具有局部電場分布的透明導電氧化物層及其光伏器件的製作方法
2023-06-09 22:17:51
具有局部電場分布的透明導電氧化物層及其光伏器件的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種光伏器件，包括：襯底、設置在襯底上方的背接觸層、設置在背接觸層上方的用於光子吸收的吸收層、設置在吸收層上方的緩衝層、設置在緩衝層上方的導電塗層以及設置在導電塗層上方的透明導電層。導電塗層包括至少一個尺寸在0.5nm至1000nm的範圍內的至少一種納米材料。本發明還提供了具有局部電場分布的透明導電氧化物層及其光伏器件。
【專利說明】具有局部電場分布的透明導電氧化物層及其光伏器件
【技術領域】
[0001]本發明通常涉及光伏器件，更具體而言，涉及包含透明導電層的光伏器件及其製造工藝。
【背景技術】
[0002]光伏器件(還被稱為太陽能電池)吸收太陽光並將光能轉換為電能。因此，光伏器件及其製造方法不斷發展，以提供更高的轉換效率和更薄的設計。
[0003]薄膜太陽能電池基於沉積在襯底上的一層或多層光伏材料薄膜礎。光伏材料的膜厚度在幾納米至數十微米的範圍的範圍內。這樣的光伏材料的實例包括碲化鎘(CdTe )、銅銦鎵硒(CIGS)和非晶矽(α-Si)。這些材料用作光吸收體。光伏器件可以進一步包括諸如緩衝層、背接觸層和前接觸層的其他薄膜。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種光伏器件，包括:襯底；背接觸層，設置在所述襯底上方；吸收層，用於光子吸收並設置在所述背接觸層上方；緩衝層，設置在所述吸收層上方；導電塗層，設置在所述緩衝層上方；以及透明導電層，設置在所述導電塗層上方；其中，所述導電塗層包括至少一個尺寸在0.5nm至100nm的範圍內的至少一種納米材料。
[0005]在該光伏器件中，所述緩衝層或所述吸收層具有紋理表面。
[0006]在該光伏器件中，所述透明導電層包括透明導電氧化物(TCO )。
[0007]在該光伏器件中，所述導電塗層的厚度在0.5nm至500nm的範圍內。
[0008]在該光伏器件中，所述導電塗層包括石墨烯納米片層。
[0009]在該光伏器件中，所述導電塗層包括銀納米顆粒。
[0010]在該光伏器件中，所述導電塗層包括碳納米管(CNT )。
[0011]該光伏器件進一步包括:延伸至所述緩衝層和所述吸收層中的劃線，其中，所述緩衝層上方的所述導電塗層中的所述碳納米管具有基本垂直於所述劃線的定向。
[0012]在該光伏器件中，所述導電塗層是在所述碳納米管之間具有多個空隙的不連續塗層，並且所述透明導電層填充所述碳納米管之間的所述多個空隙。
[0013]根據本發明的另一方面，提供了一種光伏器件，包括:襯底；背接觸層，設置在所述襯底上方；吸收層，設置在所述背接觸層上方；緩衝層，設置在所述吸收層上方，所述吸收層和所述緩衝層都是半導體；導電塗層，包括碳納米管或石墨烯納米片層並設置在所述緩衝層上方；以及透明導電氧化物(TCO)層，設置在所述導電塗層上方。
[0014]在該光伏器件中，所述導電塗層的厚度在0.5nm至500nm的範圍內。
[0015]在該光伏器件中，所述吸收層或所述緩衝層具有紋理表面。
[0016]在該光伏器件中，所述導電塗層包括碳納米管(CNT )。
[0017]該光伏器件進一步包括:延伸至所述緩衝層和所述吸收層中的劃線，其中，所述緩衝層上方的所述導電塗層中的所述碳納米管具有基本垂直於所述劃線的定向。
[0018]根據本發明的又一方面，提供了一種製造光伏器件的方法，包括:在襯底上方形成背接觸層；在所述背接觸層上方形成用於光子吸收的吸收層；在所述吸收層上方形成緩衝層；在所述緩衝層上方沉積導電塗層；以及在所述導電塗層上方形成透明導電層，其中，所述導電塗層包括至少一個尺寸在0.5nm至100nm的範圍內的至少一種納米材料。
