8中，Mo后接触14的最外层(例如最后)部分可相对于步骤S7中的大块Mo后接触14的沉积，在变化条件下被沉积，从而所需厚度的低密度Mo被形成作为基础(或种子)层或部分15b位于高密度Mo之上，从而形成大块的背电极14。例如，优选是，低密度Mo基础(或种子)部分或层15b的密度比底部大块的Mo后接触14至少低10％。此外，更优选是，低密度Mo部分15b的密度比底部大块的Mo后接触14至少低20％。在步骤S8中，用于产生低密度Mo15b沉积的示例性沉积条件可包括：与底部大块的Mo后接触14相比，以高压力和低功率来溅射沉积Mo。例如，用于形成后接触14的高密度Mo部分的溅射过程的功率对压力的比例范围，优选是约为1/3至1/20，且更优选是约1/10，且用于形成Mo后接触的低密度Mo部分15b的溅射过程的功率对压力的比例范围，优选是约为1/21至1/30，且更优选是约1/25。根据示例性实施例，示例性溅射过程可为直流磁控溅射。在步骤S9中，后接触的低密度Mo部分15b在用于形成CIGS吸收层16的高温硒化过程S9c期间更容易硒化，从而低密度部分，例如，Mo后接触15b的最外层部分的厚度可用来将生成的MoSe2层15的厚度控制在上述的示例性范围内，在沉积低密度Mo种子层或部分15b的步骤S8之后，在步骤S9中，将CIGS吸收层16形成在低密度Mo种子层或部分15b上。如上所述，根据示例性实施例，优选是CIGS吸收层16包括具铜铟联硒化物或p型CIGS层(近似CuInX-1GaXSe2)的半导体层16。CIGS层16可在步骤S9中被形成，例如，在步骤S9a中，可通过共蒸发、溅射、电镀或其他合适的沉积技术，来沉积含有Cu的“种子”层。CIGS吸收层16的其他成分，例如，铟和/或镓，可在步骤S9b中被沉积在Cu层上，并在步骤S9c中，在硒的气氛下以大约550℃的高温与Cu起反应，从而形成步骤S9中的CIGS半导体吸收层16。如上所述，低密度Mo层或部分15b在用于形成CIGS的高温硒化过程S9c期间更容易硒化，从而在步骤S10中形成MoSe2层15，其厚度基于基础低密度Mo种子层或部分15b的厚度。其他层和基片可通过已知方式中来配置，以提供完整的光伏器件。
在本发明的示例性实施例中(例如，图2-3和图5-9)，提供一种用于光伏器件的后接触结构，包括：基片；含有钼的第一导电后接触层，位于所述基片上；和含有氧化钼的基础种子层，形成于所述第一导电后接触层上，所述含有氧化钼的基础种子层的导电性小于所述含有钼的第一导电后接触层，其中，所述含有氧化钼的基础种子层的厚度范围从以下构成的组中被选定：5-15nm、35-45nm、60-70nm、和90-100nm，且其中，所述第一导电后接触层位于所述基片和所述基础种子层之间。
如前段落的后接触结构，其中，所述基片可包含玻璃。
如前两个段落中任何一项的后接触结构，其中，所述含有氧化钼的基础种子层的厚度从以下构成的组中被选定：10nm、40nm、65nm、和95nm。
如前三个段落中任何一项的后接触结构，其中，所述含有钼的第一导电后接触层的厚度范围为300-600nm。
如前四个段落中任何一项的后接触结构，其中，所述含有钼的第一导电后接触层的厚度为400nm。
如前五个段落中任何一项的后接触结构，其中，在所述基片和所述含有钼的第一导电后接触层之间可配置含氮化硅和/或氧氮化硅的介质层。
如前六个段落中任何一项的后接触结构，其中，所述基础种子层主要由氧化钼组成。
如前七个段落中任何一项的后接触结构，其中，所述第一导电后接触层主要由钼组成。
如前八个段落中任何一项的后接触结构，其中，所述含有氧化钼的基础种子层在硒化过程中被转换成含有MoSe2的层，其厚度范围从以下构成的组中被选定：5-15nm、35-45nm、60-70nm、和90-100nm。
在本发明的示例性实施例中(例如，参照图2-10)，提供一种用于光伏器件的后接触结构，包括：基片；后接触层，包含具第一密度的第一钼基区域和具第二密度的第二钼基区域，所述第一密度高于所述第二密度，所述第一钼基区域位于所述基片和所述第二钼基区域之间，所述第二钼基区域形成基础种子区域，其中，含有钼的所述基础种子区域的厚度范围从以下构成的组中被选定：5-15nm、35-45nm、60-70nm、和90-100nm。
如前段落的后接触结构，其中，所述基片可包含玻璃。
如前两个段落中任何一项的后接触结构，其中，所述第二钼基区域可包含氧化钼。
如前三个段落中任何一项的后接触结构，其中，含有钼的所述基础种子区域的厚度从以下构成的组中被选定：10nm、40nm、65nm、和95nm。
如前四个段落中任何一项的后接触结构，其中，所述具第一密度的第一钼基区域的厚度范围为300-600nm。
如前五个段落中任何一项的后接触结构，其中，所述第一密度可至少比所述第二密度大10％，更优选是至少大20％。
如前六个段落中任何一项的后接触结构，其中，在所述基片和所述第一钼基区域之间可配置含氮化硅和/或氧氮化硅的介质层。
如前七个段落中任何一项的后接触结构，其中，所述基础种子区域在硒化过程中被转换至含有MoSe2的层，其厚度范围从以下构成的组中被选定：5-15nm、35-45nm、60-70nm、和90-100nm。
如前八个段落中任何一项的后接触结构，第一钼基区域可基本上或完全为金属钼。
如前九个段落中任何一项的后接触结构，所述第二钼基区域可基本上为金属钼和/或氧化钼。
如上所述，本发明虽然参照多个示例性实施例对用于光伏器件的涂层制品及制备其的方法进行了说明，但是应理解，本发明并不局限于所述实施例，本领域的普通技术人员可进行各种修改和变形，修改将由后附的权利要求范围定义。

Claims (26)

1.一种用于光伏器件的后接触结构，包括：
基片；
含有钼的第一导电后接触层，位于所述基片上；和
含有氧化钼的基础种子层，直接形成于所述第一导电后接触层上，所述含有氧化钼的基础种子层的导电性小于所述含有钼的第一导电后接触层，
其中，所述含有氧化钼的基础种子层的厚度范围从以下构成的组中被选定：5-15nm、35-45nm、60-70nm、和90-100nm，且其中，所述第一导电后接触层位于所述基片和所述基础种子层之间，
