專利名稱：太陽能電池以及太陽能電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜太陽能電池以及應(yīng)用超晶格結(jié)構(gòu)的太陽能電池。
背景技術(shù)：
太陽能電池是通過釋放可在半導(dǎo)體中移動并最終流過電負(fù)載的電荷而將太陽能 轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以這種方式產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為光伏效應(yīng)。光伏系統(tǒng)是圍繞光伏電池 而設(shè)計的。因?yàn)榈湫偷墓夥姵卦诩s0. 5伏的直流電壓下產(chǎn)生小于3瓦的功率，所以電池 之間必須串并聯(lián)連接，從而產(chǎn)生用于高功率應(yīng)用的足夠的功率。光電池陣列構(gòu)成光電模塊， 也稱為太陽能電池模塊。近年的趨勢是為更有效地實(shí)現(xiàn)帶隙轉(zhuǎn)變和傳輸控制而探索使用量子阱和量子點(diǎn) 結(jié)構(gòu)。例如在太陽能電池中應(yīng)用多量子阱結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于通過變化材料層的厚度而不是 通過改變材料的成分(一種更難控制參數(shù))來調(diào)整有效帶隙。ChafTin等人的美國專利 4，688，068 (在此并入其全部內(nèi)容作為參考)描述了多量子阱太陽能電池的常用結(jié)構(gòu)，且描 述了使用III-V族化合物的特殊應(yīng)用。這種類型的量子阱結(jié)構(gòu)通常通過分子束外延(MBE) 或金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)來生長。這些技術(shù)通常成本高并至少在采用MOCVD的情 況下涉及劇毒化學(xué)物質(zhì)的使用。因此，需要用于太陽能電池的改良的薄膜和量子阱結(jié)構(gòu)以及形成太陽能電池的方法。

發(fā)明內(nèi)容
多結(jié)光伏電池包括至少兩個彼此串聯(lián)電連接的P-N結(jié)。每個所述P-N結(jié)都包含P 型吸收層和N型發(fā)射層，各個所述P型吸收層都包括多個交替的碲化鋅和碲化鉛薄膜層，其 中當(dāng)在堆厚度(bulk thickness)中時，碲化鋅和碲化鉛都具有各自的帶隙，且各個所述P 型吸收層的有效帶隙都位于各自的帶隙之間，至少一個P型吸收層的有效帶隙不同于至少 另一個P型吸收層的有效帶隙。通過參照附圖進(jìn)行說明的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，將更好地理解本 發(fā)明的上述和其他特征。


說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例以及其他有關(guān)本公開的信息，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的多結(jié)太陽能電池的例示性實(shí)施例的側(cè)視圖2是太陽能電池制造過程中用于電沉積薄膜的電沉積設(shè)備的示意圖；圖3是電沉積的SiTe/PbTe/aiTe結(jié)構(gòu)的側(cè)視截面圖；圖4是電沉積的SiTe薄膜的SEM圖；圖5是電沉積的I^bTe薄膜的SEM圖；圖6A 6E是說明對于不同層的光吸收系數(shù)乘以光子能的平方根對光子能的曲線 圖；圖7是用于測試目的的成品太陽能電池模塊的示意圖；圖8是用于沉積SiTe薄膜的脈沖電壓的時序圖；以及圖9是用于沉積I^bTe薄膜的脈沖電壓的時序圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖來理解例示性實(shí)施例的說明，其構(gòu)成整體說明書的一部分。在說明書中， 諸如“下部的”、“上部的”、“水平的”、“垂直的”、“在…之上”、“在…之下”、“向上”、“向下”、 “頂部”和“底部”的相對術(shù)語及其派生術(shù)語(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)應(yīng) 解釋為在所討論的后續(xù)說明或在附圖中用于指示方向。這些相對術(shù)語用于說明的方便性， 且無需將設(shè)備在特定方向上構(gòu)造或在特定方向上操作。