[0019]在該方法中，所述緩衝層或所述吸收層具有紋理表面。
[0020]在該方法中，所述導電塗層中的納米材料包括石墨烯納米片層或者碳納米管(CNT)0
[0021 ] 在該方法中，通過沉積分散在溶液中的所述納米材料來形成所述導電塗層。
[0022]該方法進一步包括:形成延伸至所述緩衝層和所述吸收層中的劃線。
[0023]在該方法中，在電場中，在包含碳納米管(CNT)的溶液中實施在所述緩衝層上方沉積所述導電塗層；以及所述緩衝層上方的所述導電塗層包括具有基本垂直於所述劃線的定向的碳納米管。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]當結合附圖進行閱讀時，根據下面詳細的描述可以更好地理解本發明。應該強調的是，根據標準實踐，附圖的各種部件不必按比例繪製。相反，為了清楚起見，各種部件的尺寸可以被任意增大或縮小。在整個說明書和全部附圖中，相似的參考標號表示相似的部件。
[0025]圖1A至圖1E是根據一些實施例在製造期間的示例性光伏器件的一部分的截面圖；
[0026]圖2是示出根據一些實施例製造示例性光伏器件的方法的流程圖；
[0027]圖3A是根據一些實施例示出具有紋理表面的示例性緩衝層的製造期間的光伏器件的一部分的截面圖；
[0028]圖3B是根據一些實施例示出沉積在緩衝層的紋理表面上的導電塗層的製造期間的光伏器件的一部分的俯視圖；
[0029]圖4是根據一些實施例吸收層具有紋理表面的製造期間的示例性光伏器件的一部分的截面圖；
[0030]圖5是根據一些實施例具有劃線的示例性光伏器件的一部分的截面圖；
[0031]圖6是根據一些實施例示出導電塗層具有基本上垂直於劃線的定向的納米材料的示例性光伏器件的一部分的截面圖；
[0032]圖7是根據一些實施例具有基本上垂直於光伏器件中的劃線的定向的導電塗層中的納米材料的示例性配置的俯視圖；
[0033]圖8A至圖SE是根據一些實施例示出在緩衝層上沉積導電塗層的示例性工藝的示意圖；
[0034]圖9A和9B是根據一些實施例示出形成具有定向的納米材料的導電塗層的示例性機制的示意圖；圖9B是圖9A的一部分的放大圖；以及
[0035]圖10是根據一些實施例示出在電場中包含碳納米管(CNT)的溶液中沉積導電塗層的示例性工藝的示意圖。
【具體實施方式】
[0036]結合被視為整個說明書的一部分的附圖來閱讀示例性實施例的描述。在描述中，諸如「下部」、「上部」、「水平的」、「垂直的」、「在……上方」、「在……下方」、「向上」、「向下」、「頂部」和「底部」的空間相對位置的術語以及它們的派生詞(例如，「水平地」、「向下地」、「向上地」等)應該被解釋為所討論附圖中所述或所示的方位。這些空間相對位置的術語是為了便於說明並不需要以特定定向來構造或操作該裝置。除非另有說明，否則關於連接、耦合等的術語(諸如「連接」和「互連」)指的是結構相互直接固定或附接或者通過中間結構相互間接地固定或附接的關係，以及可移動的或剛性的附接或關係。
[0037]用於光伏器件中的透明導電層具有雙重功能:將光傳輸至吸收層同時還用作前接觸件以將光生電荷傳送出去以形成輸出電流。在一些實施例中，透明導電氧化物(TCO)用作前接觸件。期望通過改善具有TCO的透明導電層的導電性和光學透射率來提高光伏效率。
[0038]本發明提供了一種光伏器件以及其製造方法。在這樣的光伏器件中，結合透明導電層使用導電塗層以提高透明導電層的導電性和光學透射率。因此，所得到的光伏器件具有極好的光伏效率。
[0039]除非另有指明，否則本發明中提及的「納米材料」被理解為涵蓋諸如直徑和/或長度的至少一個尺寸在0.1nm至100nm的範圍內的材料。合適材料的實例包括但不限於納米顆粒、納米管、納米纖維、納米棒、納米片層(nanoplatelete)、納米片以及它們的組合。
