DE112009002290T5 - Strukturieren von Elektrodenmaterialien, frei von Bermstrukturen, für Dünnfilm-Photovoltaikzellen - Google Patents

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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract

Ein Verfahren zum Ausbilden eines Dünnfilm-Photovoltaik-Bauelements mit strukturierten Elektrodenfilmen enthält das Bereitstellen eines Natron-Kalk-Glas-Substrats mit einer darüberliegenden unteren Elektrodenschicht, die ein Molybdänmaterial umfasst. Das Verfahren enthält des Weiteren das Behandeln der unteren Elektrodenschicht mit einem oder mehreren Impulsen elektromagnetischer Strahlung von einer Laserquelle zum Ablatieren einer oder mehrerer Strukturierungen in Verbindung mit einer oder mehreren Bermstrukturen von der unteren Elektrodenschicht. Des Weiteren enthält das Verfahren das Bearbeiten der unteren Elektrodenschicht, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen umfasst, mittels einer mechanischen Bürstenvorrichtung zum Entfernen der einen oder mehreren Bermstrukturen, und das anschließende Behandeln der unteren Elektrodenschicht, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen, die von der einen oder den mehreren Bermstrukturen befreit sind, umfasst. Das Verfahren enthält des Weiteren das Ausbilden einer Schicht aus Photovoltaikmaterial über der unteren Elektrodenschicht und das Ausbilden einer ersten Zinkoxidschicht über der Schicht aus Photovoltaikmaterial.

Description

  • QUERVERWEISE ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/101,650, eingereicht am 30. September 2008, mit dem Titel „STRUKTURIEREN VON ELEKTRODENMATERIALIEN, FREI VON BERMSTRUKTUREN, FÜR DÜNNFILM-PHOTOVOLTAIKZELLEN” vom Erfinder Robert D. Wieting, die gemeinsam an den Rechtsnachfolger abgetreten wurden und für alle Zwecke durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen sind.
  • ERKLÄRUNG ZU RECHTEN AN ERFINDUNGEN, DIE IM RAHMEN VON MIT ÖFFENTLICHEN MITTELN DES BUNDES FINANZIERTER FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNG HERVORGEBRACHT WURDEN
  • NICHT ZUTREFFEND
  • VERWEIS AUF EINE „SEQUENZAUFLISTUNG”, EINE TABELLE ODER EINEN COMPUTERPROGRAMMLISTUNGS-ANHANG, DIE AUF EINER COMPACT-DISK EINGEREICHT WERDEN.
  • NICHT ZUTREFFEND
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Photovoltaikmaterialien und Herstellungsverfahren. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Struktur zur Herstellung von Dünnfilm-Solarzellen bereit. Lediglich als Beispiel behandelt das hier besprochene Verfahren das Strukturieren von Elektrodenmaterial, frei von Bermstrukturen, für die Herstellung von Dünnfilm-Photovoltaikzellen. Es versteht sich, dass die Erfindung auch andere Konfigurationen haben kann.
  • Seit Menschengedenken wird nach Wegen gesucht, sich die Kräfte der Natur dienstbar zu machen. Energie existiert in unterschiedlicher Form, zum Beispiel als petrochemische Energie, hydroelektrische Energie, Kern-, Wind-, Biomasse- und Solarenergie und in primitiveren Formen wie zum Beispiel Holz und Kohle. Im Verlauf des vergangenen Jahrhunderts hat sich die moderne Zivilisation auf petrochemische Energie als wichtigen Energieträger gestützt. Zu petrochemischer Energie gehören Gas und Öl. Zum Gas zählen leichtere Formen wie zum Beispiel Butan und Propan, die üblicherweise zum Beheizen von Wohnungen und als Brennstoff zum Kochen verwendet werden. Zum Gas zählen des Weiteren Benzin, Diesel und Turbinentreibstoff, die üblicherweise für Transportzwecke verwendet werden. Schwerere Formen von petrochemischer Energie können an einigen Orten ebenfalls zum Beheizen von Wohnungen verwendet werden. Leider sind die Vorräte an petrochemischen Brennstoffen begrenzt und im Wesentlichen durch die auf der Erde verfügbaren Mengen festgelegt. Dazu kommt, dass immer mehr Menschen immer mehr Produkte auf Erdölbasis nutzen, so dass Erdöl sich zu einer knapper werdenden Ressource entwickelt, die eines Tages zwangsläufig erschöpft sein wird.
  • Seit einigen Jahren entwickelt sich eine Nachfrage nach umweltfreundlichen und erneuerbaren Energiequellen. Ein Beispiel einer sauberen Energiequelle ist hydroelektrische Energie. Hydroelektrische Energie gewinnt man durch Stromgeneratoren, die durch das strömende Wasser angetrieben werden, das aus Dämmen wie zum Beispiel dem Hoover-Damm in Nevada kommt. Der erzeugte Strom dient der Elektrizitätsversorgung eines großen Teils der Stadt Los Angeles in Kalifornien. Saubere und erneuerbare Energiequellen sind außerdem Wind, Wellen, Biomasse und dergleichen. Das heißt, Windkraftwerke wandeln Windenergie in nützlichere Energieformen wie zum Beispiel Elektrizität um.
  • Eine weitere Form von sauberer Energie ist Solarenergie. Spezielle Einzelheiten zur Solarenergie finden sich im vorliegenden Abschnitt „Allgemeiner Stand der Technik” und insbesondere weiter unten.
  • Die Solarenergietechnologie wandelt allgemein elektromagnetische Strahlung von der Sonne in andere nützliche Energieformen um. Zu diesen anderen Energieformen gehören Wärmeenergie und elektrischer Strom. Für Elektrizitätsanwendungen werden oft Solarzellen verwendet. Obgleich Solarenergie umweltfreundlich ist und sich bereits bis zu einem bestimmten Punkt bewährt hat, sind noch zahlreiche Hindernisse zu überwinden, bevor sie auf der ganzen Welt zum breiten Einsatz kommen kann. Zum Beispiel verwendet ein Solarzellentyp kristalline Materialien, die aus Halbleitermaterialblöcken gewonnen werden. Diese kristallinen Materialien können zur Fertigung optoelektronischer Bauelemente, zum Beispiel Photovoltaik- und Photodioden-Bauelemente, verwendet werden, die elektromagnetische Strahlung in elektrischen Strom umwandeln. Jedoch sind kristalline Materialien oft teuer und in großen Mengen schwierig herzustellen. Außerdem haben Bauelemente aus solchen kristallinen Materialien oft einen niedrigen Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung. Andere Arten von Solarzellen verwenden „Dünnfilm”-Technologie zum Ausbilden eines Dünnfilms aus lichtempfindlichem Material, der zur Umwandlung elektromagnetischer Strahlung in elektrischen Strom verwendet werden soll. Ähnliche Beschränkungen existieren bei der Verwendung von Dünnfilm-Technologie zur Herstellung von Solarzellen. Das heißt, der Wirkungsgrad ist oft schlecht. Außerdem ist die Zuverlässigkeit des Films oft schlecht und kann nicht über längere Zeit in herkömmlichen Umweltanwendungen verwendet werden. Oft lassen sich Dünnfilme nur schwer mechanisch miteinander integrieren. Des Weiteren lassen sich Dünnfilme oft nur schwer in einer kosteneffektiven, effizienten und zuverlässigen Weise herstellen. Diese und andere Beschränkungen dieser herkömmlichen Technologien finden sich in der gesamten vorliegenden Spezifikation und insbesondere weiter unten.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Photovoltaikmaterialien und Herstellungsverfahren. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Struktur zur Herstellung von Dünnfilm-Solarzellen bereit. Lediglich als Beispiel beschreibt das hier besprochene Verfahren das Strukturieren von Elektrodenmaterial, frei von Bermstrukturen, für die Herstellung von Dünnfilm-Photovoltaikzellen. Es versteht sich, dass die Erfindung auch andere Konfigurationen haben kann.
  • In einer konkreten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Ausbilden eines Dünnfilm-Photovoltaik-Bauelements mit strukturierten Elektrodenfilmen bereit. Das Verfahren enthält das Bereitstellen eines Natron-Kalk-Glas-Substrats, das eine Oberflächenregion umfasst, und das Ausbilden einer unteren Elektrodenschicht, die ein Molybdänmaterial umfasst, über der Oberflächenregion. Das Verfahren enthält des Weiteren das Behandeln der unteren Elektrodenschicht mit einem oder mehreren Impulsen elektromagnetischer Strahlung von einer Laserquelle. Der eine oder die mehreren Impulse elektromagnetischer Strahlung sind in der Lage, eine oder mehrere Strukturierungen von der unteren Elektrodenschicht zu ablatieren. Die eine oder die mehreren Strukturierungen enthalten eine oder mehrere Bermstrukturen. Außerdem enthält das Verfahren das Bearbeiten der unteren Elektrodenschicht, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen umfasst, mittels einer mechanischen Bürstenvorrichtung zum Entfernen der einen oder mehreren Bermstrukturen. Das Verfahren enthält des Weiteren das Behandeln der unteren Elektrodenschicht, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen umfasst, die von der einen oder den mehreren Bermstrukturen befreit sind. Des Weiteren enthält das Verfahren das Ausbilden einer Schicht aus Photovoltaikmaterial über der unteren Elektrodenschicht. Die Schicht aus Photovoltaikmaterial eine Zwischenverbindungsstruktur auf der Basis der einen oder der mehreren Strukturierungen innerhalb der unteren Elektrodenschicht umfasst. Darüber hinaus enthält das Verfahren das Ausbilden einer ersten Zinkoxidschicht über der Schicht aus Photovoltaikmaterial.
  • In einer weiteren konkreten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Ausbilden eines Dünnfilm-Photovoltaik-Bauelements mit strukturierten Elektrodenfilmen bereit. Das Verfahren enthält das Bereitstellen eines Natron-Kalk-Glas-Substrats, das eine Oberflächenregion umfasst, und das Ausbilden einer unteren Elektrodenschicht, die ein Molybdänmaterial umfasst, über der Oberflächenregion. Das Verfahren enthält des Weiteren das Behandeln der unteren Elektrodenschicht mit einem oder mehreren Impulsen elektromagnetischer Strahlung von einer Laserquelle, um eine oder mehrere Strukturierungen von der unteren Elektrodenschicht zu ablatieren. Die eine oder die mehreren Strukturierungen enthalten eine oder mehrere Bermstrukturen. Außerdem enthält das Verfahren das Bearbeiten der unteren Elektrodenschicht, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen umfasst, mittels einer mechanischen Bürstenvorrichtung und einer Reinigungsflüssigkeit zum Entfernen der einen oder mehreren Bermstrukturen. Des Weiteren enthält das Verfahren das Bearbeiten der unteren Elektrodenschicht, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen umfasst, die von der einen oder den mehreren Bermstrukturen befreit sind, unter Verwendung einer Gasrakel. Die Gasrakel ist dafür konfiguriert, im Wesentlichen alle Flüssigkeit, einschließlich Flüssigkeitströpfchen, von einer Oberfläche der unteren Elektrodenschicht zu entfernen, um die untere Elektrodenschicht zu trocknen, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen umfasst, die von der einen oder den mehreren Bermstrukturen befreit sind.
  • Mittels der vorliegenden Erfindung lassen sich zahlreiche Vorteile realisieren. Zum Beispiel verwendet die vorliegende Erfindung Ausgangsmaterialien, die auf dem freien Markt erhältlich sind, um einen Dünnfilm aus Halbleiter-tragendem Material zu bilden, der auf einem geeigneten Substrat angeordnet ist. Der Dünnfilm aus Halbleiter-tragendem Material kann weiter bearbeitet werden, um ein Halbleiter-Dünnfilmmaterial mit gewünschten Eigenschaften zu bilden, wie zum Beispiel atomische Stoichiometrie, Verunreinigungskonzentration, Trägerkonzentration, Dotierung und andere. In einer konkreten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine resultierende Struktur bereit, die zuverlässig und frei von Bermstrukturen ist und dergleichen. In bevorzugten Ausführungsformen verwendet die vorliegende Erfindung häufig verwendet Werkzeuge und Prozesstechnologie. Je nach Ausführungsform lassen sich einer oder mehrere der Vorteile realisieren. Diese und weitere Vorteile werden in größerer Ausführlichkeit in der gesamten vorliegenden Spezifikation und besonders unten beschrieben.