與附接、耦接等有關(guān)的術(shù)語，例如 “連接”和“互連”，是指結(jié)構(gòu)直接地或通過中間結(jié)構(gòu)間接地固定或附接到另一結(jié)構(gòu)的關(guān)系， 以及可移動的或剛性的附接裝置或關(guān)系，除非另外明確說明。如本文所述，II/VI和IV/VI族(例如，ZnTe和I^bTe)材料層可以以薄膜厚度電沉 積，該厚度小于堆厚度，且將其電沉積得足夠薄以使所得的P-N結(jié)的吸收層的有效帶隙位 于II/VI和IV/VI族材料堆厚度的各自帶隙之間。在例示性實(shí)施例中，II/VI和IV/VI族 層分別是SiiTe和I^bTe，雖然也可使用諸如ZnSe、ZnS, PbSe和I^bS的其他材料。在某些例 示性實(shí)施例中，薄膜層的厚度約為IOOnm或更小，以使交替層形成組合超晶格結(jié)構(gòu)。一種例 示性結(jié)構(gòu)具有厚度在10 IOOnm范圍內(nèi)的單個層，且組合超晶格結(jié)構(gòu)的總厚度在1 5 μ m 的范圍內(nèi)。本文還說明了使用電沉積技術(shù)來形成這些結(jié)構(gòu)的例示性方法?？茖W(xué)工作者已經(jīng)把太陽能電池的發(fā)展分成三代。第一代光伏太陽能電池形成在硅 片上或使用多晶硅。第二代光伏材料基于半導(dǎo)體的薄膜沉積應(yīng)用。不管半導(dǎo)體如何，薄膜 提供了通過不采用應(yīng)用于第一代太陽能電池中的硅片而顯著削減材料成本的前景。薄膜還 提供了其他優(yōu)點(diǎn)，尤其是增加了制造單元，從硅片( IOOcm2)增加到玻璃板( Im2)，其 中玻璃板的面積約為硅片面積的100倍。在能量轉(zhuǎn)換效率方面，隨著時間的推移，第二代技 術(shù)極大地填補(bǔ)了其與第一代產(chǎn)品之間存在的差距。隨著進(jìn)一步發(fā)展，需要更顯著地增加轉(zhuǎn) 換效率。陽光轉(zhuǎn)化成電力的卡諾(Carnot)極限是95%，而對于標(biāo)準(zhǔn)單一帶隙太陽能電池來 說，理論上限是33%。這樣我們就能假定，如果用不同的原理來制造第三代高性能、低成本 的光伏產(chǎn)品的話，太陽能電池的性能可以提升2 3倍。第一和第二代太陽能電池中的一個損失的關(guān)鍵原因是當(dāng)光激發(fā)對在超過帶隙時 迅速損失能量。低能紅色光子與更高能量的藍(lán)色光子一樣有效。用僅直接穿過裝置的低能 光子的損失來平衡這種損失將單一帶隙電池的轉(zhuǎn)換效率限制為約44%。另一重要的損失過程是由于光激發(fā)電子空穴對的重組造成的。可通過使用用于光 生載流子的具有長少數(shù)載流子壽命的材料將這種損失降到最低。串聯(lián)電池概念(其中使用多個電池，各個電池都具有不同的帶隙且各個電池都在轉(zhuǎn)換靠近其帶隙的小范圍的光子能 量)可應(yīng)對這些重組損失。其他損失包括結(jié)和接觸電壓損失。第三代太陽能電池致力于通過制造不同的太陽能電池結(jié)構(gòu)來降低上述損失。如果 吸收的光子的能量比電池帶隙的能量略高，則可顯著消除由光激發(fā)電子空穴對的重組導(dǎo)致 的損失。在第三代太陽能電池技術(shù)中，能夠改變材料的帶隙而又不會改變材料的組成的一 種方法是在超晶格結(jié)構(gòu)中生長不同厚度的兩種材料。在多量子阱結(jié)構(gòu)中(也稱為組合超晶 格)，生長厚度足夠小(約幾百人)的兩種材料的交替層，從而引發(fā)量子效應(yīng)。當(dāng)制造具有 帶隙和的兩種不同的半導(dǎo)體A和B的超晶格時，位于通過調(diào)制導(dǎo)帶和價帶邊沿而建 立的量子阱之間的電子和空穴波函數(shù)的重疊和相互作用導(dǎo)致了依靠導(dǎo)帶和價帶階的I型 或II型超晶格的形成。如果小帶隙材料的價帶和導(dǎo)帶階完全包含于較大帶隙材料(I型超 晶格)之中，則會在量子阱中形成微型能帶。這些微型能帶的位置可通過對各個獨(dú)立的能 帶求解克朗尼希-朋奈(Kronig-Permey)模型(求解到第一近似值)和假設(shè)電荷載流子的 有效質(zhì)量值來確定。光子的吸收發(fā)生在價帶中被占據(jù)的微型能帶和導(dǎo)帶中未被占據(jù)的微型 能帶之間。因此可以這樣理解，層的周期性交替導(dǎo)致了電勢的周期性交替。具體地，具有較 小帶隙的半導(dǎo)體的各層產(chǎn)生電勢阱。在各個電勢阱中，僅有某些能態(tài)適于導(dǎo)帶電子。