其中，所述含有氧化钼的基础种子层在硒化过程中被转换成含有MoSe2的层，其厚度范围从以下构成的组中被选定：5-15nm、35-45nm、60-70nm、和90-100nm，
其中，所述基础种子层的厚度与所述含有MoSe2的层的厚度对应。
2.如权利要求1所述的后接触结构，其中，所述基片包含玻璃。
3.如权利要求1所述的后接触结构，其中，所述基片包含金属箔。
4.如权利要求1所述的后接触结构，其中，所述含有氧化钼的基础种子层的厚度从以下构成的组中被选定：10nm、40nm、65nm、和95nm。
5.如权利要求1所述的后接触结构，其中，所述含有钼的第一导电后接触层的厚度范围为300-600nm。
6.如权利要求1所述的后接触结构，其中，所述含有钼的第一导电后接触层的厚度为400nm。
7.如权利要求1所述的后接触结构，其中，在所述基片和所述含有钼的第一导电后接触层之间配置含氮化硅和/或氧氮化硅的介质层。
8.如权利要求1所述的后接触结构，其中，所述基础种子层主要由氧化钼组成。
9.如权利要求1所述的后接触结构，其中，所述第一导电后接触层主要由钼组成。
10.一种用于光伏器件的后接触结构，包括：
基片；
后接触层，包含具第一密度的第一钼基区域和具第二密度的第二钼基区域，所述第一密度高于所述第二密度，所述第一钼基区域位于所述基片和所述第二钼基区域之间，所述第二钼基区域形成基础种子区域，
其中，含有钼的所述基础种子区域的厚度范围从以下构成的组中被选定：5-15nm、35-45nm、60-70nm、和90-100nm，
所述基础种子区域在硒化过程中被转换至含有MoSe2的层，其厚度范围从以下构成的组中被选定：5-15nm、35-45nm、60-70nm、和90-100nm，
其中，所述基础种子层的厚度与所述含有MoSe2的层的厚度对应。
11.如权利要求10所述的后接触结构，其中，所述基片包含玻璃。
12.如权利要求10所述的后接触结构，其中，所述第二钼基区域包含氧化钼。
13.如权利要求10所述的后接触结构，其中，含有钼的所述基础种子区域的厚度从以下构成的组中被选定：10nm、40nm、65nm、和95nm。
14.如权利要求10所述的后接触结构，其中，所述具第一密度的第一钼基区域的厚度范围为300-600nm。
15.如权利要求10所述的后接触结构，其中，所述第一密度比所述第二密度大10％。
16.如权利要求10所述的后接触结构，其中，所述第一密度比所述第二密度大20％。
17.如权利要求10所述的后接触结构，其中，在所述基片和所述第一钼基区域之间配置含氮化硅和/或氧氮化硅的介质层。
18.一种光伏器件，包括：
半导体吸收薄膜；
后接触部，包括含钼的第一导电层和含MoSe2的光耦合层，其厚度范围从以下构成的组中被选定：5-15nm、35-45nm、60-70nm、90-100nm；和
后基片，
其中，所述后接触部位于所述后基片和所述半导体吸收薄膜之间，
其中，所述含MoSe2的光耦合层直接形成于所述含钼的第一导电层上。
19.如权利要求18所述的光伏器件，其中，所述半导体吸收薄膜包含CIGS。
20.如权利要求18所述的光伏器件，其中，所述含MoSe2的光耦合层的厚度从以下构成的组中被选定：10nm、40nm、65nm、和95nm。
21.一种制备用于光伏器件的后接触的方法，所述方法包括：
提供基片；
将含钼的第一导电接触层形成在所述基片上；和
将含氧化钼的种子层形成在所述含钼的第一导电接触层上，
在含有硒的气氛下将含有CIGS的吸收薄膜形成在所述基片上，从而所述含有CIGS的吸收薄膜在含有硒的气氛下形成的过程中，所述含氧化钼的种子层被转换成含有MoSe2的层，其厚度与所述种子层的厚度对应，
其中，所述种子层的厚度范围从以下构成的组中被选定：5-15nm、35-45nm、60-70nm、和90-100nm。
22.如权利要求21所述的方法，其中，所述含氧化钼的种子层，通过在氩气和氧气的气氛中溅射钼被沉积，其中，所述氩气和氧气的比例范围为30/1至100/1。
23.如权利要求21所述的方法，进一步包括：在所述基片上形成介质层，位于所述基片和所述含钼的第一导电接触层之间。
24.一种制备用于光伏器件的后接触的方法，包括：
提供基片；
形成后接触层，包含具第一密度的第一含钼区域和具第二密度的第二含钼区域，所述第一密度大于所述第二密度，所述第一含钼区域位于所述基片和所述第二含钼区域之间，所述第二含钼区域为基础种子区域，其中，所述基础种子区域的厚度范围从以下构成的组中被选定：5-15nm、35-45nm、60-70nm、和90-100nm，
其中，在含有硒的气氛下将含有CIGS的吸收薄膜形成在所述基片上，从而所述含有CIGS的吸收薄膜在含有硒的气氛下形成的过程中，所述种子区域被转换成含有MoSe2的层，其厚度与所述种子区域的厚度对应。
25.如权利要求24所述的方法，其中，所述具第一密度的第一含钼区域通过在含氩气的气氛中溅射被沉积，其功率对压力的比例范围为1/3至1/20，且所述具第二密度的第二含钼区域通过在含氩气的气氛中溅射被沉积，其功率对压力的比例范围为1/21至1/30。
26.一种光伏器件，包括：
前基片；
透明前电极；
含有CIGS的半导体吸收薄膜；
后接触部，包括含钼的第一导电层和含MoSe2的光耦合层，其厚度范围从以下构成的组中被选定：5-15nm、35-45nm、60-70nm、90-100nm；和
后基片，
其中，所述后接触部位于所述后基片和所述半导体吸收薄膜之间，且其中，所述光耦合层位于所述半导体吸收薄膜和所述含钼的第一导电层之间，
其中，所述含MoSe2的光耦合层直接形成于所述含钼的第一导电层上。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103828063A (zh) 2011-08-10 2014-05-28 阿森特太阳能技术公司 用于聚合物基底上柔性光电装置的多层薄膜后接触系统