  • Lediglich als Beispiel enthalten das hier besprochene Verfahren und die hier besprochenen Materialien Absorbermaterialien, die aus Kupfer-Indium-Disulfid-Spezies, Kupfer-Zinn-Sulfid, Eisendisulfid oder anderem für Zellen mit einer einzigen Anschlussstelle oder Zellen mit mehreren Anschlussstellen bestehen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer Dünnfilm-Photovoltaikzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 2–4, 4A, 5, 5A, 6, 6A, und 7–11 sind Schaubilder, die ein Verfahren veranschaulichen, das eine Reihe von Prozessen und Strukturen zur Herstellung einer Dünnfilm-Photovoltaikzelle gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Photovoltaikmaterialien und Herstellungsverfahren. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Struktur zur Herstellung von Dünnfilm-Solarzellen bereit. Lediglich als Beispiel enthält das hier besprochene Verfahren das Strukturieren von Elektrodenmaterial, das auf einem Natron-Kalk-Glas-Substrat unter Verwendung von elektromagnetischen Strahlungen gebildet wird, und das Bearbeiten des Elektrodenmaterials, frei von Bermstrukturen, für die Herstellung von Dünnfilm-Photovoltaikzellen. Es versteht sich, dass die Erfindung auch andere Konfigurationen haben kann.
  • 1 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer Dünnfilm-Photovoltaikzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Dieses Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das nicht dafür vorgesehen ist, den Schutzbereich der Ansprüche unzulässig einzuschränken. Das Verfahren 1000 enthält die folgenden Prozesse:
    • 1. Prozess 1010 zum Bereitstellen eines Natron-Kalk-Glas-Substrats mit einer Oberflächenregion;
    • 2. Prozess 1020 zum Ausbilden einer unteren Elektrodenschicht über der Oberflächenregion;
    • 3. Prozess 1030 zum Behandeln der unteren Elektrodenschicht mit einer Laserstrahlung zum Ablatieren einer oder mehrerer Strukturierungen;
    • 4. Prozess 1040 zum Bearbeiten der unteren Elektrodenschicht, um eine oder mehrere Bermstrukturen der einen oder mehreren Strukturierungen zu entfernen;
    • 5. Prozess 1050 zum Behandeln der unteren Elektrodenschicht mit der einen oder den mehreren Strukturierungen, die von der einen oder den mehreren Bermstrukturen befreit sind;
    • 6. Prozess 1060 zum Ausbilden einer Schicht aus Photovoltaikmaterial, das eine Zwischenverbindungsstruktur auf der Basis jeder der einen oder mehreren Strukturierungen umfasst;
    • 7. Prozess 1070 zum Ausbilden einer ersten Zinkoxidschicht über der Schicht aus Photovoltaikmaterial;
    • 8. Prozess 1080 zum Ausführen anderer Schritte.
  • Die obige Abfolge von Prozessen stellt ein Verfahren zum Strukturieren einer Elektrodenschicht und zum Bearbeiten der Elektrodenschicht zum Ausbilden einer oder mehrerer Strukturierungen, die frei von Bermstrukturen sind, für die Herstellung von Dünnfilm-Photovoltaikzellen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereit. In einer konkreten Ausführungsform enthält das Verfahren das Anwenden von Laserstrahlungen zum Ablatieren der einen oder der mehreren Strukturierungen von einer durchgängigen Elektrodenschicht. In einer weiteren konkreten Ausführungsform enthält das Verfahren des Weiteren das Verwenden einer mechanischen Bürstenvorrichtung zum Bearbeiten der einen oder mehreren Strukturierungen. Es können noch andere Alternativen bereitgestellt werden, wobei Prozesse hinzugefügt werden, ein oder mehrere Prozesse weggelassen werden oder ein oder mehrere Prozesse in einer anderen Abfolge ausgeführt werden, ohne den Schutzbereich der Ansprüche der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel kann eine Sperrschicht ausgebildet werden, bevor die untere Elektrodenschicht ausgebildet wird. Es können weitere funktionale Schichten mit unterschiedlichen Materialzusammensetzungen zwischen die Schicht aus Photovoltaikmaterial und die erste Zinkoxidschicht und so weiter eingefügt werden. Weitere Einzelheiten des Verfahrens finden sich in der gesamten vorliegenden Spezifikation und insbesondere weiter unten.
  • Bei Prozess 1010 wird ein Natron-Kalk-Glas-Substrat bereitgestellt. Dieser Prozess kann visuell durch 2 veranschaulicht werden. 2 ist ein vereinfachtes Diagramm, das ein Natron-Kalk-Glas-Substrat veranschaulicht, das zur Herstellung einer Dünnfilm-Photovoltaikzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird. Dieses Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das nicht dafür vorgesehen ist, den Schutzbereich der Ansprüche unzulässig einzuschränken. Ein Durchschnittsfachmann würde viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen erkennen. Wie gezeigt, wird das Natron-Kalk-Glas-Substrat 100, das eine Oberflächenregion 101 enthält, bereitgestellt. Das Natron-Kalk-Glas wird weithin als Fensterglas verwendet. Ein wichtiger Grund für die Wahl von Natron-Kalk-Glas als Substrat zum Herstellen von Dünnfilm-Photovoltaikzellen ist – abseits einfacher wirtschaftlicher Erwägungen – ein positiver Einfluss von Alkali-Ionen (z. B. Na+) auf das Kornwachstum von Dünnfilm-Photovoltaikmaterialien mit hohem Wirkungsgrad. Zum Beispiel können aus polykristallinen Verbindungen bestehende Halbleiterfilme aus chalkopyritstrukturierten CuIn(Ga)Se2- oder CuInSe2-Materialien auf Natron-Kalk-Glas-Substraten mit groben Korngrößen von 1 Mikron oder größer ausgebildet werden, so dass ein hoher Zellenstrom mit diesen Photovoltaikfilmen gesammelt werden kann, um einen Lichtumwandlungs-Wirkungsgrad von 17% oder mehr zu erreichen. Ohne die Dotierung von Natriumatomen hat das gleiche Filmmaterial, das auf anderen Substratarten ausgebildet wird, viel feinere Korngrößen. In bestimmten Implementierungen wird die Oberflächenregion 101 einem bestimmten Vorbehandlungsprozess unterzogen, so dass die Oberflächenregion 101 gereinigt und im Wesentlichen von Oberflächenverunreinigungen, Fetten, Schmutz, Staub und Teilchen mit Größen von mehr als 3 Mikron befreit werden.
  • Bei Prozess 1020 wird eine untere Elektrodenschicht über der Oberflächenregion des Natron-Kalk-Glas-Substrats ausgebildet. Dieser Prozess kann visuell durch 3 veranschaulicht werden. Wie gezeigt, wird die untere Elektrodenschicht 200 über der Oberflächenregion 101 des Natron-Kalk-Glas-Substrats 100 ausgebildet. Die untere Elektrodenschicht 200 dient als eine Rückelektrode für Dünnfilm-Photovoltaikzellen, die in anschließenden Prozessen auszubilden sind. „Untere” ist hier lediglich ein Wort für das hier besprochene Beispiel des Ausbildens eines Dünnfilms auf einem Substrat, wo der Dünnfilm eine unterseitige Solarzelle werden soll. Die „untere” Elektrode kann einer „oberen” oder „vorderen” Elektrode entsprechen, die sich oben auf einer Fensterschicht befindet. Wenn das Substrat in einer Anwendung des Ausbildens einer oberseitigen Solarzelle als „Oberschicht” verwendet wird, so können die unteren oder oberen Elektroden in umgekehrter Weise angeordnet sein. In bestimmten Fällen, wenn keine Verwechslung möglich ist, wird nur von „Elektrodenschicht” gesprochen. Insbesondere kann entweder die untere oder die obere Elektrodenschicht optisch transparent sein. Zum Beispiel besteht die untere Elektrodenschicht aus Molybdänmaterial mit einer Dicke im Bereich von 0,2 bis 1 Mikron. In anderen Beispielen kann ein transparentes leitfähiges Oxid als das Material für die obere Elektrodenschicht verwendet werden. In bestimmten Implementierungen kann das Ausbilden der Elektrodenschicht unter Verwendung eines Abscheidungsprozesses, wie zum Beispiel Sputtern, Plattierung, Verdampfung, Plasmaabscheidung und dergleichen, und jeder anderen geeigneten Technik erreicht werden. Natürlich sind auch andere Varianten, Modifizierungen und Alternativen möglich.
  • Im nächsten Prozess (1030) enthält das Verfahren 1000 das Behandeln der unteren Elektrodenschicht mit einer Laserstrahlung zum Ablatieren einer oder mehrerer Strukturierungen. Dieser Laserstrukturierungs- oder -ablatierungsprozess kann visuell durch 4 veranschaulicht werden. 4 ist ein Schaubild, das einen Prozess zur Herstellung einer Dünnfilm-Photovoltaikzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Dieses Schaubild ist lediglich ein Beispiel, das nicht dafür vorgesehen ist, den Schutzbereich der Ansprüche unzulässig einzuschränken. Ein Durchschnittsfachmann würde viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen erkennen. Wie gezeigt, wird die untere Elektrodenschicht 200 an bestimmten, zuvor festgelegten Stellen einer Laserbestrahlung 120 unterzogen. Die Laserstrahlung 120 kann ein Strahl von einem gepulsten Laser oder einem CW-Laser sein. Der Laserstrahl kann von oberhalb der unteren Elektrodenschicht 200 oder von einer Rückseitenregion des Natron-Kalk-Glas-Substrats 100 her ausgerichtet sein, da das Glas optisch transparent ist. Diese Option der Laserausrichtung ist von der Bauweise eines Herstellungssystems und der Art der konkreten Dünnfilmwachstumsprozesse abhängig. In der Regel wird der Laserstrahl aus einer gütegeschalteten Nd:YAG-Infrarot-Impulslaserquelle mit einer Wellenlänge von etwa 1065 nm erzeugt. Natürlich können je nach Anwendungszweck auch andere Arten von Laserquellen mit anderen Wellenlängen oder Impulsraten verwendet werden.
  • In einer Ausführungsform bewirkt der Laserstrahl 120, der die untere Elektrodenschicht 200 bestrahlt, einen Ablationsprozess, bei dem ein Abschnitt der unteren Elektrodenschicht unter dem Laserstrahl von dem Natron-Kalk-Glas-Substrat 100 abgetragen wird. Genauer gesagt, bewirkt die Laserenergie ein Verdampfen von Elektrodenschichtmaterial, z. B. Molybdän, unter einem Strahlpunkt oder ein einfaches Fortblasen von dem Substrat 100. Der Laserstrahl 120 kann entlang eines zuvor festgelegten Bewegungspfades geführt werden, woraufhin weitere Mengen von Elektrodenschichtmaterial entfernt werden. Jedes Mal, wenn der Laserstrahl einen Punkt des Elektrodenschichtmaterials ablatiert hat, wird der Strahl zum nächsten Punkt bewegt (wobei er in den AUS-Zustand gepulst werden kann); dann wird die Laserleistung wieder EIN-gepulst, um den neuen Punkt zu bestrahlen, damit das Elektrodenschichtmaterial unter dem neuen Punkt abgetragen wird. Auf diese Weise durchläuft die Elektrodenschicht 200, die zunächst als ein durchgängiger Film auf der Oberflächenregion 101 des Natron-Kalk-Glas-Substrats 100 abgeschieden wurde, einen Laserstrukturierungsprozess zum Ausbilden einer oder mehrerer Strukturierungen (oder laserablatierter Strukturen).
  • Wie in dem Seitenansichtsabschnitt von 4 gezeigt, ist eine der einen oder mehreren Strukturierungen 250 schematisch veranschaulicht und trennt die Elektrodenschicht 200 in einen linken Abschnitt 200A und einen rechten Abschnitt 200B. Eine vergrößerte Draufsicht zeigt mehr Einzelheiten eines eingekreisten Abschnitts einer bestimmten Strukturierung 250, die die untere Elektrodenschicht 200 in die beiden Abschnitte 200A und 200B trennt. Insbesondere zeigt die vergrößerte Ansicht, dass die Strukturierung 250 genau genommen eine durchgängige Linie mit einer Breite von etwa 25 bis 50 Mikron der unteren Elektrodenschicht ist, die durch den Laserablationsprozess von dem Glassubstrat im Wesentlichen entfernt wurde.
  • Infolge dessen wird eine „Straßen”-Struktur innerhalb der Elektrodenschicht 200 ausgebildet. In bestimmten Ausführungsformen werden mehrere Straßen mit einer durchschnittlichen Beabstandung von etwa 6 mm in der Elektrodenschicht über die gesamte Oberflächenregion des Natron-Kalk-Glas-Substrats hinweg ausgebildet, wodurch eine streifenförmige Zelle zwischen den einzelnen benachbarten Straßen definiert wird.