[0040]在圖1A至圖1E、圖3A和圖3B、圖4至圖7和圖8A至圖10中，相似的參考標號表示相似的部件，而且為簡潔起見，不再重複以上參考前述附圖所提供的結構的描述。參考圖1A至圖1E所述的示例性結構來描述圖2所述的方法。
[0041]圖2是根據一些實施例製造示例性光伏器件的方法200的流程圖。圖1A至圖1E是根據一些實施例在製造期間的示例性光伏器件100的一部分的截面圖。
[0042]在步驟202中，在襯底102上方形成背接觸層104。圖1A示出在步驟202之後得到的光伏器件100的一部分的結構。襯底102和背接觸層104是由適用於薄膜光伏器件的任何材料製成。適用於襯底102中的材料的實例包括但不限於玻璃(諸如，鈉鈣玻璃)、聚合物(例如，聚醯亞胺)膜和金屬箔(諸如，不鏽鋼)。襯底102的膜厚度在任何合適的範圍內，例如在一些實施例中，在0.1mm至5_的範圍內。適合於背接觸層104的材料的實例包括但不限於銅、鎳、鑰(Mo)或者任何其他的金屬或導電材料。可以基於薄膜光伏器件的類型來選擇背接觸層104。例如，在CIGS薄膜光伏器件中，在一些實施例中，背接觸層104是Mo。在CdTe薄膜光伏器件中，在一些實施例中，背接觸層104是銅或鎳。背接觸層104的厚度為納米級或微米級，例如，在10nm至20mm的範圍內。在一些實施例中，背接觸層104的厚度是在200nm至1mm的範圍內。在步驟202之後，還可以蝕刻背接觸層104以形成圖案。
[0043]在步驟204中，在背接觸層104上方形成用於光子吸收的吸收層106。圖1B示出步驟204之後的製造期間得到的光伏器件100的一部分的結構。
[0044] 吸收層106是P型或η型半導體材料。適合於吸收層106的材料的實例包括但不限於碲化鎘(CdTe)、銅銦鎵硒(CIGS)和非晶矽(α-Si)。在一些實施例中，吸收層106是包含銅、銦、鎵和硒的半導體，諸如CuInxGad-x) Se2，其中，X在O至I的範圍內。在一些實施例中，吸收層106是包含銅、銦、鎵和硒的P型半導體。吸收層106的厚度為納米級或微米級，例如，在0.5微米至10微米的範圍內。在一些實施例中，吸收層106的厚度在500納米至2微米的範圍內。
[0045]可以根據諸如濺射、化學汽相沉積、印刷、電沉積等的方法來形成吸收層106。例如，首先通過濺射包含特定比率的銅、銦和鎵的金屬膜，之後通過將硒或含氣態化學物質的硒引入金屬膜中的硒化工藝來形成CIGS。在一些實施例中，通過蒸鍍物理汽相沉積(PVD)來沉積硒。
[0046]在步驟206中，在吸收層106上方形成緩衝層108。圖1C示出了在步驟206之後的製造期間得到的光伏器件100的一部分的結構。根據一些實施例，緩衝層108的實例包括但不限於CdS或者ZnS。緩衝層108的厚度為納米級，例如，在一些實施例中，在5nm至10nm的範圍內。
[0047]通過諸如濺射或者化學汽相沉積的合適的工藝來完成緩衝層108的形成。例如，在一些實施例中，緩衝層108是通過溶液中的水熱反應或化學浴沉積(CBD)所沉積的CdS層或者ZnS層或者CdS和ZnO的混合物。例如，在一些實施例中，在包含CIGS的吸收層106上方形成包含ZnS薄膜的緩衝層108。在80°C的水溶液(包含:ZnS04、氨、硫脲)中形成緩衝層108。在一些實施例中，合適的溶液包括0.16M的ZnS04、7.5M的氨和0.6M的硫脲。