每個 狀態(tài)又分為準(zhǔn)連續(xù)集或微型能帶。隨著A和B層的相對厚度的調(diào)整，這些微型能帶的位置 發(fā)生變化，從而導(dǎo)致不同的有效帶隙。有效帶隙變化的范圍取決于合成半導(dǎo)體A和B的帶 隙，且無需改變半導(dǎo)體的任何組分。因?yàn)榉浅ｋy以精確控制合金半導(dǎo)體的組分，所以采用這 種方法是非常有效的，這是因?yàn)槠鋬H需要控制化合物半導(dǎo)體的組分及其厚度，所以相對容 易實(shí)現(xiàn)。在有代表性的實(shí)際應(yīng)用中，具有較小帶隙的半導(dǎo)體可以是例如砷化鎵(GaAs)的 材料，且具有較大帶隙的半導(dǎo)體可以是鋁鎵砷(AWaAs)。對由這些材料的層組成的組合超 晶格的計算顯示微型能帶比任何材料半導(dǎo)體中的能帶都窄得多，而且還顯示微型能帶通過 相對大的微型隙在導(dǎo)帶中彼此分離。唯一需要的是兩種類型的層的厚度小于約lOOnm，且最 優(yōu)選的范圍是4 lOnm，在該范圍內(nèi)，量子效應(yīng)最明顯。量子阱結(jié)構(gòu)(例如GaAs/AWaAs結(jié)構(gòu))通常通過分子束外延(MBE)或金屬有機(jī)化 學(xué)氣相沉積(MOCVD)生長。這些技術(shù)往往成本較高且使用劇毒化學(xué)物質(zhì)(在MOCVD的情況 下)?？赏ㄟ^借助低成本電沉積方法制造薄膜或量子阱來克服這些缺點(diǎn)。更具體地，本文提 出的一種基底太陽能電池吸收結(jié)構(gòu)的實(shí)施例包括通過電沉積來沉積的碲化鋅(ZnTe)和碲 化鉛(PbTe)的交替層。至今，用于太陽能電池的這種類型的SiTe/PbTe超晶格還未被實(shí)現(xiàn) 過。I型SiTe/PbTe超晶格可通過沉積薄膜或通過適當(dāng)改變材料沉積參數(shù)(以及層厚度) 來引發(fā)層中的應(yīng)變而形成，如本文所討論的那樣。在塊形式中，ZnI1e具有2. 4eV的帶隙，而1 具有0. ^eV的帶隙。通過改變SiTe 和I^bTe的相對厚度，可以制造具有覆蓋了所需波長范圍(0.5μπι 4.0μπι)的I型超晶格 (雖然所關(guān)注的光譜范圍為0. 4 2. 0 μ m)。圖1中示出太陽能電池結(jié)構(gòu)的一個實(shí)施例。如 下文更詳細(xì)的說明，該結(jié)構(gòu)是一種多結(jié)太陽能電池，包括用作吸收層的SiTe/PbTe薄膜或 用作吸收層的SiTe/PbTe超晶格超薄薄膜。通過改變SiTe和I^bTe層的相對厚度來調(diào)整這 些薄膜或超晶格疊層的有效帶隙。SiTe是P型半導(dǎo)體，且1 是P型或N型半導(dǎo)體，這取決于其摻雜類型。在某些實(shí)施例中，N型CdS層用作這種太陽能電池結(jié)構(gòu)的發(fā)射層，雖然諸如ZnO的 其他材料也可適用于發(fā)射層。具體參考圖1，在一個例示性實(shí)施例中，所列舉的結(jié)構(gòu)包括一 組超晶格異質(zhì)結(jié)太陽能電池，它們具有不同的有效帶隙并串聯(lián)連接。太陽能電池模塊100 包括玻璃襯底105。導(dǎo)電底部接觸層110形成在玻璃襯底105上。在例示性實(shí)施例中，導(dǎo)電 底部接觸層110是銦錫氧化物(ITO)層。太陽能電池模塊包括設(shè)置在襯底105之上的第一 個P-N結(jié)120。第一個P-N結(jié)包括N型發(fā)射層121，例如CdS層。該P(yáng)-N結(jié)120的P型吸收 層122優(yōu)選包括超晶格結(jié)構(gòu)，其包括超薄的II-VI族和IV-VI族層的交替層。優(yōu)選地，吸收 層122由SiTe和1 的交替層形成。在某些實(shí)施例中，這些層是薄膜，但不具有超晶格厚 度(即不足以薄到能夠顯示量子效應(yīng))，但仍能顯示出位于堆厚度材料的各自帶隙間的有 效帶隙?？梢岳斫獾氖?，通過改變吸收層122的厚度和/或形成吸收層122的給定厚度 的層的數(shù)量來控制由各個P-N結(jié)收集的電流。假設(shè)超晶格結(jié)構(gòu)中的各個層的厚度都為約 300人厚，則約1 μ m的有效吸收厚度將需要約30個層。太陽能電池模塊包括至少一個第二個P-N結(jié)，例如P-N結(jié)120A。與P-N結(jié)120類 似，P-N結(jié)120A包括N型CdS發(fā)射層和由SiTe/PbTe超晶格形成的P型吸收層?