  • Aufgrund des räumlichen Profils des Laserstrahls und der Impulse- und Abtastvariation entstehen eine oder mehrere Bermstrukturen 255 innerhalb der Strukturierung 250. In einer konkreten Ausführungsform befinden sich die eine oder die mehreren Bermstrukturen 255 gewöhnlich nahe den Rändern der Strukturierung 250, während einige auch nahe der mittleren Region der Strukturierung 250 hinterlassen werden können. Wie gezeigt, haben die eine oder die mehreren Bermstrukturen 255 unregelmäßige Formen. Je nach Anwendungszweck können die eine oder die mehreren Bermstrukturen 255 Rückstandsmaterial der Elektrodenschicht 250 oder Verunreinigungen von einem System, in dem das Natron-Kalk-Glas-Substrat untergebracht ist, enthalten. Weil die Bermstrukturen 255 elektrisch leitfähig sind, können sie einen elektrischen Kurzschluss von Dünnfilm-Bauelementen verursachen, wenn sie nicht durch einen geeigneten Prozess im Wesentlichen gereinigt oder befreit werden.
  • 4A ist eine Mikroskopaufnahme, die eine laserablatierte Strukturierung zeigt, die auf einem Dünnfilm über einem Glassubstrat ausgebildet ist. Wie gezeigt, wird die laserablatierte Strukturierung durch Aufstrahlen eines runden Laserpunktes auf den Dünnfilm hergestellt, wobei das Dünnfilmmaterial unter dem Punkt mindestens teilweise entfernt wird. Außerdem wird es dem Laserpunkt ermöglicht, sich von einem Punkt zum nächsten zu bewegen und dabei entlang seines Weges Dünnfilmmaterial abzutragen.
  • Wenn der Laserstrahl eine bestimmte Bewegungsgeschwindigkeit hat, so wird eine Straße oder eine Kanalstruktur gebildet. Wie in der Draufsicht von 4A gezeigt, entspricht die Straße 255 der laserablatierten Strukturierung 250 in der unteren Elektrodenschicht 200, die in 4 als Seitenansicht zu sehen ist. Jedoch können Unregelmäßigkeiten während des Laserablationsprozesses eine bestimmte Menge an Rückständen oder Neuablagerungen oder nicht-abgetragene Abschnitte des Dünnfilmmaterials zurücklassen, die dann eine oder mehrere Bermstrukturen 255 in der, oder um die, Laserablationsstrukturierung 250 bilden. Diese Bermstrukturen 255 können eine Qualitätsminderung des Dünnfilm-Bauelements, Kurzschlüsse oder andere Probleme verursachen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren bereit, um die Laserablationsstrukturierung von diesen Bermstrukturen im Wesentlichen zu säubern. Eine ausführlichere Beschreibung des Verfahrens findet sich im Verlauf dieser Spezifikation und insbesondere weiter unten.
  • Im nächsten Prozess 1040 enthält das Verfahren 1000 das Bearbeiten der unteren Elektrodenschicht, die eine oder mehrere Strukturierungen aufweist, zum Entfernen der einen oder mehreren darin enthaltenen Bermstrukturen. Dieser Prozess kann visuell durch 5 veranschaulicht werden. 5 ist ein Schaubild, das einen Prozess zur Herstellung einer Dünnfilm-Photovoltaikzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Dieses Schaubild ist lediglich ein Beispiel, das nicht dafür vorgesehen ist, den Schutzbereich der Ansprüche unzulässig einzuschränken. Ein Durchschnittsfachmann würde viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen erkennen. Wie in 5 gezeigt, stellt eine konkrete Ausführungsform des Verfahrens 1000 eine mechanische Bürstenvorrichtung 300 bereit, die über der unteren Elektrodenschicht 200 angeordnet ist. Die mechanische Bürstenvorrichtung 300 enthält einen Rotor 301, der einen Außenumfang trägt, der mehrere Borsten 305 umfasst. In einer Ausführungsform wird der Rotor 301 so angetrieben, dass er sich im Uhrzeigersinn 310 dreht, und ist gleichzeitig so konfiguriert, dass er sich seitlich entlang einer Richtung 320 bewegt, die im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Natron-Kalk-Glas-Substrats verläuft. In einer konkreten Ausführungsform kann die Bürstenbewegungsrichtung 320 parallel oder senkrecht zu der Laserablationsstrukturierung 250 verlaufen, um Materialtrümmer oder Teilchen innerhalb der Strukturierung effektiv zu entfernen. Wie ebenfalls gezeigt, ist eine Sprühvorrichtung 350 in den Betrieb der mechanischen Bürstenvorrichtung 300 eingebunden, um eine Flüssigkeit (in einer bevorzugten Ausführungsform entionisiertes Wasser) während des Bürstprozesses zuzuführen.
  • In einer bestimmten Implementierung des Prozesses 1040 kann die mechanische Bürstenvorrichtung 300 auf eine zweckmäßige Höhe über der unteren Elektrodenschicht 200 eingestellt werden, und die mehreren Borsten 305 können mit einer zuvor festgelegten Drehzahl (entlang einer Richtung 310) gedreht werden, während sie sich gleichzeitig mit einer zuvor festgelegten seitlichen Geschwindigkeit seitlich (entlang einer Richtung 320) bewegen. Darüber hinaus ist die mechanische Bürstenvorrichtung 300 so konfiguriert, dass sie ihre Höhe und ihre seitliche Bewegungsrichtung justieren kann, um die eine oder die mehreren Bermstrukturen 255 in der, oder um die, einen oder mehreren Strukturierungen 250 in verschiedenen Ausrichtungen und Dichten so gründlich und vollständig wie möglich zu entfernen. Natürlich sind auch andere Varianten, Alternativen und Modifizierungen bei der Steuerung der Drehzahl, der Drehrichtung, der seitlichen Bewegungsrichtung und der seitlichen Bewegungsgeschwindigkeit sowie bei den Konfigurationen der mechanischen Bürstenvorrichtung, einschließlich der relativen Position des Rotors, der Länge jeder Borste, der Zufuhr von Flüssigkeit aus der Sprühvorrichtung 350 und so weiter, möglich. Zum Beispiel kann die Länge der Borsten so gewählt werden, dass sie komplett in die Tiefe des laserablatierten Grabens hineinreichen, so dass – zusätzlich zum Entfernen der Bermstrukturen von der Oberflächenregion – alle Materialtrümmer, die bei der Laserablation entstanden sind, aus der ablatierten Region im Wesentlichen entfernt werden.
  • In einer konkreten Ausführungsform bestehen die mehreren Borsten 305 aus einem Nylonmaterial. Die mechanische Festigkeit der Nylonborsten erzeugt die erforderlichen Kräfte, um die eine oder die mehreren Bermstrukturen, die um das Substrat herum verstreut sind und an dem Substrat anhaften, mit relativ geringen Kräften zu entfernen. Die Nylonborsten besitzen aufgrund ihres Materials eine relative Flexibilität, die zudem entsprechend der Gruppierung einer bestimmten Anzahl von Borsten und ihrer Verteilung entlang des Außenumfangs der mechanischen Bürstenvorrichtung 300 so eingestellt werden kann, dass die durch diese Borsten erzeugten Kräfte nicht die übrigen Abschnitte der unteren Elektrodenschicht (z. B. 200A und 200B), die mit viel größeren Kräften an dem Substrat angehaftet sind, beschädigen. Die mechanische Bürstenvorrichtung 300 mit den Nylonborsten 305 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in der Lage, die eine oder die mehreren Bermstrukturen 255 kontinuierlich von der einen oder den mehreren Strukturierungen 250 der aus Molybdänmaterial bestehenden unteren Elektrodenschicht zu entfernen.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann die mechanische Bürstenvorrichtung von beiden Seiten des transparenten Substrats einwirken, wie schematisch in 5A gezeigt ist, die eine Seitenansicht ist, die ein Substrat veranschaulicht, das an mehreren Rollen innerhalb eines diskontinuierlichen Systems entlang geführt wird. In dieser Figur wirkt eine mechanische Bürstenvorrichtung 300A, die eine Wassersprühvorrichtung 350A enthält, von einer Oberseitenregion 201 ein, und eine weitere mechanische Bürstenvorrichtung 300B, die beide im Wesentlichen die gleiche sein können wie die mechanische Bürstenvorrichtung 300, wirkt von einer Unterseitenregion des Substrats ein. In einem Beispiel ist die Oberseitenregion 201 eine Oberfläche der unteren Elektrodenschicht 200, die über dem Substrat 100 angeordnet ist. In einem weiteren Beispiel enthält die Oberseitenregion 201 einen oder mehrere Abschnitte, die Teil der einen oder mehreren Strukturierungen 250 sind, die innerhalb der unteren Elektrodenschicht 200 ausgebildet sind.
  • Wie in 1 dargestellt, enthält das Verfahren 1000 des Weiteren einen Prozess 1050. zum Behandeln der unteren Elektrodenschicht mit der einen oder den mehreren Strukturierungen, die von der einen oder den mehreren Bermstrukturen befreit sind. Dieser Prozess kann visuell durch 6 veranschaulicht werden, die ein Schaubild ist, das einen Prozess zur Herstellung einer Dünnfilm-Photovoltaikzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieses Schaubild ist lediglich ein Beispiel, das nicht dafür vorgesehen ist, den Schutzbereich der Ansprüche unzulässig einzuschränken. Ein Durchschnittsfachmann würde viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen erkennen. Wie in einer konkreten Ausführungsform gezeigt, beinhaltet ein Teil des Behandlungsprozesses 1050 einen Reinigungsprozess, während dem das mit einer Elektrodenschicht 200 beschichtete Natron-Kalk-Glas-Substrat 100 mit einer Reinigungsflüssigkeit 400 behandelt wird. In einer Implementierung umfasst die Reinigungsflüssigkeit 400 mindestens entionisiertes Wasser, das Oberflächenrückstände physisch herauswäscht und reaktiv desorbiert. Anschließend beinhaltet ein weiterer Teil des Behandlungsprozesses 1050 einen Prozess des Anwendens eines Luftrakelgebläses, um Feuchtigkeit und Staub, die auf einer Oberflächenregion der Elektrodenschicht 200 zurückgeblieben sind, zu entfernen.
  • In einer Implementierung ist, wie schematisch in 6 gezeigt, ein Gasrakelgebläse 360 nahe der Oberflächenregion der Elektrodenschicht 200, die die eine oder die mehreren Strukturierungen 250 enthält, im Anschluss an den Reinigungsprozess, bei dem die Reinigungslösung 400 zum Einsatz kam, angeordnet. In einem Beispiel ist die Gasrakel 360 eine Luftrakel mit einer länglichen Düse, die ein facettiertes Profil eines Hochgeschwindigkeitsluftstromes 365 abgeben kann. Der auftreffende Luftstrom 365 mit dem facettierten Profil ist sehr effektiv zum Trocknen und Reinigen der Oberflächenregion, die eine oder mehrere (streifenförmige) Strukturierungen aufweist. In einem weiteren Beispiel kann trockener Stickstoff das Gas in der Gasrakel sein. In einer Ausführungsform ist das Luftrakelgebläse 360 in der Lage, einen Winkel relativ zu der Oberflächenregion 201 zu justieren, um eine erwünschte Trocknungs- oder Reinigungswirkung zu erreichen. Zum Beispiel kann der Winkel zwischen dem facettierten Profil der Luft relativ zu der Oberfläche von 90 Grad bis etwa 45 Grad oder 30 Grad und weniger eingestellt werden, um die Trocknungswirkung zu verbessern. In einem weiteren Beispiel kann ein Winkel zwischen der Luftströmungsrichtung und der Laserstrukturierung ebenfalls zwischen 0 und 90 Grad eingestellt werden, um die Wirkung der Materialtrümmerbeseitigung zu verbessern. In einer alternativen Ausführungsform kann der Luftdruck des Luftrakelgebläses 360 während des Materialtrümmerbeseitigungsprozesses gesteuert werden, insbesondere, um Materialtrümmer aus der Region der Laserstrukturierung zu entfernen. In einer konkreten Ausführungsform kann das Luftrakelgebläse 360 zum Trocknen der Oberflächenregion im Wesentlichen alle Flüssigkeit entfernen, einschließlich Rückstände der Reinigungsflüssigkeit 400, Wassertröpfchen oder andere Chemikalien in flüssiger Form. In einer weiteren konkreten Ausführungsform kann das Luftrakelgebläse 360 zum Entfernen der während des Behandlungsprozesses aufgebrachten Flüssigkeit in der Weise eingesetzt werden, dass ein direktes physisches Fortblasen im Wesentlichen ohne Hervorrufen einer Verdampfung ausgeführt wird. Somit führt die Trocknungswirkung gemäß der obigen Implementierung von Ausführungsformen der Erfindung dazu, dass im Wesentlichen alle Feuchtigkeitsrückstände von der unteren Elektrodenschicht, die eine oder mehrere Strukturierungen enthält, beseitigt werden.