[0048]在一些實施例中，緩衝層108或者吸收層106具有紋理表面。在一些實施例中，如圖1C所示，緩衝層108具有紋理表面。可以通過蝕刻或者原位沉積包括納米管、納米棒或納米尖端(nanotips)的材料來形成這種紋理表面。例如,緩衝層108的紋理表面或粗糙表面可以由在吸收層106的表面上垂直生長的納米管形成。圖3A示出了所得到的結構。例如，這樣的緩衝層108可以包括通過在溶液中的水熱反應或化學浴沉積所製備的本徵ZnO納米管。溶液包括含鋅鹽和鹼性化學物質。任何含鋅鹽可以是硝酸鋅、醋酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅、它們的組合和水合物。水合物的一個實例是六水合硝酸鋅、硝酸鋅或醋酸鋅。溶液中的鹼性化學物質可以是諸如KOH或NaOH的強鹼或者諸如氨或胺的弱鹼。
[0049]在一些實施例中，吸收層106具有紋理表面。在一些實施例中，吸收層106和緩衝層108都具有紋理表面。圖4示出了示例性器件400。可以通過蝕刻或者原位沉積具有納米管、納米棒或納米尖端的結構的合適材料來形成紋理表面。作為一個實例，可以通過金屬有機化學汽相沉積(MOCVD)來製作包含CdS或ZnS並具有紋理表面的緩衝層108。
[0050]在一些實施例中，方法200還包括形成延伸至緩衝層108和吸收層106中的劃線。在一些實施例中，圖2的步驟208是可選的。步驟208中，通過合適的方法(例如雷射劃刻或者機械劃刻工藝)來形成延伸至緩衝層108和吸收層106中的劃線。例如，圖5和圖6分別地示出了具有劃線(P2)的示例性PV器件500和600。
[0051]再次參考圖2，在步驟210中，在緩衝層108上方沉積包括至少一個尺寸在0.5nm至100nm的範圍內的至少一種納米材料的導電塗層110。圖1D示出步驟210之後製造期間得到的的光伏器件100的一部分的結構。導電塗層110的厚度為納米級或微米級，例如，在一些實施例中，在0.5nm至500nm的範圍內。
[0052]導電塗層110包括諸如顆粒尺寸、直徑或長度的至少一個尺寸在0.5nm至100nm的範圍內的至少一種納米材料。用於導電塗層I1的納米材料可以具有諸如納米管、納米片層、納米棒、納米顆粒、納米片或者任何其他的形狀或者它們的組合的形式。用於導電塗層110的納米材料可以由碳、石墨、金屬或者任何其他的無機或有機導電材料製成。適合於導電塗層110的材料的實例包括但不限於碳納米管、石墨烯納米片層或者納米片、金屬納米管、金屬納米棒和金屬納米顆粒。在一些實施例中，導電塗層110中的納米材料包括石墨烯納米片層、碳納米管(CNT)或者銀納米顆粒。在一些實施例中，導電塗層110中的納米材料包括碳納米管。合適的碳納米管(CNT)的實例包括但不限於單壁CNT、雙壁CNT和多壁CNT。
[0053]可以通過諸如導電塗層110的浸塗、旋塗、噴塗、原位沉積的合適的工藝或者任何其他合適的方法來完成導電塗層110的沉積。在一些實施例中，通過沉積分散在溶液中的納米材料來形成導電塗層110。例如，在電場中，在包含碳納米管(CNT)的溶液中來實施在緩衝層108上方的沉積導電塗層110。在一些實施例中，位於緩衝層108上方的導電塗層包括具有特定定向的碳納米管，例如，基本上垂直於劃線的定向。圖3B是根據一些實施例示出沉積在緩衝層108的紋理表面上的導電塗層110的製造期間的示例性光伏器件的一部分的俯視圖。如圖3B所示，在緩衝層108的紋理表面上可以看到吸收層106的一部分。
[0054]圖8A至圖8E是根據一些實施例示出在緩衝層108上方沉積導電塗層110的示例性工藝的示意圖。參考圖8A，容器802中的溶液804包括分散的用於導電塗層110的納米材料806。如參考圖1D所述的，納米材料806可以具有諸如納米管、納米片層、納米棒、納米顆粒、納米片或者任何其他的形狀或它們的組合的形式。用於導電塗層110的納米材料可以是由碳、石墨、金屬或者任何其他的無機或有機導電材料製成。在一些實施例中，導電塗層110中的納米材料806包括石墨烯納米片層、碳納米管(CNT)或者銀納米顆粒。