US9209322B2 (en) * 2011-08-10 2015-12-08 Ascent Solar Technologies, Inc. Multilayer thin-film back contact system for flexible photovoltaic devices on polymer substrates
US9780242B2 (en) 2011-08-10 2017-10-03 Ascent Solar Technologies, Inc. Multilayer thin-film back contact system for flexible photovoltaic devices on polymer substrates
US10546964B2 (en) * 2012-11-15 2020-01-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Molybdenum selenide sublayers with controlled thickness in solar cells and methods for forming the same
WO2015070013A1 (en) * 2013-11-07 2015-05-14 The University Of Akron Metal-oxide thin film as a hole-extraction layer
CN105405925A (zh) * 2015-11-10 2016-03-16 中建材光电装备（太仓）有限公司 一种控制铜铟镓硒高温共沉积过程中背电极钼和硒反应的方法
US11322634B2 (en) * 2016-06-21 2022-05-03 Newsouth Innovations Pty Limited Copper-based chalcogenide photovoltaic device and a method of forming the same
US9859450B2 (en) * 2016-08-01 2018-01-02 Solar-Tectic, Llc CIGS/silicon thin-film tandem solar cell
WO2019180892A1 (ja) * 2018-03-22 2019-09-26 株式会社 東芝 太陽電池、多接合型太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽光発電システム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101752454A (zh) * 2008-12-04 2010-06-23 上海空间电源研究所 具有陷光结构的超薄铜铟镓硒薄膜太阳电池的制备方法
CN102569442A (zh) * 2010-12-30 2012-07-11 彭洞清 薄膜太阳能电池及其制作方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4335266A (en) 1980-12-31 1982-06-15 The Boeing Company Methods for forming thin-film heterojunction solar cells from I-III-VI.sub.2
US4611091A (en) 1984-12-06 1986-09-09 Atlantic Richfield Company CuInSe2 thin film solar cell with thin CdS and transparent window layer
US4915745A (en) 1988-09-22 1990-04-10 Atlantic Richfield Company Thin film solar cell and method of making
US5958358A (en) 1992-07-08 1999-09-28 Yeda Research And Development Co., Ltd. Oriented polycrystalline thin films of transition metal chalcogenides
US6123824A (en) 1996-12-13 2000-09-26 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing photo-electricity generating device
US6077722A (en) 1998-07-14 2000-06-20 Bp Solarex Producing thin film photovoltaic modules with high integrity interconnects and dual layer contacts
AU2184100A (en) 1998-12-14 2000-07-03 Hexablock Inc. Building structures
US6784361B2 (en) 2000-09-20 2004-08-31 Bp Corporation North America Inc. Amorphous silicon photovoltaic devices
FR2820241B1 (fr) 2001-01-31 2003-09-19 Saint Gobain Substrat transparent muni d'une electrode
US6974976B2 (en) 2002-09-30 2005-12-13 Miasole Thin-film solar cells
SE0301350D0 (sv) 2003-05-08 2003-05-08 Forskarpatent I Uppsala Ab A thin-film solar cell