  • In einer weiteren Implementierung, wie schematisch in 6A gezeigt, können beide Seiten des Substrats mit dem Luftrakelgebläse während der oben beschriebenen Trocknungs- und Reinigungsprozesse bestrichen werden. Wie gezeigt, wird ein Substrat an mehreren Rollen innerhalb eines diskontinuierlichen Systems entlang geführt. Das Substrat hat eine Oberseitenregion 201, die im Wesentlichen eine Oberfläche der unteren Elektrodenschicht 200, die sich über dem Natron-Kalk-Glas-Substrat 100 befindet, aus 5 ist. Ein Luftrakelgebläses 360A wirkt von oberhalb der Oberseitenregion 201 ein, und ein weiteres Luftrakelgebläse 360B wirkt von unterhalb des Substrats ein. Im Wesentlichen ist der Behandlungsprozess 1050 ein kombinierter Prozess, der beinhaltet, das Substrat mit einer Reinigungsflüssigkeit 400 zu behandeln und ein Luftrakelgebläse 360 zum Trocknen des Substrats, das die untere Elektrodenschicht 200 mit einer oder mehreren Strukturierungen 250 aufweist, zu verwenden. Der Behandlungsprozess führt dazu, dass die untere Elektrodenschicht 200 mit einer oder mehreren Strukturierungen 250 im Wesentlichen frei von jeglichen Bermstrukturen 255 und Feuchtigkeitsrückständen ist.
  • Wenden wir uns wieder 1 zu, wo das Verfahren 1000 einen Prozess (1060) zum Ausbilden einer Schicht aus Photovoltaikmaterial über der Elektrodenschicht enthält. Dieser Prozess kann visuell durch 7 veranschaulicht werden, die ein Schaubild ist, das einen Prozess zur Herstellung einer Dünnfilm-Photovoltaikzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieses Schaubild ist lediglich ein Beispiel, das nicht dafür vorgesehen ist, den Schutzbereich der Ansprüche unzulässig einzuschränken. Ein Durchschnittsfachmann würde viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen erkennen. Wie gezeigt, ist eine Schicht aus Photovoltaikmaterial 500 über der unteren Elektrodenschicht 200 ausgebildet. Insbesondere kann vor dem oder während des Prozesses 1060 des Ausbildens der Schicht aus Photovoltaikmaterial 500 eine Strukturierung 250, die durch Laserablation (Prozess 1030) in der unteren Elektrodenschicht 200 gebildet wird, mit einem leitfähigen Material ausgefüllt werden, um eine Zwischenverbindungsstruktur 270 zu bilden. Die Zwischenverbindungsstruktur kann als ein elektrischer Anschlussdraht zum Sammeln von Strom von einer Dünnfilm-Solarzelle, die mit der Schicht aus Photovoltaikmaterial herzustellen ist, dienen. In einer konkreten Ausführungsform wird die Schicht aus Photovoltaikmaterial 500 aus Kupfer-Iridium-Diselenid (CIS)-Material unter Verwendung eines Prozesses hergestellt, der aus Sputtern und einer auf Tempern basierenden Selenisierung besteht. In einer weiteren konkreten Ausführungsform umfasst die Schicht aus Photovoltaikmaterial 500 ein Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS)-Material oder Kupfer-Indium-Disulfid-Material, das unter Verwendung eines oder mehrerer geeigneter Dünnfilmabscheidungsprozesse abgeschieden wird. In einer typischen Implementierung ist die Schicht aus Photovoltaikmaterial 500 ein p-Typ-Halbleitermaterial, das als ein Lichtabsorbierer eines Dünnfilm-Photovoltaik-Bauelements fungiert. In einer Ausführungsform, die eine bestimmte Menge an eindotiertem Natrium enthält, kann die Schicht aus CIGS-Material, die auf (der unteren Elektrodenschicht über) dem Natron-Kalk-Glas-Substrat gebildet wird, große Korngrößen von über 1 Mikron haben. Darum kann ein hoher Zellenstrom bei einem Wirkungsgrad von 17% oder mehr für die entstandene Dünnfilm-Solarzelle erwartet werden.
  • Obgleich das Obige allgemein anhand einer konkreten Struktur für CIS- und/oder CIGS-Dünnfilmzellen beschrieben wurde, können auch andere konkrete CIS- und/oder CIGS-Konfigurationen verwendet werden, wie zum Beispiel jene aus US-Patent Nr. 4,612,411 und US-Patent Nr. 4,611,091 , die hiermit durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen werden, ohne von der Erfindung, die durch die weiter unten folgenden Ansprüche beschrieben wird, abzuweichen.
  • Des Weiteren enthält das Verfahren 1000 einen Prozess (1070) zum Ausbilden einer oberen Elektrodenschicht über der Schicht aus Photovoltaikmaterial. Hier ist die obere Elektrodenschicht oder die zweite Elektrodenschicht eine erste Zinkoxidschicht, die eine Art von transparentem leitfähigem Oxid oder TCO ist. Wie in 8 gezeigt, führt – im Anschluss an den Prozess 1060 – der Prozess 1070 zum Ausbilden der zweiten Elektrodenschicht 600 über der Schicht aus Photovoltaikmaterial 500. 8 ist lediglich ein Beispiel, das nicht dafür vorgesehen ist, den Schutzbereich der Ansprüche unzulässig einzuschränken. Ein Durchschnittsfachmann würde viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen erkennen. In einer konkreten Ausführungsform ist die zweite Elektrodenschicht 600 eine erste Zinkoxidschicht. In einem Beispiel wird die erste Zinkoxidschicht unter Verwendung einer metallorganischen chemischen Dampfabscheidungs (MOCVD)-Technik innerhalb eines diskontinuierlichen Systems ausgebildet. Die durch MOCVD gebildete erste Zinkoxidschicht ist eine grobe Schicht, die das einfallende Licht streuen kann, wodurch der Wirkungsgrad von Solarzellen gesteigert wird. Außerdem kann die erste Zinkoxidschicht 600 mechanisch strukturiert werden, um eine oder mehrere Strukturierungen auszubilden, die außerdem dafür verwendet werden, mindestens eine weitere Zwischenverbindungsstruktur 670 für die Dünnfilm-Photovoltaikzelle, die in 8 als ein Beispiel gezeigt ist, zu bilden.
  • Das Verfahren 1000 kann dann einen Prozess 1070 für zusätzliche Schritte bei der Herstellung eines Dünnfilm-Photovoltaik-Bauelements enthalten. Zum Beispiel kann der Prozess 1070 ein weiteres mechanisches Strukturieren sein, um die zweite oder obere Elektrodenschicht zu konfigurieren; kann ein mechanischer Isocut-Prozess zum Herstellen einer oder mehrerer Einheitszellen sein; und kann ein mechanischer Buspad-Reinigungsprozess zum Montieren der einen oder mehreren Einheitszellen sein. Natürlich sind viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen möglich. [...] ein Beispiel, das nicht dafür vorgesehen ist, den Schutzbereich der Ansprüche unzulässig einzuschränken. Ein Durchschnittsfachmann würde viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen erkennen. Wie gezeigt, ist eine Sperrschicht 150 zwischen die untere Elektrodenschicht 200 und die Oberflächenregion 101 des Natron-Kalk-Glas-Substrats 100 eingefügt. Weil eine überschüssige, unkontrollierte Menge Natrium die Korngrößen des auf dem Natron-Kalk-Glas-Substrat aufgewachsenen Photovoltaik-Dünnfilms reduzieren können, wird die Sperrschicht 150 angeordnet, um zu verhindern, dass ein Natriumelement in die oberen Schichten, insbesondere die Schicht aus Photovoltaikmaterial, diffundiert. In einer Ausführungsform ist die Sperrschicht 150 eine Schicht aus Siliziumdioxid, die durch einen Sputterprozess gebildet wird und die als eine effektive Natriumdiffusionssperrschicht dient und eine Dicke von nur etwa 200 Ångström oder mehr aufweist. Andere Materialien, einschließlich Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Titannitrid, Titanoxid oder Zirkonoxid, können je nach Anwendungszweck ebenfalls verwendet werden. In einer alternativen Ausführungsform können die Sperrschichteigenschaften so eingestellt oder justiert werden, dass die Effektivität des Blockierens einer Natriumionendiffusion aus dem Glas in die photovoltaikaktiven Schichten erhöht wird. Zum Beispiel kann die Sperrschichtdichte ein verwendeter Faktor sein. Eine höhere Sperrschichtdichte kann verwendet werden, um die Diffusionssperre zu verstärken und die Menge der Natriumdiffusion zu begrenzen.
  • In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Verfahren 1000 einen Prozess des Ausbildens einer Cadmiumsulfidschicht über der Schicht aus Photovoltaikmaterial vor dem Ausbilden der ersten Zinkoxidschicht enthalten. Insbesondere ist, wie in 10 gezeigt, die Schicht aus Photovoltaikmaterial 500 eine Schicht aus Kupfer-Indium-Diselenid-Material über der Molybdänschicht 200 der unteren Elektrode. Die Cadmiumsulfidschicht 505, die als ein Halbleiter mit breitem Bandabstand gekennzeichnet ist, ist über der Schicht aus Kupfer-Indium-Diselenid-Material 500 ausgebildet, um als eine Fensterschicht für die Dünnfilm-Photovoltaikzelle zu dienen, während die Schicht aus Kupfer-Indium-Diselenid-Material 500 als eine Absorberschicht fungiert. In bestimmten Ausführungsformen gilt die Cadmiumsulfidschicht 505 als ein Teil der Schicht aus Photovoltaikmaterial, die unter Verwendung eines Mehrschichtabscheidungs- und Behandlungsprozesses ausgebildet wird. In einem Beispiel kann die Cadmiumsulfidschicht 505 unter Verwendung von Sputter-, Vakuumverdampfungs- oder chemischen Badabscheidungs (CBD)-Techniken ausgebildet werden und kann zur Erhöhung der Leitfähigkeit mit Verunreinigungen vom n+-Typ dotiert werden. In Abhängigkeit von den Ausführungsformen kann die Fensterschicht aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt werden, die aus einem Cadmiumsulfid (CdS), einem Zinksulfid (ZnS), Zinkselen (ZnSe), Zinkoxid (ZnO), Zinkmagnesiumoxid (ZnMgO) oder anderem besteht.
  • In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Verfahren 1000 einen Prozess des Ausbildens einer zweiten Zinkoxidschicht vor dem Ausbilden der ersten Zinkoxidschicht enthalten. Wie in 11 gezeigt, wird die zweite Zinkoxidschicht 605 zuerst über der Schicht aus Photovoltaikmaterial, oder genauer gesagt, über der Cadmiumsulfidschicht 505, ausgebildet, und die erste Zinkoxidschicht 600 wird über der zweiten Oxidschicht 605 ausgebildet. Die Schicht aus Photovoltaikmaterial 500 ist eine Schicht aus Kupfer-Indium-Diselenid-Material über der Molybdänschicht 200 der unteren Elektrode. In einer konkreten Ausführungsform hat die zweite Zinkoxidschicht 605 einen höheren spezifischen Widerstand als die erste Zinkoxidschicht 600. Funktionsseitig erfüllt die zweite Zinkoxidschicht 605 mehr die Rolle einer Sperr- oder Schutzschicht, während die erste Zinkoxidschicht 600 mit einem niedrigeren spezifischen Widerstand mehr die Rolle einer leitfähigen Elektrodenschicht erfüllt. In einer bestimmten Ausführungsform wird die zweite Zinkoxidschicht 605 ebenfalls unter Verwendung einer metallorganischen chemischen Dampfabscheidungs (MOCVD)-Technik innerhalb eines diskontinuierlichen Systems ausgebildet.
