专利汇可以提供使用包含掺杂阳离子的微孔阴离子无机构架结构用于制造薄层太阳能电池专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及在尤其基于玻璃衬底层的薄层 太阳能 电池 或薄层太阳能模 块 中使用微孔阴离子无机构架结构、尤其是构架 硅 酸盐或构架锗酸盐以用于吸收来自所述薄层 太阳能电池 或薄层太阳能模块的杂质以及用于制造尤其基于玻璃衬底层的薄层太阳能电池或薄层太阳能模块的配备有单价掺杂阳离子的 半导体 吸收层的应用。此外本发明还涉及一种尤其在至少一个背 电极 层、至少一个 接触 层和/或至少一个半导体吸收层中包含微孔阴离子无机构架结构、尤其是构架 硅酸 盐或构架锗酸盐的光伏薄层太阳能电池。在此,在薄层太阳能电池的制造方法的过程中通过将半导体吸收层的 金属离子 或杂质与原本来自构架结构的单价掺杂阳离子、尤其是 碱 离子交换来对所述半导体吸收层掺杂。此外本发明还涉及一种包含按照本发明的薄层太阳能电池的薄层太阳能模块。最后本发明涉及一种用于制造按照本发明的薄层太阳能电池或薄层太阳能模块的方法。,下面是使用包含掺杂阳离子的微孔阴离子无机构架结构用于制造薄层太阳能电池专利的具体信息内容。
1.在尤其基于玻璃衬底层的薄层太阳能电池或薄层太阳能模块中使用微孔阴离子无机构架结构、尤其是构架硅酸盐或构架锗酸盐以用于吸收来自所述薄层太阳能电池或薄层太阳能模块的杂质的应用。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,微孔阴离子无机构架结构、尤其是构架硅酸盐或构架锗酸盐位于薄层太阳能电池或薄层太阳能模块的至少一个背电极层、至少一个接触层和/或至少一个半导体吸收层中。
3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,薄层太阳能电池或薄层太阳能模块、尤其是薄层太阳能电池或薄层太阳能模块的至少一个半导体吸收层具有单价掺杂阳离子、尤其是碱离子。
4.在微孔中使用含有单价掺杂阳离子、尤其是碱离子的微孔阴离子无机构架结构、尤其是构架硅酸盐或构架锗酸盐以用于制造尤其基于玻璃衬底层的薄层太阳能电池或薄层太阳能模块的配备有掺杂所述单价掺杂阳离子的半导体吸收层的应用。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,通过逸出到薄层太阳能电池或薄层太阳能模块的至少一个背电极层、至少一个接触层和/或至少一个半导体吸收层中而摆脱单价掺杂阳离子、尤其是碱离子的微孔阴离子无机构架结构、尤其是构架硅酸盐或架构锗酸盐,位于薄层太阳能电池或薄层太阳能模块的至少一个背电极层、至少一个接触层和/或至少一个半导体吸收层中。
6.在微孔中使用含有单价掺杂阳离子、尤其是碱离子的微孔阴离子无机构架结构、尤其是构架硅酸盐或构架锗酸盐以用于向薄层太阳能电池或薄层太阳能模块的半导体吸收层掺杂所述单价掺杂阳离子的应用。
7.根据前述权利要求之一所述的应用,其特征在于,微孔阴离子无机构架结构、尤其是构架硅酸盐包含四面体结构单元或由其构成。
8.根据前述权利要求之一所述的应用,其特征在于,构架结构、尤其是构架硅酸盐是非吸湿性的。
9.根据权利要求4至8之一所述的应用,其特征在于,构架结构、尤其是构架硅酸盐或构架锗酸盐的微孔具有孔开口直径,所述孔开口直径使得能够通过吸收层的金属的金属离+ 3+ 3+
子,例如Cu、Ga 和/或In ,交换微孔中的单价掺杂阳离子、尤其是碱离子。
10.根据前述权利要求之一所述的应用,其特征在于,所述构架硅酸盐是铝构架硅酸盐、钛铝构架硅酸盐、硼构架硅酸盐、镓构架硅酸盐、铟构架硅酸盐或铁(III)构架硅酸盐。
11.根据前述权利要求之一所述的应用,其特征在于,构架结构、尤其是构架硅酸盐包含β笼、尤其是冷凝的β笼,或由其构成。
12.根据前述权利要求之一所述的应用,其特征在于,微孔中的构架结构、尤其是构架硅酸盐具有钠离子、钾离子、锂离子、铷和/或铯离子,尤其是钠离子。