在一些實施例中，納米材料806包括碳納米管(CNT)。合適的CNT可以是單壁CNT、雙壁CNT、多壁CNT或者它們的組合。在一些實施例中，所使用的碳納米管在分散之前是純淨的。碳納米管可以分散在包含分散劑(諸如，表面活性劑)的水溶液中。例如，CNT使用表面活性劑分散在去離子水中。合適的表面活性劑的實例包括但不限於丁氧基乙醇、四甲基-5-癸炔_4，7- 二醇(tetramethyl-5-decyne_4，7-d1l)和 α -壬基苯基-ω -輕基-聚(氧代-1, 2_ 亞乙基)(alpha-(nonylphenyl)-omega-hydroxy-poly(oxy-1, 2-ethanediyl)。
[0055]參考圖8B，將製造的示例性光伏器件808浸在包含分散的納米材料806的溶液804中。如圖1C所述，示例性光伏器件808包括緩衝層108和吸收層106。緩衝層108或吸收層106具有紋理表面。
[0056]參考圖8C，將示例性光伏器件808浸入溶液804中。在緩衝層108的紋理表面上沉積分散的納米材料806。圖8D示出將光伏器件808垂直拉出溶液的工藝。在一些實施例中，光伏器件808包括參考圖5和圖6所述的至少一條劃線113。例如，在圖5和圖6中，延伸至吸收層106和緩衝層108中的劃線被標記為「P2」。此外，拉出方向垂直於至少一條劃線 113。
[0057]參考圖8E，在示例性光伏器件808完全離開溶液804之後，分散的納米材料806在平行於拉出方向並垂直於劃線113的方向上對準。這樣的納米材料806的塗層是導電塗層110。圖3B和圖7中也示出具有這樣定向的納米材料806的導電塗層110。
[0058]圖9A和圖9B是示出根據一些實施例形成具有定向的納米材料的導電塗層110的示例性機制的示意圖。圖9B是圖9A的一部分的放大圖。如圖8D所述，將製造期間的示例性光伏器件808垂直拉出包含用於導電塗層110的納米材料806的溶液804(圖9A)。在示例性光伏器件808的表面上形成包含納米材料806的溶液804的邊界層(boundary layer)。在邊界層中，分散的納米材料806與拉出定向平行地進行定向。在一些實施例中，在乾燥之後，可以形成具有特定定向的納米材料806 (諸如碳納米管)的導電塗層110。
[0059]在一些實施例中，通過使用電場或磁場輔助形成這樣定向的納米材料806的工藝。圖10是根據一些實施例在電場中在包含碳納米管(CNT)的溶液中沉積導電塗層110的示例性工藝的示意圖。圖10中，相似的參考標號表示相似的部件，而且為簡潔起見，不再重複以上參考圖8A至圖SE所提供的結構的描述。如圖10所示，所製造的示例性光伏器件808的兩端與兩個電極810和812連接。通過電源對光伏器件808施加電壓或電流。在一些實施例中，電流是電壓在0.1伏特至30伏特的範圍內的交流電流(AC)，或者在一些其他實施例中，電流是電壓在0.1伏特至100伏特的範圍內的直流電流(DC)。
[0060]在包含CNT的示例性溶液中，CNT與溶劑的重量比可以在10_4至10_2的範圍內。合適的CNT可以是單壁CNT，具有0.8nm至2nm的範圍內的直徑和5 μ m至30 μ m的範圍內的長度。合適的CNT可以是多壁CNT，具有3nm至50nm的範圍內的直徑和10 μ m至50 μ m的範圍內的長度。
[0061]再次參考圖2，在步驟212中，在導電塗層110上方形成透明導電層112。圖1E示出在步驟212之後的製造期間得到的光伏器件100的一部分的結構。適合於透明導電層112的材料的實例包括但不限於透明導電氧化物，諸如銦錫氧化物(ΙΤ0)、摻氟錫氧化物(FT0)、摻鋁鋅氧化物(AZO)、摻鎵ZnO (GZ0)、鋁和鎵共摻雜的ZnO (AGZO)、摻硼ZnO (BZO)和它們的任何組合。適合於透明導電層112的材料還可以是包括透明導電氧化物(TCO)和另一導電材料中的至少一種的複合材料，從而沒有顯著降低透明導電層112的導電性或光學透射率。透明導電層112的厚度為納米級或微米級，例如，在一些實施例中，在0.3nm至