  • Obgleich das Obige gemäß konkreten Ausführungsformen veranschaulicht wurde, sind auch andere Modifizierungen, Alternativen und Varianten möglich. Es versteht sich, dass die im vorliegenden Text beschriebenen Beispiele und Ausführungsformen nur der Veranschaulichung dienen und dass dem Fachmann vor diesem Hintergrund verschiedene Modifizierungen oder Änderungen einfallen, die alle unter den Geist und Geltungsbereich dieser Anmeldung und unter den Schutzbereich der beiliegenden Ansprüche fallen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 4612411 [0036]
    • US 4611091 [0036]

Claims (22)

  1. Verfahren zum Ausbilden eines Dünnfilm-Photovoltaik-Bauelements mit strukturierten Elektrodenfilmen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Natron-Kalk-Glas-Substrats, das eine Oberflächenregion umfasst; Ausbilden einer unteren Elektrodenschicht, die ein Molybdänmaterial umfasst, über der Oberflächenregion; Behandeln der unteren Elektrodenschicht mit einer oder mehreren Impulsen elektromagnetischer Strahlung von einer Laserquelle, wobei der eine oder die mehreren Impulse elektromagnetischer Strahlung in der Lage sind, eine oder mehrere Strukturierungen von der unteren Elektrodenschicht zu ablatieren, wobei die eine oder die mehreren Strukturierungen eine oder mehrere Bermstrukturen umfassen; Bearbeiten der unteren Elektrodenschicht, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen umfasst, mittels einer mechanischen Bürstenvorrichtung zum Entfernen der einen oder mehreren Bermstrukturen; Behandeln der unteren Elektrodenschicht, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen umfasst, die von der einen oder den mehreren Bermstrukturen befreit sind; Ausbilden einer Schicht aus Photovoltaikmaterial über der unteren Elektrodenschicht, wobei die Schicht aus Photovoltaikmaterial eine Zwischenverbindungsstruktur auf der Basis der einen oder der mehreren Strukturierungen innerhalb der unteren Elektrodenschicht umfasst; und Ausbilden einer ersten Zinkoxidschicht über der Schicht aus Photovoltaikmaterial.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren das Behandeln der Oberflächenregion mit einem oder mehreren Reinigungsprozessen umfasst, um ein oder mehrere Teilchen und/oder Kontaminierungsstoffe zu entfernen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren das Ausbilden einer Sperrschicht über der Oberflächenregion umfasst, wobei die Sperrschicht dadurch gekennzeichnet ist, dass sie die eine oder die mehreren Natriumspezies innerhalb des Natron-Kalk-Glas-Substrats hält.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Sperrschicht ein Siliziumdioxidmaterial mit einer Dicke von etwa 200 Ångström und mehr umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Sperrschicht ein Material umfasst, das unter Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Titannitrid, Titanoxid und Zirkonoxid ausgewählt ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren das Ausbilden einer zweiten Zinkoxidschicht über der Schicht aus Photovoltaikmaterial vor dem Ausbilden der ersten Zinkoxidschicht umfasst, wobei die erste Zinkoxidschicht einen niedrigeren spezifischen Widerstand aufweist als die zweite Zinkoxidschicht.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Schicht aus Photovoltaikmaterial ein Kupfer-Indium-Diselenid-Material umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, das des Weiteren eine Cadmiumsulfidschicht über der Kupfer-Indium-Diselenid-Schicht vor dem Ausbilden der ersten Zinkoxidschicht umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Laserquelle ein gütegeschalteter gepulster YAG-Infrarotlaser ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mechanische Bürstenvorrichtung mehrere Borsten umfasst, die Nylonmaterial umfassen.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Behandeln der unteren Elektrodenschicht, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen umfasst, das Behandeln der unteren Elektrodenschicht, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen umfasst, mit einer Reinigungsflüssigkeit umfasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Reinigungsflüssigkeit Wasser umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Wasser entionisiertes Wasser ist, das durch einen oder mehrere Sprühstrahlen herangeführt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, das des Weiteren – nach dem Behandeln der unteren Elektrodenschicht, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen umfasst – das Verwenden einer oder mehrerer Gasrakel umfasst, um die Reinigungsflüssigkeit von der unteren Elektrodenschicht in einer solchen Weise zu entfernen, dass die Reinigungsflüssigkeit im Wesentlichen frei von Verdampfung ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die eine oder die mehreren Gasrakel eine Luftrakel mit einer länglichen Düse zum Erzeugen eines facettierten Luftstromprofils umfassen.
  16. Verfahren zum Ausbilden eines Dünnfilm-Photovoltaik-Bauelements mit strukturierten Elektrodenfilmen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Natron-Kalk-Glas-Substrats, das eine Oberflächenregion umfasst; Ausbilden einer unteren Elektrodenschicht, die ein Molybdänmaterial umfasst, über der Oberflächenregion; Behandeln der unteren Elektrodenschicht mit einer oder mehreren Impulsen elektromagnetischer Strahlung von einer Laserquelle, wobei der eine oder die mehreren Impulse elektromagnetischer Strahlung in der Lage sind, eine oder mehrere Strukturierungen von der unteren Elektrodenschicht zu ablatieren, wobei die eine oder die mehreren Strukturierungen eine oder mehrere Bermstrukturen umfassen; Bearbeiten der unteren Elektrodenschicht, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen umfasst, mittels einer mechanischen Bürstenvorrichtung und einer Reinigungsflüssigkeit zum Entfernen der einen oder mehreren Bermstrukturen; und Bearbeiten der unteren Elektrodenschicht, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen umfasst, die von der einen oder den mehreren Bermstrukturen befreit sind, unter Verwendung einer Gasrakel, wobei die Gasrakel dafür konfiguriert ist, im Wesentlichen alle Flüssigkeit, einschließlich Flüssigkeitströpfchen, von einer Oberfläche der unteren Elektrodenschicht zu entfernen, um die untere Elektrodenschicht, welche die eine oder die mehreren Strukturierungen umfasst, die von der einen oder den mehreren Bermstrukturen befreit sind, zu trocknen.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, das des Weiteren das Behandeln der Oberflächenregion mit einem oder mehreren Reinigungsprozessen umfasst, um ein oder mehrere Teilchen und/oder Kontaminierungsstoffe zu entfernen.
  18. Verfahren nach Anspruch 16, das des Weiteren das Ausbilden einer Sperrschicht über der Oberflächenregion umfasst, wobei die Sperrschicht dadurch gekennzeichnet ist, dass sie die eine oder die mehreren Natriumspezies innerhalb des Natron-Kalk-Glas-Substrats hält.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Sperrschicht ein Siliziumdioxidmaterial mit einer Dicke von etwa 200 Ångström und mehr umfasst.
  20. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die mechanische Bürstenvorrichtung mehrere Borsten umfasst, die ein Nylonmaterial umfassen.
  21. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Verwenden der Gasrakel umfasst, eine Luftrakel mit einer länglichen Düse so zu konfigurieren, dass ein facettiertes Profil trockener Luft mit verstellbaren Winkeln relativ zu der Oberflächenregion erzeugt wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die jegliche Flüssigkeit, einschließlich Flüssigkeitströpfchen, alle Flüssigkeit umfasst, einschließlich Rückständen der Reinigungsflüssigkeit, Kondenswasser oder Feuchtigkeit.
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US (2) US7863074B2 (de)
CN (1) CN102160186B (de)
DE (1) DE112009002290T5 (de)
WO (1) WO2010039879A1 (de)

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8017860B2 (en) 2006-05-15 2011-09-13 Stion Corporation Method and structure for thin film photovoltaic materials using bulk semiconductor materials
US20080300918A1 (en) * 2007-05-29 2008-12-04 Commercenet Consortium, Inc. System and method for facilitating hospital scheduling and support
US8071179B2 (en) 2007-06-29 2011-12-06 Stion Corporation Methods for infusing one or more materials into nano-voids if nanoporous or nanostructured materials
US8058092B2 (en) * 2007-09-28 2011-11-15 Stion Corporation Method and material for processing iron disilicide for photovoltaic application
US8614396B2 (en) * 2007-09-28 2013-12-24 Stion Corporation Method and material for purifying iron disilicide for photovoltaic application
US8759671B2 (en) * 2007-09-28 2014-06-24 Stion Corporation Thin film metal oxide bearing semiconductor material for single junction solar cell devices
US8287942B1 (en) 2007-09-28 2012-10-16 Stion Corporation Method for manufacture of semiconductor bearing thin film material
US20110017298A1 (en) * 2007-11-14 2011-01-27 Stion Corporation Multi-junction solar cell devices
US7998762B1 (en) 2007-11-14 2011-08-16 Stion Corporation Method and system for large scale manufacture of thin film photovoltaic devices using multi-chamber configuration
DE102008015807A1 (de) * 2008-03-27 2009-10-22 Schott Solar Gmbh Verfahren zur Strukturierung der Zinkoxid-Frontelektrodenschicht eines photovoltaischen Moduls
US20090301562A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-10 Stion Corporation High efficiency photovoltaic cell and manufacturing method
US8642138B2 (en) 2008-06-11 2014-02-04 Stion Corporation Processing method for cleaning sulfur entities of contact regions
US8003432B2 (en) 2008-06-25 2011-08-23 Stion Corporation Consumable adhesive layer for thin film photovoltaic material
US9087943B2 (en) * 2008-06-25 2015-07-21 Stion Corporation High efficiency photovoltaic cell and manufacturing method free of metal disulfide barrier material
US20110017257A1 (en) * 2008-08-27 2011-01-27 Stion Corporation Multi-junction solar module and method for current matching between a plurality of first photovoltaic devices and second photovoltaic devices
US20100051090A1 (en) * 2008-08-28 2010-03-04 Stion Corporation Four terminal multi-junction thin film photovoltaic device and method
US7855089B2 (en) * 2008-09-10 2010-12-21 Stion Corporation Application specific solar cell and method for manufacture using thin film photovoltaic materials
US8008111B1 (en) 2008-09-29 2011-08-30 Stion Corporation Bulk copper species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method
US8569613B1 (en) 2008-09-29 2013-10-29 Stion Corporation Multi-terminal photovoltaic module including independent cells and related system
US8236597B1 (en) 2008-09-29 2012-08-07 Stion Corporation Bulk metal species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method
US8026122B1 (en) 2008-09-29 2011-09-27 Stion Corporation Metal species surface treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method
US8008110B1 (en) 2008-09-29 2011-08-30 Stion Corporation Bulk sodium species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method
US8008112B1 (en) 2008-09-29 2011-08-30 Stion Corporation Bulk chloride species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method
US8394662B1 (en) 2008-09-29 2013-03-12 Stion Corporation Chloride species surface treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method
US8476104B1 (en) 2008-09-29 2013-07-02 Stion Corporation Sodium species surface treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method
US8501521B1 (en) 2008-09-29 2013-08-06 Stion Corporation Copper species surface treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method
US7910399B1 (en) 2008-09-30 2011-03-22 Stion Corporation Thermal management and method for large scale processing of CIS and/or CIGS based thin films overlying glass substrates
US20100078059A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-01 Stion Corporation Method and structure for thin film tandem photovoltaic cell
US8232134B2 (en) 2008-09-30 2012-07-31 Stion Corporation Rapid thermal method and device for thin film tandem cell
US7947524B2 (en) * 2008-09-30 2011-05-24 Stion Corporation Humidity control and method for thin film photovoltaic materials
US8383450B2 (en) * 2008-09-30 2013-02-26 Stion Corporation Large scale chemical bath system and method for cadmium sulfide processing of thin film photovoltaic materials
US7863074B2 (en) * 2008-09-30 2011-01-04 Stion Corporation Patterning electrode materials free from berm structures for thin film photovoltaic cells
US8425739B1 (en) 2008-09-30 2013-04-23 Stion Corporation In chamber sodium doping process and system for large scale cigs based thin film photovoltaic materials
US8741689B2 (en) * 2008-10-01 2014-06-03 Stion Corporation Thermal pre-treatment process for soda lime glass substrate for thin film photovoltaic materials
US20110018103A1 (en) 2008-10-02 2011-01-27 Stion Corporation System and method for transferring substrates in large scale processing of cigs and/or cis devices
US8435826B1 (en) 2008-10-06 2013-05-07 Stion Corporation Bulk sulfide species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method
US8003430B1 (en) 2008-10-06 2011-08-23 Stion Corporation Sulfide species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method
US8168463B2 (en) 2008-10-17 2012-05-01 Stion Corporation Zinc oxide film method and structure for CIGS cell
US8344243B2 (en) * 2008-11-20 2013-01-01 Stion Corporation Method and structure for thin film photovoltaic cell using similar material junction
US8563850B2 (en) * 2009-03-16 2013-10-22 Stion Corporation Tandem photovoltaic cell and method using three glass substrate configuration
US8507786B1 (en) 2009-06-27 2013-08-13 Stion Corporation Manufacturing method for patterning CIGS/CIS solar cells
US8398772B1 (en) 2009-08-18 2013-03-19 Stion Corporation Method and structure for processing thin film PV cells with improved temperature uniformity
US8809096B1 (en) 2009-10-22 2014-08-19 Stion Corporation Bell jar extraction tool method and apparatus for thin film photovoltaic materials
US8859880B2 (en) 2010-01-22 2014-10-14 Stion Corporation Method and structure for tiling industrial thin-film solar devices
US8263494B2 (en) 2010-01-25 2012-09-11 Stion Corporation Method for improved patterning accuracy for thin film photovoltaic panels
US9096930B2 (en) 2010-03-29 2015-08-04 Stion Corporation Apparatus for manufacturing thin film photovoltaic devices
US8461061B2 (en) 2010-07-23 2013-06-11 Stion Corporation Quartz boat method and apparatus for thin film thermal treatment
US8628997B2 (en) 2010-10-01 2014-01-14 Stion Corporation Method and device for cadmium-free solar cells
GB201018141D0 (en) 2010-10-27 2010-12-08 Pilkington Group Ltd Polishing coated substrates
DE102011008269B4 (de) * 2011-01-11 2015-01-08 Interpane Entwicklungs-Und Beratungsgesellschaft Mbh Dünnschicht-Solarzellen mit diffusionshemmender Schicht
US8998606B2 (en) 2011-01-14 2015-04-07 Stion Corporation Apparatus and method utilizing forced convection for uniform thermal treatment of thin film devices
US8728200B1 (en) 2011-01-14 2014-05-20 Stion Corporation Method and system for recycling processing gas for selenization of thin film photovoltaic materials
US8436445B2 (en) 2011-08-15 2013-05-07 Stion Corporation Method of manufacture of sodium doped CIGS/CIGSS absorber layers for high efficiency photovoltaic devices
US20130052768A1 (en) * 2011-08-24 2013-02-28 Applied Materials, Inc. High speed laser scanning system for silicon solar cell fabrication
NL2016708B1 (en) * 2016-04-29 2017-11-16 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland A method for manufacturing interconnected solar cells and such interconnected solar cells.