13.根据前述权利要求之一所述的应用,其特征在于,构架结构、尤其是构架硅酸盐具有孔开口直径小于约0.29nm的微孔。
14.根据前述权利要求之一所述的应用,其特征在于,构架结构、尤其是构架硅酸盐具有方钠石构架拓扑结构。
15.根据前述权利要求之一所述的应用,其特征在于,在构架硅酸盐中直至50%的四价硅四面体结构单元由具有三价中心原子的四面体结构单元、尤其是铝替代。
16.根据前述权利要求之一所述的应用,其特征在于,构架结构是Strunz分类09.F或
09.G的构架硅酸盐或构架锗酸盐,尤其是不含具有其它阴离子的沸石水的构架硅酸盐。
17.根据前述权利要求之一所述的应用,其特征在于,构架硅酸盐是沸石。
18.根据前述权利要求之一所述的应用,其特征在于,半导体吸收层是硫铜锡锌矿半导体吸收层或黄铜矿半导体吸收层。
19.光伏薄层太阳能电池,尤其在至少一个背电极层、至少一个接触层和/或至少一个半导体吸收层中包含微孔阴离子无机构架结构,尤其是构架硅酸盐或构架锗酸盐。
20.根据权利要求19所述的薄层太阳能电池,其特征在于,微孔阴离子无机构架结构+ 3+ 3+
在微孔中具有来自半导体吸收层的金属离子,例如Cu、Ga 和/或In ,和/或来自薄层太
3+ 2+
阳能电池的杂质,例如Fe 和或Ni 。
21.根据权利要求19或20所述的薄层太阳能电池,其特征在于,尤其是通过与半导体吸收层的金属离子交换的方式向半导体吸收层掺杂原本来自构架结构的单价掺杂阳离子,尤其是碱离子。
22.根据权利要求19至21之一所述的薄层太阳能电池,其按照下述顺序包括:
-至少一个尤其包括玻璃板或玻璃板形式的衬底层,
-必要时至少一个尤其是非传导性的第一阻挡层,
-至少一个背电极层,
-必要时至少一个传导的第二阻挡层和至少一个尤其是欧姆的接触层,
-至少一个、尤其是直接贴靠在背电极层或接触层上的半导体吸收层,尤其是黄铜矿半导体吸收层或硫铜锡锌矿半导体吸收层,
-必要时至少一个第一缓冲层,
-必要时至少一个第二缓冲层,和
-至少一个正电极层。
23.根据权利要求19至22之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,微孔阴离子无机构架结构、尤其是构架硅酸盐包含四面体结构单元或由其构成。
24.根据权利要求19至23之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,构架结构、尤其是构架硅酸盐是非吸湿性的。
25.根据权利要求19至24之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,构架结构、尤其是构架硅酸盐的微孔具有孔开口直径,所述孔开口直径允许微孔中的掺杂阳离子、尤其是碱离子通过半导体吸收层的金属的金属离子和/或通过来自薄层太阳能电池的杂质交换,所+ 3+ 3+ 3+ 2+
述金属离子例如Cu、Ga 和/或In ,所述杂质例如Fe 和或Ni 。
26.根据权利要求19至25之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,所述构架硅酸盐为铝构架硅酸盐、钛铝构架硅酸盐、硼构架硅酸盐、镓构架硅酸盐、铟构架硅酸盐或铁(III)构架硅酸盐。
27.根据权利要求19至26之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,构架结构、尤其是构架硅酸盐包含β笼、尤其是冷凝的β笼或由其构成。
28.根据权利要求19至27之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,构架结构、尤其是构架硅酸盐在微孔中具有钠离子、钾离子、锂离子、铷和/或铯离子,尤其是钠离子。
29.根据权利要求19至28之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,构架结构、尤其是构架硅酸盐具有孔开口直径小于约0.29nm的微孔。