；ミB層130 將第一個P-N結(jié)120電連接到第二個P-N結(jié)120A。在一個實(shí)施例中，互連層包括導(dǎo)電島狀 物135，例如HgTe或CuTe島狀物，其用于形成電互連?？梢跃W(wǎng)格布局形成這些島狀物，而在 它們之間留出透明區(qū)域137(即，寬帶隙區(qū)域)，用于使入射光通過并到達(dá)P-N結(jié)。在備選實(shí) 施例中，形成導(dǎo)電連續(xù)半金屬薄膜層(例如HgTe或CuTe)，但其要形成得足夠薄以致不會不 透明，即，其使得入射光可以穿過。在實(shí)施例中，通過類似于現(xiàn)有技術(shù)的光刻/蝕刻工藝形 成島狀物135。諸如SiOx或SiOx的透明材料可用于填充空隙137。如果在層之間形成機(jī)械 連接，則透明環(huán)氧樹脂可用于填充空隙137。在其他實(shí)施例中，可使用諸如ITO的導(dǎo)電透明 層。諸如那些在ChafTin等人的專利中描述的隧道結(jié)也可適用于某些實(shí)施例。如圖1所示，太陽能電池結(jié)構(gòu)可包括串聯(lián)連接的η個上述P-N結(jié)。最上面的Ρ_Ν結(jié) 在圖1中用“120Β”表示，且其通過互連層130Α連接到直接位于其下的P-N結(jié)。諸如HgTe 或CuTe層的導(dǎo)電薄層140形成在最后的P-N結(jié)上，且用于在最后面的吸收層和層150之間 與背面接觸形成良好的接觸。在實(shí)施例中，背接觸層150是較厚的HgTe或CuTe或石墨膏 層。如圖1中所示的多結(jié)太陽能電池的一個顯著優(yōu)點(diǎn)是P-N結(jié)帶隙的所得光譜可適合 于入射光譜，例如太陽光譜?？赏ㄟ^改變SiTe和I^bTe層的相對厚度來調(diào)整圖1的這些超 晶格的有效帶隙。假設(shè)太陽能電池結(jié)構(gòu)100是兩電池串聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽能電池，則兩電池串 聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽能電池的最佳帶隙是1. OeV和1. SeV0在本實(shí)施例中，第一個P_N結(jié)120 (即， 最接近玻璃襯底105的結(jié)，且將第一個P-N結(jié)暴露在光源下)被設(shè)計為具有1. SeV的較寬 帶隙，而第二個P-N結(jié)被設(shè)計為具有l(wèi).OeV的較窄帶隙。對于三電池串聯(lián)的電池結(jié)構(gòu)來說， 最佳帶隙是0. 8eV, 1. 4eV和2. 3eV0盡管上文這樣說明，但是可以理解的是，包含在本發(fā)明 的太陽能電池中的p-n結(jié)的數(shù)量基本上沒有限制，且可包含非常多的數(shù)量，以使通過將不 同的帶隙與太陽光譜匹配而提高太陽能電池的效率。在實(shí)施例中，可選擇P-N結(jié)的數(shù)量及 其各自的帶隙，以便在UV至近紅外范圍內(nèi)基本上吸收所有的太陽輻射。
在備選實(shí)施例中，除了形成如圖1中所示的層疊結(jié)構(gòu)之外，還可以應(yīng)用四(或更 多)端子構(gòu)造，其中各個電池都形成在它們各自的玻璃襯底上，并都設(shè)計成具有各自的帶 隙。在一個實(shí)例中，將四端子構(gòu)造中的不同帶隙的兩個單獨(dú)的電池排列在一起，以使電池之 間相互匹配并連接，這是沒有任何問題的。用于生長上述P-N結(jié)的薄膜的方法是一種結(jié)合對CdS發(fā)射層的化學(xué)浴沉積和對 SiTe和1 層的電沉積的方法。而這些技術(shù)都是低成本的方法?；瘜W(xué)浴沉積是一種公知 的技術(shù)，其用于CdS的高質(zhì)量超薄膜的生長(約1000人)。迄今為止，還未進(jìn)行過利用電沉 積薄膜或量子阱結(jié)構(gòu)來制備并優(yōu)化太陽能電池器件結(jié)構(gòu)的工作。由于穿過襯底表面的電壓 降和在電鍍電勢上合金組合物的臨界依賴性，在過去，對大部分地區(qū)而言，電沉積一直是衡 量技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。這就是量子阱結(jié)構(gòu)在用化合物而不是用三元合金的組成元素來調(diào)整裝置的 帶隙中顯示的一個顯著的優(yōu)點(diǎn)?；衔锏慕M成可保持不變，這確保了薄膜特性的可重復(fù)性。在本文所述的電沉積各種薄膜的過程中，準(zhǔn)備浴槽，其包含溶解于溶液中的要被 沉積的組分金屬的離子。例如在沉積SiTe的情況下，將Si2+和HTeO2+離子溶解在溶液中。 工作電極包括導(dǎo)電襯底，其上沉積薄膜。恒壓器/恒流器可用于在工作電極和對電極之間 施加所需偏壓。溶解在浴槽中的離子由電解質(zhì)的pH值而定。甫爾拜研究出一組相圖，其為不同的 水電化學(xué)系統(tǒng)提供信息。給定溶液中的離子、所施加的電勢，E，所需沉積的特定離子由能斯 特方程決定