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4611091A (en) 1984-12-06 1986-09-09 Atlantic Richfield Company CuInSe2 thin film solar cell with thin CdS and transparent window layer
US4612411A (en) 1985-06-04 1986-09-16 Atlantic Richfield Company Thin film solar cell with ZnO window layer

Family Cites Families (243)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3520732A (en) 1965-10-22 1970-07-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Photovoltaic cell and process of preparation of same
US3828722A (en) 1970-05-01 1974-08-13 Cogar Corp Apparatus for producing ion-free insulating layers
US3975211A (en) 1975-03-28 1976-08-17 Westinghouse Electric Corporation Solar cells and method for making same
US4062038A (en) 1976-01-28 1977-12-06 International Business Machines Corporation Radiation responsive device
US4332974A (en) 1979-06-28 1982-06-01 Chevron Research Company Multilayer photovoltaic cell
EP0192280A3 (de) 1980-04-10 1986-09-10 Massachusetts Institute Of Technology Verfahren zur Herstellung von Blättern aus kristallinem Material
US5217564A (en) 1980-04-10 1993-06-08 Massachusetts Institute Of Technology Method of producing sheets of crystalline material and devices made therefrom
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
US4441113A (en) * 1981-02-13 1984-04-03 Energy Conversion Devices, Inc. P-Type semiconductor material having a wide band gap
US4465575A (en) 1981-09-21 1984-08-14 Atlantic Richfield Company Method for forming photovoltaic cells employing multinary semiconductor films
DE3314197A1 (de) 1982-04-28 1983-11-03 Energy Conversion Devices, Inc., 48084 Troy, Mich. P-leitende amorphe siliziumlegierung mit grossem bandabstand und herstellungsverfahren dafuer
US4442310A (en) * 1982-07-15 1984-04-10 Rca Corporation Photodetector having enhanced back reflection
US4518855A (en) * 1982-09-30 1985-05-21 Spring-Mornne, Inc. Method and apparatus for statically aligning shafts and monitoring shaft alignment
US4461922A (en) 1983-02-14 1984-07-24 Atlantic Richfield Company Solar cell module
US4471155A (en) 1983-04-15 1984-09-11 Energy Conversion Devices, Inc. Narrow band gap photovoltaic devices with enhanced open circuit voltage
US4724011A (en) * 1983-05-16 1988-02-09 Atlantic Richfield Company Solar cell interconnection by discrete conductive regions
US4517403A (en) * 1983-05-16 1985-05-14 Atlantic Richfield Company Series connected solar cells and method of formation
US4532372A (en) 1983-12-23 1985-07-30 Energy Conversion Devices, Inc. Barrier layer for photovoltaic devices
US4598306A (en) 1983-07-28 1986-07-01 Energy Conversion Devices, Inc. Barrier layer for photovoltaic devices
US4499658A (en) * 1983-09-06 1985-02-19 Atlantic Richfield Company Solar cell laminates
US4589194A (en) * 1983-12-29 1986-05-20 Atlantic Richfield Company Ultrasonic scribing of thin film solar cells
US4542255A (en) 1984-01-03 1985-09-17 Atlantic Richfield Company Gridded thin film solar cell
US4581108A (en) * 1984-01-06 1986-04-08 Atlantic Richfield Company Process of forming a compound semiconductive material
US4661370A (en) * 1984-02-08 1987-04-28 Atlantic Richfield Company Electric discharge processing of thin films
US4507181A (en) * 1984-02-17 1985-03-26 Energy Conversion Devices, Inc. Method of electro-coating a semiconductor device
US4599154A (en) 1985-03-15 1986-07-08 Atlantic Richfield Company Electrically enhanced liquid jet processing
US4663495A (en) * 1985-06-04 1987-05-05 Atlantic Richfield Company Transparent photovoltaic module
US4638111A (en) * 1985-06-04 1987-01-20 Atlantic Richfield Company Thin film solar cell module
US4623601A (en) 1985-06-04 1986-11-18 Atlantic Richfield Company Photoconductive device containing zinc oxide transparent conductive layer
JPH0682625B2 (ja) 1985-06-04 1994-10-19 シーメンス ソーラー インダストリーズ，エル．ピー． 酸化亜鉛膜の蒸着方法
US4798660A (en) * 1985-07-16 1989-01-17 Atlantic Richfield Company Method for forming Cu In Se2 films
US4625070A (en) 1985-08-30 1986-11-25 Atlantic Richfield Company Laminated thin film solar module
JPS6273784A (ja) 1985-09-27 1987-04-04 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置
US4865999A (en) 1987-07-08 1989-09-12 Glasstech Solar, Inc. Solar cell fabrication method
US4775425A (en) 1987-07-27 1988-10-04 Energy Conversion Devices, Inc. P and n-type microcrystalline semiconductor alloy material including band gap widening elements, devices utilizing same
US4816082A (en) * 1987-08-19 1989-03-28 Energy Conversion Devices, Inc. Thin film solar cell including a spatially modulated intrinsic layer
US4968354A (en) 1987-11-09 1990-11-06 Fuji Electric Co., Ltd. Thin film solar cell array
US5045409A (en) 1987-11-27 1991-09-03 Atlantic Richfield Company Process for making thin film solar cell
US4793283A (en) 1987-12-10 1988-12-27 Sarkozy Robert F Apparatus for chemical vapor deposition with clean effluent and improved product yield
US5008062A (en) * 1988-01-20 1991-04-16 Siemens Solar Industries, L.P. Method of fabricating photovoltaic module
US5259883A (en) 1988-02-16 1993-11-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of thermally processing semiconductor wafers and an apparatus therefor
US4915745A (en) * 1988-09-22 1990-04-10 Atlantic Richfield Company Thin film solar cell and method of making
US5180686A (en) * 1988-10-31 1993-01-19 Energy Conversion Devices, Inc. Method for continuously deposting a transparent oxide material by chemical pyrolysis
US4873118A (en) 1988-11-18 1989-10-10 Atlantic Richfield Company Oxygen glow treating of ZnO electrode for thin film silicon solar cell
US4996108A (en) * 1989-01-17 1991-02-26 Simon Fraser University Sheets of transition metal dichalcogenides
US4950615A (en) 1989-02-06 1990-08-21 International Solar Electric Technology, Inc. Method and making group IIB metal - telluride films and solar cells
FR2646560B1 (fr) 1989-04-27 1994-01-14 Solems Sa Procede pour ameliorer la reponse spectrale d'une structure photoconductrice, cellule solaire et structure photoreceptive ameliorees
US5028274A (en) 1989-06-07 1991-07-02 International Solar Electric Technology, Inc. Group I-III-VI2 semiconductor films for solar cell application
EP0421133B1 (de) 1989-09-06 1995-12-20 Sanyo Electric Co., Ltd. Herstellungsverfahren für eine biegsame photovoltaische Vorrichtung
US5078803A (en) * 1989-09-22 1992-01-07 Siemens Solar Industries L.P. Solar cells incorporating transparent electrodes comprising hazy zinc oxide
JPH03124067A (ja) 1989-10-07 1991-05-27 Showa Shell Sekiyu Kk 光起電力装置およびその製造方法
US5011565A (en) * 1989-12-06 1991-04-30 Mobil Solar Energy Corporation Dotted contact solar cell and method of making same
US5154777A (en) 1990-02-26 1992-10-13 Mcdonnell Douglas Corporation Advanced survivable space solar power system
DK170189B1 (da) * 1990-05-30 1995-06-06 Yakov Safir Fremgangsmåde til fremstilling af halvlederkomponenter, samt solcelle fremstillet deraf
EP0460287A1 (de) * 1990-05-31 1991-12-11 Siemens Aktiengesellschaft Neuartige Chalkopyrit-Solarzelle
EP0468094B1 (de) 1990-07-24 1995-10-11 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Chalkopyrit-Solarzelle
JP2729239B2 (ja) 1990-10-17 1998-03-18 昭和シェル石油株式会社 集積型光起電力装置
US5528397A (en) 1991-12-03 1996-06-18 Kopin Corporation Single crystal silicon transistors for display panels
US5336381A (en) 1991-01-07 1994-08-09 United Technologies Corporation Electrophoresis process for preparation of ceramic fibers
US6784492B1 (en) 1991-03-18 2004-08-31 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor device including a gate-insulated transistor
JPH0788063A (ja) * 1991-05-08 1995-04-04 Sharp Corp ハンドル取付構造
US5211824A (en) * 1991-10-31 1993-05-18 Siemens Solar Industries L.P. Method and apparatus for sputtering of a liquid
US5231047A (en) 1991-12-19 1993-07-27 Energy Conversion Devices, Inc. High quality photovoltaic semiconductor material and laser ablation method of fabrication same
US5261968A (en) * 1992-01-13 1993-11-16 Photon Energy, Inc. Photovoltaic cell and method
US5501744A (en) * 1992-01-13 1996-03-26 Photon Energy, Inc. Photovoltaic cell having a p-type polycrystalline layer with large crystals
JPH05243596A (ja) 1992-03-02 1993-09-21 Showa Shell Sekiyu Kk 積層型太陽電池の製造方法
JP2756050B2 (ja) 1992-03-03 1998-05-25 キヤノン株式会社 光起電力装置
WO1993019491A1 (de) * 1992-03-19 1993-09-30 Siemens Solar Gmbh Klimastabiles dünnschichtsolarmodul
US5248349A (en) * 1992-05-12 1993-09-28 Solar Cells, Inc. Process for making photovoltaic devices and resultant product
US5298086A (en) * 1992-05-15 1994-03-29 United Solar Systems Corporation Method for the manufacture of improved efficiency tandem photovoltaic device and device manufactured thereby
DE69304143T2 (de) 1992-05-19 1997-01-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Methode zur Herstellung einer Zusammensetzung des Typs Chalkopyrit
ATE170669T1 (de) * 1992-06-29 1998-09-15 Canon Kk Harzzusammensetzung zum dichten und eine mit dichtharzzusammensetzung bedeckte halbleitervorrichtung
DE69331522T2 (de) 1992-06-29 2002-08-29 United Solar Systems Corp Mikrowellengespeistes abscheideverfahren mit regelung der substrattemperatur.