30.根据权利要求19至29之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,构架结构、尤其是构架硅酸盐具有方钠石构架拓扑结构。
31.根据权利要求19至30之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,在构架硅酸盐中直至50%的四价硅四面体结构单元由具有三价中心原子的四面体结构单元、尤其是铝替代。
32.根据权利要求19至31之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,构架结构是Strunz分类09.F或09.G的构架硅酸盐或构架锗酸盐,尤其是不含具有其它阴离子的沸石水的构架硅酸盐。
33.根据权利要求19至32之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,构架硅酸盐是沸石。
34.根据权利要求22至33之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,第一缓冲层包含CdS或基本上由其构成或是不含CdS的层,尤其包含Zn(S,O)、Zn(S,O,OH)和/或In2S3或基本上由其构成,和/或第二缓冲层包含本征氧化锌和/或高欧姆的氧化锌或基本上由其构成。
35.根据权利要求19至34之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,半导体吸收层是或包括四元IB-IIIA-VIA-黄铜矿层、尤其是Cu(In,Ga)Se2层,五元IB-IIIA-VIA-黄铜矿层、尤其是Cu(In,Ga)(Se1-x,Sx)2层,或硫铜锡锌矿层、尤其是Cu2ZnSn(Sex,S1-x)2层,例如Cu2ZnSnSe4层或Cu2ZnSnS4层,其中x取0至1。
36.根据权利要求19至35之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,接触层包括至少一个金属层和至少一个金属硫族化合物层,其中所述至少一个金属层与背电极相邻或贴靠该背电极或者与第二阻挡层相邻或贴靠该第二阻挡层,并且所述至少一个金属硫族化合物层与半导体吸收层相邻或贴靠该半导体吸收层。
37.根据权利要求36所述的薄层太阳能电池,其特征在于,金属层和金属硫族化合物层是以相同的金属、尤其是钼和/或钨为基础。
38.根据权利要求19至37之一所述的薄层太阳能电池,其特征在于,接触层是或包括金属硫族化合物层。
39.薄层太阳能模块,包含、尤其是单片集成串联接线的根据权利要求19至38之一所述的太阳能电池。
40.用于制造根据权利要求1至38之一所述的光伏薄层太阳能电池或根据权利要求
39所述的光伏薄层太阳能模块的方法,其特征在于,在至少一个尤其基于玻璃衬底层的薄层太阳能电池或至少一个尤其基于玻璃衬底层的、构成薄层太阳能模块的薄层太阳能电池的至少一个背电极层、至少一个接触层和/或至少一个半导体吸收层上和/或中施加或置入微孔阴离子无机构架结构,尤其是构架硅酸盐或构架锗酸盐。
41.根据权利要求40所述的方法,其包括下述步骤:
-提供尤其是平面的衬底,所述衬底尤其包括玻璃板或为玻璃板形式,
-必要时在衬底上施加尤其是非传导性的第一阻挡层,
-借助物理和/或化学气相沉积从至少一个第一材料源在衬底或第一阻挡层上施加至少一个背电极层,
-必要时借助物理和/或化学气相沉积从至少一个第二材料源在至少一个背电极层上施加至少一个传导性的第二阻挡层,并且
借助物理和/或化学气相沉积从至少一个第三材料源在第二导挡层上施加至少一个尤其欧姆的接触层,或者
借助物理和/或化学气相沉积从至少一个第四材料源在第二阻挡层上施加至少一个一并形成接触层的第一金属层,