2.5 μ m的範圍內。
[0062]如上所述，一方面，本發明提供了一種光伏器件。圖1E、圖4、圖5和6示出了根據一些實施例的光伏器件的實例。如圖1E和圖4所示，在一些實施例中，光伏器件100或400包括襯底102、設置在襯底102上的背接觸層104、設置在背接觸層104上的用於光子吸收的吸收層106、設置在吸收層106上的緩衝層108、設置在緩衝層108上的導電塗層110以及設置在導電塗層110上方的透明導電層112。吸收層106和緩衝層108都是半導體。導電塗層I1包括至少一個尺寸在0.5nm至100nm的範圍內的至少一種納米材料。在一些實施例中，緩衝層108或吸收層106具有紋理表面。如圖1E所示,在一些實施例中，緩衝層108具有紋理表面。如圖4所示，吸收層106、或者緩衝層108和吸收層106具有紋理表面。
[0063]在一些實施例中，透明導電層112包括透明導電氧化物(TC0)。在一些實施例中，導電塗層110的厚度在0.5nm至500nm的範圍內。在一些實施例中，導電塗層包括石墨烯納米片層。在一些實施例中，導電塗層110包括銀納米顆粒。在一些實施例中，導電塗層110包括碳納米管(CNT)。
[0064]在一些實施例中，如圖5和圖6所示，光伏器件500或600進一步包括延伸至緩衝層108和吸收層106中的劃線(例如P2)。圖5是根據一些實施例具有劃線(P1、P2和P3)的示例性光伏器件500的一部分的截面圖。劃線P2的寬度在I μ m至10ym的範圍內，例如，在一些實施例中，為40 μ m。吸收層106 (LI)和緩衝層108 (L2)的厚度分別在500nm至2μπι的範圍內和5nm至500nm的範圍內。位於緩衝層108 (L3)上方或位於劃線P2 (L4或L5)中的導電塗層110的厚度在0.5nm至500nm的範圍內，例如，在一些實施例中，在1nm至400nm的範圍內。通過圖案化背接觸層104和填充有吸收層106來形成Pl。
[0065]在一些實施例中，位於緩衝層108上方的導電塗層110中的納米材料(諸如碳納米管)具有基本上垂直於劃線(諸如P2，或者圖7中的劃線113)的定向。圖6是示出根據一些實施例的導電塗層110中的納米材料具有基本上垂直於劃線P2的定向的示例性光伏器件600的一部分的截面圖，。如圖6所示，在一些實施例中，導電塗層110在碳納米管之間具有一些間隔或者多個空隙的不連續塗層。透明導電層112填充碳納米管之間的間隔或多個空隙。
[0066]本發明提供了一種光伏器件和製造該光伏器件的方法。根據一些實施例，一種光伏器件包括襯底、設置在襯底上方的背接觸層、設置在背接觸層上方用於光子吸收的吸收層、設置在吸收層上方的緩衝層、設置在緩衝層上方的導電塗層以及設置在導電塗層上方的透明導電層。導電塗層包括至少一個尺寸在0.5nm至100nm範圍內的至少一種納米材料。在一些實施例中，緩衝層或者吸收層具有紋理表面。在一些實施例中，透明導電層包括透明導電氧化物(TC0)。在一些實施例中，導電塗層的厚度在0.5nm至500nm的範圍內。在一些實施例中，導電塗層包括石墨烯納米片層。在一些實施例中，導電塗層包括銀納米顆粒。在一些實施例中，導電塗層包括碳納米管(CNT)。在一些實施例中，光伏器件進一步包括延伸至緩衝層和吸收層中的劃線。位於緩衝層上方的導電塗層中的碳納米管具有基本上垂直於劃線的定向。在一些實施例中，導電塗層是在碳納米管之間具有多個空隙的不連續塗層。透明導電層填充碳納米管之間的多個空隙。