權(quán)利要求
1.一種多結(jié)光伏電池，包括至少兩個彼此串聯(lián)電連接的P-N結(jié)，每個P-N結(jié)都包含P型吸收層和N型發(fā)射層，每個 所述P型吸收層都包括多個碲化鋅和碲化鉛的交替薄膜層，其中碲化鋅和碲化鉛具有在堆 厚度中時的各自的帶隙，且各個所述P型吸收層的有效帶隙位于所述各自的帶隙之間；其中至少一個吸收層的有效帶隙不同于至少另一個吸收層的有效帶隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)光伏電池，其中所述N型發(fā)射層是硫化鎘層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)光伏電池，其中進(jìn)一步包括涂布有導(dǎo)電層的玻璃襯底。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多結(jié)光伏電池，其中所述導(dǎo)電層包括氧化銦錫層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)光伏電池，其中進(jìn)一步包括設(shè)置在所述P-N結(jié)之間并將 其電連接在一起的互連層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多結(jié)光伏電池，其中所述互連層包括多個導(dǎo)電島狀物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多結(jié)光伏電池，其中所述導(dǎo)電島狀物包括碲化汞或碲化銅島 狀物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)光伏電池，其中所述多結(jié)光伏電池是兩電池串聯(lián)式太陽 能電池，其中第一個P-N結(jié)的吸收層的有效帶隙約為l.OeV，且第二個P-N結(jié)的吸收層的有 效帶隙約為1. SeV0
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)光伏電池，其中所述多結(jié)光伏電池是三電池串聯(lián)式太陽 能電池，其中第一個P-N結(jié)的吸收層的有效帶隙約為0. SeV，第二個P-N結(jié)的吸收層的有效 帶隙約為1. 4eV且第三個P-N結(jié)的吸收層的有效帶隙約為2. 3eV0
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)光伏電池，其中所述交替薄膜層形成組合超晶格結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多結(jié)光伏電池，其中所述各個組合超晶格結(jié)構(gòu)都包含30 40個碲化鋅和碲化鉛的交替層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)光伏電池，其中所述各個組合超晶格結(jié)構(gòu)都具有約1 5 μ m之間的有效吸收厚度，且每個碲化鋅和碲化鉛的交替層都具有約100 ~ 1000 A之間 的厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)光伏電池，其中所述至少一個吸收層以及所述至少另 一吸收層的有效帶隙都取決于所述P-N結(jié)中的所述碲化鋅和碲化鉛交替層的厚度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)光伏電池，其中至少一個吸收層的所述有效帶隙被選 擇用于俘獲約0. 5 μ m的入射光波長。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)光伏電池，其中至少一個所述吸收層的有效帶隙被選 擇用于俘獲約4. 0 μ m的入射光波長。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)光伏電池，其中進(jìn)一步包括電觸頭，用于在輻射的照射 下使電流流出所述電池，所述輻射產(chǎn)生跨越至少一個所述P-N結(jié)的電勢。
