钝化方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及太阳能模块，更具体地，涉及薄膜太阳能模块。
【背景技术】
[0002]诸如CIS-基太阳能模块(例如，铜铟镓(二)砸或铜铟铝(二)砸)(也称为“CIGS”)的传统的薄膜太阳能模块在吸收层和邻近的CdS缓冲层之间缺乏有效的钝化。有效钝化的缺乏通过多余的二元物质或缺陷(诸如Mcu+、CuxSe1.或Cu XS! x)提供分流路径。这转而限制了改进器件的开路电压(Voc)和分流电阻的能力，从而限制了提高器件的带隙的能力，并因此限制了提高器件的性能的能力。
[0003]而且，迄今为止，已知的提高接近CIGS吸收层的能带间隙的有效方法仅是通过硫掺入或Ga扁平化。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种太阳能电池模块，包括:衬底；吸收层，形成在所述衬底上方；多孔氧化铝钝化层，形成在所述吸收层的上表面上；缓冲层，共形地形成在所述钝化层上方；以及透明导电氧化物层，共形地形成在所述缓冲层上方。
[0005]在该太阳能电池模块中，所述吸收层是薄膜吸收层。
[0006]在该太阳能电池模块中，所述吸收层是CIGS层。
[0007]该太阳能电池模块还包括在所述CIGS层的上表面处形成的Cu(In，Al)Se2区。
[0008]在该太阳能电池模块中，所述Cu(In，Al)Se2E的带隙介于约1.09至1.57之间。
[0009]在该太阳能电池模块中，所述太阳能电池模块是晶体硅太阳能电池模块。
[0010]根据本发明的另一方面，提供了一种钝化太阳能电池模块的吸收层的方法，包括以下步骤:提供在其上方形成有吸收层的衬底；以及在所述吸收层的上表面上形成多孔氧化铝钝化层。
[0011]该方法还包括:在所述钝化层上方共形地形成缓冲层；以及在所述缓冲层上方共形地形成透明导电氧化物层。
[0012]在该方法中，所述吸收层是CIGS层。
[0013]在该方法中，形成所述多孔氧化铝钝化层的步骤包括在所述吸收层上直接沉积氧化招月旲。
[0014]在该方法中，通过溅射沉积所述氧化铝膜。
[0015]在该方法中，在氧气环境中进行所述溅射，所述方法还包括控制沉积压力和氧气气体比的步骤以控制氧化铝钝化层的孔隙尺寸。
[0016]在该方法中，所述吸收层是CIGS层。
[0017]在该方法中，形成所述多孔氧化铝钝化层的步骤包括:在所述吸收层上沉积铝(A1)膜；氧化所述铝膜以形成氧化铝钝化层。
[0018]在该方法中，所述氧化步骤包括在第一偏置电压下在氧化浴中处理所述铝膜第一时间段，然后在第二偏置电压下在所述氧化浴中处理所述铝膜第二时间段，所述第二偏置电压大于所述第一偏置电压。
[0019]在该方法中，所诉第二时间段大于所述第一时间段。
[0020]在该方法中，所述第二时间段期间的所述氧化浴的温度低于所述第一时间段期间的所述氧化浴的温度。
[0021]在该方法中，所述吸收层是CIGS层。
[0022]在该方法中，所述吸收层是CIGS层，在形成所述氧化铝层的步骤之后，所述方法还包括实施退火步骤以在所述CIGS层的上表面处形成Cu (In, Al) Se2区。
[0023]根据本发明的又一方面，提供了一种形成多孔氧化铝钝化层的方法，包括以下步骤:在层上沉积将被钝化的铝(A1)膜；在第一偏置电压和第一温度下，在氧化浴中处理沉积的铝膜第一持续时间段，以形成多孔氧化铝层；在所述处理步骤之后，通过在所述氧化浴中处理所述氧化铝层并且控制在所述氧化浴中处理所述氧化铝层的偏置电压、温度和持续时间而使所述多孔氧化铝层的孔隙敞开。
【附图说明】
[0024]当结合附图进行阅读时，通过以下详细描述可以更好地理解本发明的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
[0025]图1示出了根据一些实施例的形成用于太阳能电池模块的钝化吸收层的方法。
[0026]图2示出了根据一些实施例的用于形成多孔氧化铝钝化层的阳极氧化方法。
[0027]图3示出了具有多孔氧化铝钝化层的薄膜太阳能电池模块的实施例。
【具体实施方式】
[0028]以下公开内容提供了许多用于实现主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成为直接接触的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参考标号和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0029]而且，为了便于描述，本文中可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语以描述如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。除了图中所示的方位之外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且本文中使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。
[0030]同样地，除非另有明确描述，关于电耦合等的术语(诸如“耦合”、“连接”和“互连”)指的是结构彼此直接通信或通过中间结构间接通信的关系。
[0031]本文中描述了使用多孔氧化铝(A1203)模板的用于Ρ-CIGS吸收层的表面钝化的方法的实施例。在某些实施例中，钝化层提供增强的可见光捕获。而且，在实施例中，诸如通过后退火处理，多孔氧化铝中含有残余的A1成分，钝化层用于允许接近CIGS吸收层的表面的能带间隙增大。
[0032]通常地，在太阳能电池的晶体硅(c-Si)或CIGS吸收层的表面处形成带有正电荷的许多悬空键。在本文所描述的实施例中，氧化铝层(诸如其厚度小于200nm)形成在太阳能模块的CIGS吸收层的顶面上。“原生电荷”(其为氧化铝的固有特性)通过钝化在后SAS(硫化后砸化)中形成的悬空键或多余的空位来减少表面复合。这种钝化减少了分流路径，这改善了结电流(Jsc)并且增大了 Voc。
[0033]氧化铝是在c-Si的波长和薄膜太阳能电池上完全透明的宽带隙材料(?8.8eV)。根据需要，可以通过调整孔隙尺寸将氧化铝的折射率从1.50调整为2.45。可以通过使用A1203的纹理表面形貌来改进太阳能电池的透光率(TT% )和光散射(也称为光捕获或Haze%)0本文中描述了用于改进光散射的扩孔方法的技术。
[0034]在实施例中，通过在大于200 °C的温度下的后退火，在CIGS吸收层的表面中的Al2 x03 y含有A1成分，这形成带隙为约1.09eV至1.57eV的轻Cu (In ! x, Alx) Se2g或层，以用于提高接近CIGS吸收层的表面的带隙。
[0035]图1示出了形成用于太阳能电池模块的钝化吸收层的方法100。在实施例中，吸收层是薄膜CIGS层，但是本文中描述的技术可以用于钝化c-Si吸收层或其他p+表面，诸如可以在LED显示器中找到。
[0036]在步骤110中，提供结构10，在示出的实施例中，该结构10包括在其上形成有CIGS吸收层14的Mo的底电极层12。在步骤120中，在CIGS吸收层14的顶部上形成介于20nm至lOOOnm之间的期望孔隙尺寸的有纹理的多孔氧化铝层16。在图1中以参考标号10A标示出该结构。在实施例中，该多孔氧化铝层16的厚度小于200nm，并且在一些实施例中，小于100nm。
[0037]在步骤130中，在多孔氧化铝钝化层16的上表面上方共形地形成缓冲层18。在实施例中，该缓冲层由CdS、ZnS或ZnOS形成。接下来，在缓冲层18上方共形地形成TC0层20 (例如，ZnO:Al(AZ0)、Zn0:Ga、In203:Sn (ΙΤ0)、SnO 2:F (FT0)、ΙΖ0、ZnO:B(BZ0)或其他合适的透明导电氧化物层)。在图1中以参考标号10B标