JP2005019742A (ja) 2003-06-26 2005-01-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 太陽電池
US8168256B2 (en) * 2004-10-21 2012-05-01 Erten Eser Formation of selenide, sulfide or mixed selenide-sulfide films on metal or metal coated substrates
US20070093006A1 (en) 2005-10-24 2007-04-26 Basol Bulent M Technique For Preparing Precursor Films And Compound Layers For Thin Film Solar Cell Fabrication And Apparatus Corresponding Thereto
US8389852B2 (en) 2006-02-22 2013-03-05 Guardian Industries Corp. Electrode structure for use in electronic device and method of making same
EP2044664B1 (en) 2006-07-24 2014-02-26 FRAM Group IP LLC Platinum alloy for spark plug electrodes and spark plug having a platinum alloy electrode
US7875945B2 (en) 2007-06-12 2011-01-25 Guardian Industries Corp. Rear electrode structure for use in photovoltaic device such as CIGS/CIS photovoltaic device and method of making same
FR2924863B1 (fr) 2007-12-07 2017-06-16 Saint Gobain Perfectionnements apportes a des elements capables de collecter de la lumiere.
US20090260678A1 (en) 2008-04-16 2009-10-22 Agc Flat Glass Europe S.A. Glass substrate bearing an electrode
US20090272422A1 (en) 2008-04-27 2009-11-05 Delin Li Solar Cell Design and Methods of Manufacture
US20100236629A1 (en) 2009-03-19 2010-09-23 Chuan-Lung Chuang CIGS Solar Cell Structure And Method For Fabricating The Same
TW201042065A (en) 2009-05-22 2010-12-01 Ind Tech Res Inst Methods for fabricating copper indium gallium diselenide (CIGS) compound thin films
KR101172132B1 (ko) 2009-09-30 2012-08-10 엘지이노텍 주식회사 태양전지 및 이의 제조방법
TWI514608B (zh) * 2010-01-14 2015-12-21 Dow Global Technologies Llc 具曝露式導電柵格之防溼光伏打裝置
JP2012059855A (ja) 2010-09-08 2012-03-22 Nisshin Steel Co Ltd Ｃｉｇｓ太陽電池用基板および電池
EP2469580A1 (en) 2010-12-27 2012-06-27 Nexcis Improved interface between a I-III-VI2 material layer and a molybdenum substrate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101752454A (zh) * 2008-12-04 2010-06-23 上海空间电源研究所 具有陷光结构的超薄铜铟镓硒薄膜太阳电池的制备方法
CN102569442A (zh) * 2010-12-30 2012-07-11 彭洞清 薄膜太阳能电池及其制作方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Effect of a Thermal Oxydation Pre-Treatment on Mo to Control the Growth and Formation of MoSe2 Layers for CIGS Solar Cells;A. Duchatele et al.;《25TH EUROPEAN PHOTOVOLTAIC SOLAR ENERGY CONFERENCE AND EXHIBITION/5 TH WORLD CONFERENCE ON PHOTOVOLTAIC ENERGY CONVERSION》;20100910;3379-3381 *

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Publication number Publication date
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