17.—種產(chǎn)生電的方法，所述方法包括將權(quán)利要求16所述的多結(jié)光伏電池暴露于太陽 光輻射下。
18.一種多結(jié)太陽能電池，包括涂布有導(dǎo)電層的玻璃襯底；多電池串聯(lián)式太陽能電池，包括多個彼此串聯(lián)電連接的P-N結(jié)，每個所述P-N結(jié)都包含 (i)P型吸收層，包含電沉積在玻璃襯底上的第一和第二半導(dǎo)體材料的交替層的周期陣列以及(ii)N型發(fā)射層，其中第一和第二半導(dǎo)體材料在以堆厚度提供時具有不同的帶隙，其中所提供的所述交 替層的厚度小于堆厚度，且所述交替層足夠薄以使所述吸收層的有效帶隙位于在以堆厚度 提供時的材料的帶隙之間；其中至少一個所述吸收層的有效帶隙不同于至少另一個吸收層的有效帶隙；其中所述層是II-VI和IV-VI族化合物的交替層；以及電觸頭，用于在輻射的照射下使電流流出所述電池，所述輻射產(chǎn)生跨越至少一個所述 P-N結(jié)的電勢。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的多結(jié)太陽能電池，其中每個所述P型吸收層都足夠薄，以使 所述吸收層形成組合超晶格結(jié)構(gòu)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的多結(jié)太陽能電池，其中所述交替層包括多個碲化鋅和碲化 鉛的交替層。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的多結(jié)太陽能電池，其中每個所述P型吸收層都足夠厚，以使 所述吸收層不構(gòu)成組合超晶格結(jié)構(gòu)。
22.—種形成光伏電池的方法，包括如下步驟提供玻璃襯底；在所述玻璃襯底上形成正面接觸層；形成包含了組合超晶格結(jié)構(gòu)的N型發(fā)射層和P型吸收層的第一個P-N結(jié)，其中形成所 述第一個P-N結(jié)的步驟如下在導(dǎo)電層上電沉積所述N型發(fā)射層；以及電沉積多個碲化鋅和碲化鉛的交替層，其中碲化鋅和碲化鉛在堆厚度中時具有各自的帶隙，且所述P型吸收層的有效帶隙位 于各自的帶隙之間；以及在所述第一個P-N結(jié)上形成背接觸層。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的形成光伏電池的方法，其中所述光伏電池是多結(jié)光伏電 池，所述方法包括將第一個P-N結(jié)與至少一第二個P-N結(jié)串聯(lián)的步驟，其中所述第一個P-N 結(jié)的吸收層的有效帶隙不同于所述第二個P-N結(jié)的吸收層的有效帶隙。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述玻璃襯底上的所述導(dǎo)電層包括氧化銦錫 層；其中所述N型發(fā)射層是硫化鎘。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述電沉積多個碲化鋅和碲化鉛的交替層的步 驟包括將所述襯底在浴槽之間轉(zhuǎn)換，從而電沉積成所述交替層。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述電沉積多個碲化鋅和碲化鉛的交替層的步 驟包括在形成所述交替層的過程中使電解質(zhì)在浴槽中的所述襯底上流動并變換浴槽中的 電解質(zhì)。
全文摘要
一種多結(jié)光伏電池，包括至少兩個彼此串聯(lián)電連接的P-N結(jié)。各個P-N結(jié)都包含P型吸收層和N型發(fā)射層，各個P型吸收層都包括多個碲化鋅和碲化鉛的交替薄膜層，其中碲化鋅和碲化鉛在堆厚度中時具有各自的帶隙，且各個P型吸收層的有效帶隙位于各自的帶隙之間，至少一個P型吸收層的有效帶隙不同于至少另一個P型吸收層的有效帶隙。
文檔編號H01L21/00GK102089856SQ200980127147
公開日2011年6月8日 申請日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月12日
發(fā)明者普里特帕爾·辛格 申請人:維拉諾瓦大學(xué)