[0067]根據一些實施例，一種光伏器件包括襯底；設置在襯底上的背接觸層；設置在背接觸層上的吸收層；設置在吸收層上的緩衝層，其中，吸收層和緩衝層都是半導體；設置在緩衝層上的包含碳納米管或石墨烯納米片層的導電塗層；以及設置在導電塗層上方的透明導電氧化物(TCO)層。在一些實施例中，導電塗層的厚度在0.5nm至500nm的範圍內。在一些實施例中，吸收層或緩衝層具有紋理表面。在一些實施例中，導電塗層包括碳納米管(CNT)0在一些實施例中，光伏器件包括延伸至緩衝層和吸收層中的劃線。位於緩衝層上方的導電塗層中的碳納米管具有基本上垂直於劃線的定向。
[0068]本發明還提供了一種製造光伏器件的方法。該方法包括以下步驟:在襯底上形成背接觸層；在背接觸層上形成用於光子吸收的吸收層；在吸收層上形成緩衝層；在緩衝層上沉積導電塗層；以及在導電塗層上方形成透明導電層。導電塗層包括至少一個尺寸在
0.5nm至100nm的範圍內的至少一種納米材料。在一些實施例中，緩衝層或吸收層具有紋理表面。在一些實施例中，導電塗層中的納米材料包括石墨烯納米片層、碳納米管(CNT)或銀納米顆粒。在一些實施例中，通過沉積分散在溶液中的納米材料來形成導電塗層。
[0069]在一些實施例中，該方法進一步包括形成延伸至緩衝層和吸收層中的劃線。在一些實施例中，在電場中，在包含碳納米管(CNT)的溶液中實施緩衝層上方的導電塗層的沉積。位於緩衝層上方的導電塗層包括具有基本上垂直於劃線的定向的碳納米管。
[0070]雖然就示例性實施例描述了本發明的主題，但本發明不限於此。相反，所附權利要求應該作廣義解釋為涵蓋本領域技術人員可以作出的其他變型例和實施例。
【權利要求】
1.一種光伏器件，包括: 襯底； 背接觸層，設置在所述襯底上方； 吸收層，用於光子吸收並設置在所述背接觸層上方； 緩衝層，設置在所述吸收層上方； 導電塗層，設置在所述緩衝層上方；以及 透明導電層，設置在所述導電塗層上方； 其中，所述導電塗層包括至少一個尺寸在0.5nm至100nm的範圍內的至少一種納米材料。
2.根據權利要求1所述的光伏器件，其中，所述緩衝層或所述吸收層具有紋理表面。
3.根據權利要求1所述的光伏器件，其中，所述透明導電層包括透明導電氧化物(TCO)0
4.根據權利要求1所述的光伏器件，其中，所述導電塗層的厚度在0.5nm至500nm的範圍內。
5.根據權利要求1所述的光伏器件，其中，所述導電塗層包括石墨烯納米片層。
6.根據權利要求1所述的光伏器件，其中，所述導電塗層包括銀納米顆粒。
7.根據權利要求1所述的光伏器件，其中，所述導電塗層包括碳納米管(CNT)。
8.根據權利要求7所述的光伏器件，進一步包括: 延伸至所述緩衝層和所述吸收層中的劃線，其中，所述緩衝層上方的所述導電塗層中的所述碳納米管具有基本垂直於所述劃線的定向。
9.一種光伏器件，包括: 襯底； 背接觸層，設置在所述襯底上方； 吸收層，設置在所述背接觸層上方； 緩衝層，設置在所述吸收層上方，所述吸收層和所述緩衝層都是半導體； 導電塗層，包括碳納米管或石墨烯納米片層並設置在所述緩衝層上方；以及 透明導電氧化物(TCO)層，設置在所述導電塗層上方。
10.一種製造光伏器件的方法，包括: 在襯底上方形成背接觸層； 在所述背接觸層上方形成用於光子吸收的吸收層； 在所述吸收層上方形成緩衝層； 在所述緩衝層上方沉積導電塗層；以及 在所述導電塗層上方形成透明導電層， 其中，所述導電塗層包括至少一個尺寸在0.5nm至100nm的範圍內的至少一種納米材料。
【文檔編號】H01L31/18GK104051549SQ201310236722
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年6月14日 優先權日:2013年3月11日
【發明者】陳世偉 申請人:臺積太陽能股份有限公司