WO1994007269A1 (de) 1992-09-22 1994-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Schnelles verfahren zur erzeugung eines chalkopyrit-halbleiters auf einem substrat
US5474939A (en) 1992-12-30 1995-12-12 Siemens Solar Industries International Method of making thin film heterojunction solar cell
US5436204A (en) 1993-04-12 1995-07-25 Midwest Research Institute Recrystallization method to selenization of thin-film Cu(In,Ga)Se2 for semiconductor device applications
DE4333407C1 (de) 1993-09-30 1994-11-17 Siemens Ag Solarzelle mit einer Chalkopyritabsorberschicht
US5738731A (en) * 1993-11-19 1998-04-14 Mega Chips Corporation Photovoltaic device
EP0658924B1 (de) * 1993-12-17 2000-07-12 Canon Kabushiki Kaisha Herstellungsverfahren einer Elektronen emittierenden Vorrichtung, einer Elektronenquelle und eine Bilderzeugungsvorrichtung
US5578103A (en) 1994-08-17 1996-11-26 Corning Incorporated Alkali metal ion migration control
DE4442824C1 (de) 1994-12-01 1996-01-25 Siemens Ag Solarzelle mit Chalkopyrit-Absorberschicht
US5698496A (en) 1995-02-10 1997-12-16 Lucent Technologies Inc. Method for making an anisotropically conductive composite medium
EP0729189A1 (de) * 1995-02-21 1996-08-28 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw Herstellungsverfahren von Solarzellen und so hergestellte Produkte
US5674325A (en) * 1995-06-07 1997-10-07 Photon Energy, Inc. Thin film photovoltaic device and process of manufacture
US5625688A (en) * 1995-06-15 1997-04-29 Jing Mei Industrial Holdings, Ltd. Shower telephone
US6743723B2 (en) * 1995-09-14 2004-06-01 Canon Kabushiki Kaisha Method for fabricating semiconductor device
US5977476A (en) 1996-10-16 1999-11-02 United Solar Systems Corporation High efficiency photovoltaic device
JP3249408B2 (ja) 1996-10-25 2002-01-21 昭和シェル石油株式会社 薄膜太陽電池の薄膜光吸収層の製造方法及び製造装置
JP3249407B2 (ja) 1996-10-25 2002-01-21 昭和シェル石油株式会社 カルコパイライト系多元化合物半導体薄膜光吸収層からなる薄膜太陽電池
JP3527815B2 (ja) * 1996-11-08 2004-05-17 昭和シェル石油株式会社 薄膜太陽電池の透明導電膜の製造方法
US5925228A (en) 1997-01-09 1999-07-20 Sandia Corporation Electrophoretically active sol-gel processes to backfill, seal, and/or densify porous, flawed, and/or cracked coatings on electrically conductive material
US5985691A (en) * 1997-05-16 1999-11-16 International Solar Electric Technology, Inc. Method of making compound semiconductor films and making related electronic devices
JPH1154773A (ja) 1997-08-01 1999-02-26 Canon Inc 光起電力素子及びその製造方法
DE19741832A1 (de) * 1997-09-23 1999-03-25 Inst Solarenergieforschung Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle und Solarzelle
US6258620B1 (en) 1997-10-15 2001-07-10 University Of South Florida Method of manufacturing CIGS photovoltaic devices
US6667492B1 (en) 1997-11-10 2003-12-23 Don L. Kendall Quantum ridges and tips
EP0985510B1 (de) * 1998-02-05 2003-09-24 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Gegenstand mit unebener oberfläche, verfahren zu dessen herstellung und zusammenstellung dafür
US6107562A (en) 1998-03-24 2000-08-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor thin film, method for manufacturing the same, and solar cell using the same
US6344608B2 (en) * 1998-06-30 2002-02-05 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic element
US6127202A (en) 1998-07-02 2000-10-03 International Solar Electronic Technology, Inc. Oxide-based method of making compound semiconductor films and making related electronic devices
US6451415B1 (en) * 1998-08-19 2002-09-17 The Trustees Of Princeton University Organic photosensitive optoelectronic device with an exciton blocking layer
JP3428931B2 (ja) * 1998-09-09 2003-07-22 キヤノン株式会社 フラットパネルディスプレイの解体処理方法
US6323417B1 (en) 1998-09-29 2001-11-27 Lockheed Martin Corporation Method of making I-III-VI semiconductor materials for use in photovoltaic cells
JP2000150861A (ja) 1998-11-16 2000-05-30 Tdk Corp 酸化物薄膜
JP3667178B2 (ja) 1998-11-24 2005-07-06 キヤノン株式会社 酸化亜鉛薄膜の製造方法、それを用いた光起電力素子の製造方法、及び光起電力素子
JP2000173969A (ja) 1998-12-03 2000-06-23 Canon Inc リンス方法および光起電力素子
JP2001156321A (ja) 1999-03-09 2001-06-08 Fuji Xerox Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
US6160215A (en) 1999-03-26 2000-12-12 Curtin; Lawrence F. Method of making photovoltaic device
US6307148B1 (en) 1999-03-29 2001-10-23 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Compound semiconductor solar cell and production method thereof
US6328871B1 (en) * 1999-08-16 2001-12-11 Applied Materials, Inc. Barrier layer for electroplating processes
AU2001240599A1 (en) 2000-02-07 2001-08-14 Cis Solartechnik Gmbh Flexible metal substrate for cis solar cells, and method for producing the same
US7194197B1 (en) * 2000-03-16 2007-03-20 Global Solar Energy, Inc. Nozzle-based, vapor-phase, plume delivery structure for use in production of thin-film deposition layer
US6372538B1 (en) * 2000-03-16 2002-04-16 University Of Delaware Fabrication of thin-film, flexible photovoltaic module
US7414188B2 (en) 2002-01-25 2008-08-19 Konarka Technologies, Inc. Co-sensitizers for dye sensitized solar cells
US6423565B1 (en) * 2000-05-30 2002-07-23 Kurt L. Barth Apparatus and processes for the massproduction of photovotaic modules
US7301199B2 (en) * 2000-08-22 2007-11-27 President And Fellows Of Harvard College Nanoscale wires and related devices
KR100862131B1 (ko) 2000-08-22 2008-10-09 프레지던트 앤드 펠로우즈 오브 하버드 칼리지 반도체 나노와이어 제조 방법
JP2002196337A (ja) * 2000-09-06 2002-07-12 Seiko Epson Corp 電気光学装置の製造方法及び製造装置、並びに液晶パネルの製造方法及び製造装置
JP2002167695A (ja) 2000-09-19 2002-06-11 Canon Inc 酸化亜鉛膜の形成方法、それを用いた光起電力素子の製造方法
US6576112B2 (en) * 2000-09-19 2003-06-10 Canon Kabushiki Kaisha Method of forming zinc oxide film and process for producing photovoltaic device using it
DE10104726A1 (de) 2001-02-02 2002-08-08 Siemens Solar Gmbh Verfahren zur Strukturierung einer auf einem Trägermaterial aufgebrachten Oxidschicht
JP4827303B2 (ja) 2001-03-12 2011-11-30 キヤノン株式会社 光起電力素子、ＴＦＴ、及びｉ型半導体層の形成方法
US6858308B2 (en) * 2001-03-12 2005-02-22 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor element, and method of forming silicon-based film
JP2002299670A (ja) 2001-04-03 2002-10-11 Canon Inc シリコン系薄膜及び光起電力素子
US7842882B2 (en) 2004-03-01 2010-11-30 Basol Bulent M Low cost and high throughput deposition methods and apparatus for high density semiconductor film growth
US7053294B2 (en) * 2001-07-13 2006-05-30 Midwest Research Institute Thin-film solar cell fabricated on a flexible metallic substrate
JP4236081B2 (ja) * 2001-10-16 2009-03-11 大日本印刷株式会社 パターン形成体の製造方法
WO2003036657A1 (fr) * 2001-10-19 2003-05-01 Asahi Glass Company, Limited Substrat a couche d'oxyde conductrice transparente, son procede de production et element de conversion photoelectrique
US6635307B2 (en) 2001-12-12 2003-10-21 Nanotek Instruments, Inc. Manufacturing method for thin-film solar cells
US7276749B2 (en) 2002-02-05 2007-10-02 E-Phocus, Inc. Image sensor with microcrystalline germanium photodiode layer
US6690041B2 (en) 2002-05-14 2004-02-10 Global Solar Energy, Inc. Monolithically integrated diodes in thin-film photovoltaic devices
US7560641B2 (en) 2002-06-17 2009-07-14 Shalini Menezes Thin film solar cell configuration and fabrication method
US7291782B2 (en) * 2002-06-22 2007-11-06 Nanosolar, Inc. Optoelectronic device and fabrication method
US6852920B2 (en) * 2002-06-22 2005-02-08 Nanosolar, Inc. Nano-architected/assembled solar electricity cell
EP1540741B1 (de) * 2002-09-05 2014-10-29 Nanosys, Inc. Zusammensetzungen und fotovoltaische einrichtungen auf nanostruktur und nanozusammensetzungsbasis
EP2399970A3 (de) * 2002-09-05 2012-04-18 Nanosys, Inc. Nanoverbundwerkstoffe
AU2003275239A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-23 Miasole Manufacturing apparatus and method for large-scale production of thin-film solar cells
JP3570515B2 (ja) 2002-10-15 2004-09-29 セイコーエプソン株式会社 多孔質絶縁膜の形成方法および装置並びにその形成方法を用いて製造した電子デバイス
US6849798B2 (en) 2002-12-17 2005-02-01 General Electric Company Photovoltaic cell using stable Cu2O nanocrystals and conductive polymers
US6936761B2 (en) 2003-03-29 2005-08-30 Nanosolar, Inc. Transparent electrode, optoelectronic apparatus and devices
US20040252488A1 (en) 2003-04-01 2004-12-16 Innovalight Light-emitting ceiling tile
US7279832B2 (en) 2003-04-01 2007-10-09 Innovalight, Inc. Phosphor materials and illumination devices made therefrom
CN1771610A (zh) * 2003-04-09 2006-05-10 松下电器产业株式会社 太阳能电池
US7811606B2 (en) * 2003-04-16 2010-10-12 Dey, L.P. Nasal pharmaceutical formulations and methods of using the same
JP2004332043A (ja) 2003-05-07 2004-11-25 Canon Inc 酸化亜鉛薄膜の形成方法及び形成装置、及び光起電力素子の形成方法
US7462774B2 (en) * 2003-05-21 2008-12-09 Nanosolar, Inc. Photovoltaic devices fabricated from insulating nanostructured template
US7265037B2 (en) 2003-06-20 2007-09-04 The Regents Of The University Of California Nanowire array and nanowire solar cells and methods for forming the same
KR100838805B1 (ko) 2003-07-14 2008-06-17 가부시키가이샤후지쿠라 전해질 조성물, 이를 사용한 광전변환소자 및 색소증감태양전지
US7179677B2 (en) * 2003-09-03 2007-02-20 Midwest Research Institute ZnO/Cu(InGa)Se2 solar cells prepared by vapor phase Zn doping
EP1521308A1 (de) * 2003-10-02 2005-04-06 Scheuten Glasgroep Kugel- oder kornförmiges Halbleiterbauelement zur Verwendung in Solarzellen und Verfahren zur Herstellung; Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit Halbleiterbauelement und Solarzelle
US20070169810A1 (en) * 2004-02-19 2007-07-26 Nanosolar, Inc. High-throughput printing of semiconductor precursor layer by use of chalcogen-containing vapor
US8623448B2 (en) 2004-02-19 2014-01-07 Nanosolar, Inc. High-throughput printing of semiconductor precursor layer from chalcogenide microflake particles
US20070163643A1 (en) 2004-02-19 2007-07-19 Nanosolar, Inc. High-throughput printing of chalcogen layer and the use of an inter-metallic material
EP2469605A3 (de) * 2004-02-20 2014-03-05 Sharp Kabushiki Kaisha Substrat für photoelektrische Umwandlungsvorrichtung, photoelektrische Umwandlungsvorrichtung und gestapelte photoelektrische Umwandlungsvorrichtung
US7122398B1 (en) 2004-03-25 2006-10-17 Nanosolar, Inc. Manufacturing of optoelectronic devices
JP2005311292A (ja) 2004-03-25 2005-11-04 Kaneka Corp 薄膜太陽電池用基板、及びその製造方法、並びにそれを用いた薄膜太陽電池
JP4695850B2 (ja) 2004-04-28 2011-06-08 本田技研工業株式会社 カルコパイライト型太陽電池
JP4680183B2 (ja) 2004-05-11 2011-05-11 本田技研工業株式会社 カルコパイライト型薄膜太陽電池の製造方法
TWI406890B (zh) * 2004-06-08 2013-09-01 Sandisk Corp 奈米結構之沉積後包封：併入該包封體之組成物、裝置及系統
CN102064102B (zh) 2004-06-08 2013-10-30 桑迪士克公司 形成单层纳米结构的方法和器件以及包含这种单层的器件