-在背电极层或接触层上借助物理和/或化学气相沉积从至少一个第五材料源沉积至少一个第二金属层,该至少一个第二金属层包含半导体吸收层的金属成分,对于黄铜矿半导体吸收层尤其包含铜、铟和必要时镓,并且对于硫铜锡锌矿半导体吸收层尤其包含铜、锌和锡,
-从至少一个第六材料源,尤其是借助于至少一个湿化学沉积工艺和/或借助于物理和/或化学气相沉积,在衬底层和/或背电极层上、必要时在第一和/或第二阻挡层上和/或必要时在接触层上和/或必要时在第一金属层和/或第二金属层上沉积微孔阴离子无机构架结构、尤其是构架硅酸盐或构架锗酸盐,和/或将所述构架结构与至少一个背电极层和/或必要时与至少一个第一和/或第二阻挡层和/或必要时与至少一个接触层和/或必要时与至少一个第一金属层和/或与至少一个第二金属层共同沉积,
-如果第二金属层处于背电极层上或必要时处于接触层或必要时第一金属层上,利用至少一种硫化合物和/或硒化合物和/或利用气态的元素硒和/或硫在温度高于300℃、尤其在350℃-600℃的范围中、优选在520℃-600℃的范围中在形成半导体吸收层的条件下处理所述第二金属层,
-必要时在半导体吸收层上施加至少一个第一缓冲层,
-必要时在第一缓冲层或半导体吸收层上施加至少一个第二缓冲层,
-在第一或第二缓冲层或半导体吸收层上施加至少一个透明的正电极层。
42.根据权利要求40或41所述的方法,其特征在于,微孔阴离子无机构架结构、尤其是构架硅酸盐或构架锗酸盐在微孔中包含单价掺杂阳离子,尤其是碱离子。
43.根据权利要求40至42之一所述的方法,其特征在于,物理气相沉积Physical Vapor Deposition(PVD)涂层包括分别优选在高真空中进行的借助电子束蒸发器的蒸镀、借助电阻蒸发器的蒸镀、感应蒸发、电弧蒸发和/或阴极溅射(溅射除层),尤其是DC-或RF磁控管溅射,并且化学气相沉积Chemical Vapour Deposition(CVD)包括低压(low pressure)CVD和/或大气压(atmospheric pressure)CVD。
44.根据权利要求40至43之一所述的方法,其特征在于,
第一和第六材料源是第一混合目标和/或
第二和第六材料源是第二混合目标和/或
第三和第六材料源是第三混合目标和/或
第四和第六材料源是第四混合目标和/或
第五和第六材料源是第五混合目标。
45.根据权利要求40至44之一所述的方法,其特征在于,从第五、第六和第一材料源,第五、第六和第三材料源,第五、第六和第四材料源,或从第五混合目标以及第一材料源,从第五混合目标以及第三材料源或从第五混合目标以及第四材料源顺序地或基本上同时地共同沉积。
46.根据权利要求40至45之一所述的方法,其特征在于,从第五混合目标和第五材料源顺序地或基本上同时地共同沉积。
47.根据权利要求40至46之一所述的方法,其特征在于,从第一、第二、第三和/或第四混合目标,尤其是第一、第三或第四混合目标,和第五材料源顺序地或基本上同时地共同沉积。
48.根据权利要求40至47之一所述的方法,其特征在于,从第五混合目标和第一、第二、第三和/或第四混合目标,尤其是第一或第三或第四混合目标,顺序地或基本上同时地共同沉积。
49.根据权利要求40至48之一所述的方法,其特征在于,从第一、第二或第三混合目标,尤其是第一或第三混合目标,和第一、第二、第三或第四材料源,尤其是第一或第三或第四材料源,顺序地或基本上同时地共沉积。
50.根据权利要求40至49之一所述的方法,其特征在于,在一个唯一的真空涂层设备上优选以连续溅射法进行施加背电极层,必要时传导性的阻挡层和第一金属层或接触层,半导体吸收层的金属、尤其是用于构成硫铜锡锌矿半导体吸收层的Cu层、In层和Ga层或用于构成黄铜矿半导体吸收层的Cu层、Zn层和Sn层,和在微孔中含有碱离子、尤其是钠离子的微孔阴离子无机构架结构、尤其是构架硅酸盐或构架锗酸盐。
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