WO2006085940A2 (en) * 2004-06-18 2006-08-17 Ultradots, Inc. Nanostructured materials and photovoltaic devices including nanostructured materials
DE112005001429T5 (de) * 2004-06-18 2007-04-26 Innovalight, Inc., St. Paul Verfahren und Vorrichtung zum Bilden von Nanopartikeln unter Verwendung von Hochfrequenzplasmen
JP2006049768A (ja) 2004-08-09 2006-02-16 Showa Shell Sekiyu Kk Ｃｉｓ系化合物半導体薄膜太陽電池及び該太陽電池の光吸収層の製造方法
US7750352B2 (en) * 2004-08-10 2010-07-06 Pinion Technologies, Inc. Light strips for lighting and backlighting applications
US7276724B2 (en) 2005-01-20 2007-10-02 Nanosolar, Inc. Series interconnected optoelectronic device module assembly
US7732229B2 (en) 2004-09-18 2010-06-08 Nanosolar, Inc. Formation of solar cells with conductive barrier layers and foil substrates
WO2006034268A2 (en) 2004-09-20 2006-03-30 Georgia Tech Research Corporation Photovoltaic cell
CN101087899A (zh) * 2004-11-10 2007-12-12 德斯塔尔科技公司 光电装置的垂直生产
US20060219547A1 (en) 2004-11-10 2006-10-05 Daystar Technologies, Inc. Vertical production of photovoltaic devices
JP2008520102A (ja) 2004-11-10 2008-06-12 デイスター テクノロジーズ，インコーポレイティド アルカリ含有層を用いた方法及び光起電力素子
US7576017B2 (en) 2004-11-10 2009-08-18 Daystar Technologies, Inc. Method and apparatus for forming a thin-film solar cell using a continuous process
WO2006053218A2 (en) 2004-11-10 2006-05-18 Daystar Technologies, Inc. Pressure control system in a photovoltaic substrate deposition
US20060112983A1 (en) 2004-11-17 2006-06-01 Nanosys, Inc. Photoactive devices and components with enhanced efficiency
US20060130890A1 (en) 2004-12-20 2006-06-22 Palo Alto Research Center Incorporated. Heterojunction photovoltaic cell
JP2006179626A (ja) 2004-12-22 2006-07-06 Showa Shell Sekiyu Kk Ｃｉｓ系薄膜太陽電池モジュール、該太陽電池モジュールの製造方法及び分離方法
JP2006186200A (ja) 2004-12-28 2006-07-13 Showa Shell Sekiyu Kk プリカーサ膜及びその製膜方法
JP4131965B2 (ja) 2004-12-28 2008-08-13 昭和シェル石油株式会社 Ｃｉｓ系薄膜太陽電池の光吸収層の作製方法
JP2006183117A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Showa Shell Sekiyu Kk ＭＯＣＶＤ（有機金属化学蒸着）法によるＺｎＯ系透明導電膜の製造方法
KR100495925B1 (ko) * 2005-01-12 2005-06-17 (주)인솔라텍 태양전지용 광흡수층 및 그 제조 방법
JP5010806B2 (ja) 2005-02-01 2012-08-29 日本ペイント株式会社 粉体塗料組成物及びアルミホイールの塗装方法
JP4801928B2 (ja) * 2005-04-25 2011-10-26 富士フイルム株式会社 有機電界発光素子
JP4841173B2 (ja) 2005-05-27 2011-12-21 昭和シェル石油株式会社 Ｃｉｓ系薄膜太陽電池の高抵抗バッファ層・窓層連続製膜方法及び製膜装置
JP3963924B2 (ja) * 2005-07-22 2007-08-22 本田技研工業株式会社 カルコパイライト型太陽電池
US8030121B2 (en) * 2005-08-05 2011-10-04 First Solar, Inc Manufacture of photovoltaic devices
FR2890232A1 (fr) 2005-08-23 2007-03-02 Saint Gobain Lampe plane a decharge coplanaire et utilisations
JP2007123721A (ja) 2005-10-31 2007-05-17 Rohm Co Ltd 光電変換装置の製造方法および光電変換装置
US7442413B2 (en) 2005-11-18 2008-10-28 Daystar Technologies, Inc. Methods and apparatus for treating a work piece with a vaporous element
DE102005062977B3 (de) 2005-12-28 2007-09-13 Sulfurcell Solartechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Umsetzung metallischer Vorläuferschichten zu Chalkopyritschichten von CIGSS-solarzellen
US8389852B2 (en) 2006-02-22 2013-03-05 Guardian Industries Corp. Electrode structure for use in electronic device and method of making same
US7235736B1 (en) 2006-03-18 2007-06-26 Solyndra, Inc. Monolithic integration of cylindrical solar cells
US8017860B2 (en) * 2006-05-15 2011-09-13 Stion Corporation Method and structure for thin film photovoltaic materials using bulk semiconductor materials
US9105776B2 (en) 2006-05-15 2015-08-11 Stion Corporation Method and structure for thin film photovoltaic materials using semiconductor materials
US8372685B2 (en) * 2006-06-12 2013-02-12 Nanosolar, Inc. Bandgap grading in thin-film devices via solid group IIIA particles
US7879685B2 (en) * 2006-08-04 2011-02-01 Solyndra, Inc. System and method for creating electric isolation between layers comprising solar cells
TW200810167A (en) * 2006-08-09 2008-02-16 Ind Tech Res Inst Dye-sensitized solar cell and the method of fabricating thereof
DE102006041046A1 (de) 2006-09-01 2008-03-06 Cis Solartechnik Gmbh & Co. Kg Solarzelle, Verfahren zur Herstellung von Solarzellen sowie elektrische Leiterbahn
US8426722B2 (en) * 2006-10-24 2013-04-23 Zetta Research and Development LLC—AQT Series Semiconductor grain and oxide layer for photovoltaic cells
US8076571B2 (en) * 2006-11-02 2011-12-13 Guardian Industries Corp. Front electrode for use in photovoltaic device and method of making same
US8203073B2 (en) * 2006-11-02 2012-06-19 Guardian Industries Corp. Front electrode for use in photovoltaic device and method of making same
FR2908406B1 (fr) * 2006-11-14 2012-08-24 Saint Gobain Couche poreuse, son procede de fabrication et ses applications.
US20080121264A1 (en) 2006-11-28 2008-05-29 Industrial Technology Research Institute Thin film solar module and method of fabricating the same
JP2010514184A (ja) * 2006-12-21 2010-04-30 ヘリアンソス，ビー．ブイ． 太陽電池から太陽電池サブセルをつくる方法
EP2115783A2 (de) 2007-01-31 2009-11-11 Jeroen K.J. Van Duren Aus metallionenvorläufern geformte solarzellen-absorptionsschicht
US20080204696A1 (en) 2007-02-28 2008-08-28 Tdk Corporation Method of alignment
KR100882668B1 (ko) * 2007-07-18 2009-02-06 삼성모바일디스플레이주식회사 유기전계발광 표시 장치 및 그의 제조 방법
FR2919429B1 (fr) * 2007-07-27 2009-10-09 Saint Gobain Substrat de face avant de cellule photovoltaique et utilisation d'un substrat pour une face avant de cellule photovoltaique
US20090087939A1 (en) 2007-09-28 2009-04-02 Stion Corporation Column structure thin film material using metal oxide bearing semiconductor material for solar cell devices
US8287942B1 (en) 2007-09-28 2012-10-16 Stion Corporation Method for manufacture of semiconductor bearing thin film material
JP2009099476A (ja) * 2007-10-19 2009-05-07 Sony Corp 色素増感光電変換素子およびその製造方法
US7998762B1 (en) 2007-11-14 2011-08-16 Stion Corporation Method and system for large scale manufacture of thin film photovoltaic devices using multi-chamber configuration
JP2009135337A (ja) 2007-11-30 2009-06-18 Showa Shell Sekiyu Kk Ｃｉｓ系太陽電池の積層構造、ｃｉｓ系薄膜太陽電池の集積構造及び製造方法
US8001283B2 (en) 2008-03-12 2011-08-16 Mips Technologies, Inc. Efficient, scalable and high performance mechanism for handling IO requests
US8981211B2 (en) 2008-03-18 2015-03-17 Zetta Research and Development LLC—AQT Series Interlayer design for epitaxial growth of semiconductor layers
US20090235987A1 (en) 2008-03-24 2009-09-24 Epv Solar, Inc. Chemical Treatments to Enhance Photovoltaic Performance of CIGS
WO2009146187A1 (en) * 2008-04-15 2009-12-03 Global Solar Energy, Inc. Apparatus and methods for manufacturing thin-film solar cells
JP4384237B2 (ja) 2008-05-19 2009-12-16 昭和シェル石油株式会社 Ｃｉｓ系薄膜太陽電池の製造方法
FR2932009B1 (fr) 2008-06-02 2010-09-17 Saint Gobain Cellule photovoltaique et substrat de cellule photovoltaique
US8003432B2 (en) 2008-06-25 2011-08-23 Stion Corporation Consumable adhesive layer for thin film photovoltaic material
US7855089B2 (en) * 2008-09-10 2010-12-21 Stion Corporation Application specific solar cell and method for manufacture using thin film photovoltaic materials
US8008111B1 (en) 2008-09-29 2011-08-30 Stion Corporation Bulk copper species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method
US8008112B1 (en) 2008-09-29 2011-08-30 Stion Corporation Bulk chloride species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method
US8008110B1 (en) 2008-09-29 2011-08-30 Stion Corporation Bulk sodium species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method
US8217261B2 (en) * 2008-09-30 2012-07-10 Stion Corporation Thin film sodium species barrier method and structure for cigs based thin film photovoltaic cell
US8053274B2 (en) * 2008-09-30 2011-11-08 Stion Corporation Self cleaning large scale method and furnace system for selenization of thin film photovoltaic materials
US7863074B2 (en) * 2008-09-30 2011-01-04 Stion Corporation Patterning electrode materials free from berm structures for thin film photovoltaic cells
US7960204B2 (en) * 2008-09-30 2011-06-14 Stion Corporation Method and structure for adhesion of absorber material for thin film photovoltaic cell
US7910399B1 (en) * 2008-09-30 2011-03-22 Stion Corporation Thermal management and method for large scale processing of CIS and/or CIGS based thin films overlying glass substrates
US7947524B2 (en) 2008-09-30 2011-05-24 Stion Corporation Humidity control and method for thin film photovoltaic materials
US8741689B2 (en) * 2008-10-01 2014-06-03 Stion Corporation Thermal pre-treatment process for soda lime glass substrate for thin film photovoltaic materials
US20110018103A1 (en) 2008-10-02 2011-01-27 Stion Corporation System and method for transferring substrates in large scale processing of cigs and/or cis devices
US8003430B1 (en) 2008-10-06 2011-08-23 Stion Corporation Sulfide species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method
US8168463B2 (en) 2008-10-17 2012-05-01 Stion Corporation Zinc oxide film method and structure for CIGS cell
US8344243B2 (en) 2008-11-20 2013-01-01 Stion Corporation Method and structure for thin film photovoltaic cell using similar material junction
CN102725859B (zh) 2009-02-04 2016-01-27 应用材料公司 太阳能生产线的计量与检测套组
US8197912B2 (en) 2009-03-12 2012-06-12 International Business Machines Corporation Precision separation of PV thin film stacks
US8859880B2 (en) 2010-01-22 2014-10-14 Stion Corporation Method and structure for tiling industrial thin-film solar devices
US8263494B2 (en) 2010-01-25 2012-09-11 Stion Corporation Method for improved patterning accuracy for thin film photovoltaic panels
US8142521B2 (en) * 2010-03-29 2012-03-27 Stion Corporation Large scale MOCVD system for thin film photovoltaic devices
US9096930B2 (en) * 2010-03-29 2015-08-04 Stion Corporation Apparatus for manufacturing thin film photovoltaic devices
US20110259413A1 (en) 2010-04-21 2011-10-27 Stion Corporation Hazy Zinc Oxide Film for Shaped CIGS/CIS Solar Cells
US20110259395A1 (en) 2010-04-21 2011-10-27 Stion Corporation Single Junction CIGS/CIS Solar Module
US8461061B2 (en) * 2010-07-23 2013-06-11 Stion Corporation Quartz boat method and apparatus for thin film thermal treatment
US8628997B2 (en) 2010-10-01 2014-01-14 Stion Corporation Method and device for cadmium-free solar cells

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4611091A (en) 1984-12-06 1986-09-09 Atlantic Richfield Company CuInSe2 thin film solar cell with thin CdS and transparent window layer
US4612411A (en) 1985-06-04 1986-09-16 Atlantic Richfield Company Thin film solar cell with ZnO window layer

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