包括掺杂的半导体膜的光伏器件

摘要

一种光伏电池可包含与半导体层接触的掺杂剂。

权利要求

1.一种光伏电池，所述光伏电池包括：透明导电层；

与透明导电层接触的第一半导体层，其中，第一半导体层包含氧化剂。

2.如权利要求1所述的光伏电池，其中，透明导电层位于基板之上。

3.如权利要求1所述的光伏电池，其中，透明导电层位于第一半导体层之上。

4.如权利要求1所述的光伏电池，其中，氧化剂为氟或氧。

5.如权利要求1所述的光伏电池，所述光伏电池还包括在透明导电层和第一半导体层之间的层，其中，所述层包含掺杂剂。

6.如权利要求5所述的光伏电池，其中，掺杂剂包括n型掺杂剂。

7.如权利要求5所述的掺杂剂层，其中，包含掺杂剂的层与第一半导体层接触。

8.如权利要求1所述的掺杂剂层，其中，包含掺杂剂的层与透明导电层接触。

9.如权利要求1所述的光伏电池，所述光伏电池还包括与第一半导体层接触的第二半导体层。

10.如权利要求9所述的光伏电池，其中，第二半导体层包含CdTe。

11.如权利要求1所述的光伏电池，其中，第一半导体层包含CdS。

12.如权利要求1所述的光伏电池，其中，基板为玻璃。

13.如权利要求1所述的光伏电池，所述光伏电池还包括附加的第一半导体层，附加的第一半导体层在包含掺杂剂的层和透明导电层之间。

14.如权利要求13所述的光伏电池，其中，包含掺杂剂的层具有大于4埃的厚度。

15.如权利要求13所述的光伏电池，其中，包含掺杂剂的层具有大于8埃的厚度。

16.如权利要求13所述的光伏电池，其中，包含掺杂剂的层具有大于12埃的厚度。

17.一种光伏电池，所述光伏电池包括：透明导电层；

与透明导电层接触的第一半导体层，与第一半导体层相邻的第二半导体层，其中，第一半导体层或第二半导体层包含掺杂剂。

18.如权利要求17所述的光伏电池，其中，第一半导体层和第二半导体层都包含掺杂剂。

19.如权利要求17所述的光伏电池，其中，第一半导体层中的掺杂剂与第二半导体层中的掺杂剂不同。

20.如权利要求17所述的光伏电池，其中，透明导电层位于基板之上。

21.如权利要求17所述的光伏电池，其中，透明导电层位于第一半导体层之上。

22.如权利要求17所述的光伏电池，其中，第一半导体层包含CdS。

23.如权利要求17所述的光伏电池，其中，第二半导体层包含CdTe。

24.如权利要求17所述的光伏电池，其中，掺杂剂为III族元素。

25.如权利要求17所述的光伏电池，其中，掺杂剂为I族元素。

26.如权利要求17所述的光伏电池，其中，掺杂剂为Cu、Ag或Au。

27.如权利要求17所述的光伏电池，其中，掺杂剂为V族元素。

28.如权利要求17所述的光伏电池，其中，掺杂剂具有高于0.5ppma的浓度。

29.如权利要求17所述的光伏电池，其中，掺杂剂具有高于100ppma的浓度。

30.如权利要求17所述的光伏电池，其中，掺杂剂具有高于500ppma的浓度。

31.一种制造光伏电池的方法，所述方法包括以下步骤：沉积与透明导电层接触的第一半导体层；

沉积与第一半导体层相邻的第二半导体层；

向第一半导体层或第二半导体层中引入掺杂剂。

32.如权利要求31所述的方法，其中，向第一半导体层和第二半导体层中引入掺杂剂。

33.如权利要求32所述的方法，其中，向第一半导体层中引入的掺杂剂与向第二半导体层中引入的掺杂剂不同。

34.如权利要求31所述的方法，其中，通过扩散向第一半导体层和第二半导体层中引入掺杂剂。

35.如权利要求31所述的方法，其中，通过蒸气引入掺杂剂。

36.如权利要求31所述的方法，其中，掺杂剂作为混合粉末被引入。

37.如权利要求31所述的方法，其中，掺杂剂作为固体粉末被引入。

38.如权利要求31所述的方法，其中，掺杂剂通过整个半导体层被引入。

39.如权利要求31所述的方法，其中，掺杂剂被加入到层的一部分。

40.如权利要求31所述的方法，其中，掺杂剂为n型掺杂剂。

41.如权利要求31所述的方法，其中，掺杂剂为p型掺杂剂。

42.如权利要求31所述的方法，其中，掺杂剂为铟，混合粉末为CdS和In2S3。

43.如权利要求31所述的方法，其中，在热处理过程中引入掺杂剂。

44.如权利要求43所述的方法，其中，热处理温度为大约400℃。

45.如权利要求43所述的方法，其中，在热处理之前，掺杂剂被涂覆到第二半导体层的表面。

46.一种制造光伏电池的方法，所述方法包括以下步骤：在氧化剂存在的条件下沉积第一半导体层；

用掺杂剂处理第一半导体层。

47.如权利要求46所述的方法，其中，将第一半导体层设置在基板之上。

48.如权利要求46所述的方法，其中，将第一半导体层设置在金属层之上。

49.如权利要求46所述的方法，其中，氧化剂为氟或氧。

50.如权利要求46所述的方法，其中，掺杂剂包括n型掺杂剂。

51.如权利要求46所述的方法，其中，掺杂剂包括铝或铟。

52.如权利要求46所述的方法，其中，掺杂剂在第一半导体层内作为一层分布。

53.一种产生电能的系统，所述系统包括：多层光伏电池，所述光伏电池包括透明导电层、与透明导电层接触的第一半导体层、在第一半导体层之上的第二半导体层，其中，第一半导体层或第二半导体层包含掺杂剂；

第一电连接，连接到透明导电层；

第二电连接，连接到金属层。

54.如权利要求53所述的系统，其中，第一半导体层和第二半导体层均包含掺杂剂。

55.如权利要求53所述的系统，其中，第一半导体层中的掺杂剂与第二半导体层中的掺杂剂不同。

56.如权利要求53所述的系统，其中，透明导电层位于基板之上。

57.如权利要求53所述的系统，其中，透明导电层位于第一半导体层之上。

说明书

技术领域

本发明涉及光伏电池。

背景技术

在光伏器件的制造期间，可将半导体材料层应用到基板，一层用作窗口层，第二层用作吸收层。窗口层可使太阳能穿透至吸收层，在吸收层光能被转换为电能。一些光伏器件可使用也为电荷导体的透明薄膜。导电薄膜可为透明导电氧化物(TCO)，例如掺氟氧化锡、掺铝氧化锌或氧化铟锡。TCO可使光穿过基板窗口到有源(active)光吸收材料，并用作欧姆接触以将光生电荷载流子从光吸收材料转走。可在半导体层的背表面上形成背电极。背电极可包含导电材料，例如金属银、镍、铜、铝、钛、钯或它们的任意实际组合，从而提供与半导体层的电连接。背电极可为半导体材料。掺杂半导体层可提高光伏器件的效率。

发明内容

通常，光伏电池可以包括透明导电层和与透明导电层接触的第一半导体层。第一半导体层可包含氧化剂。透明导电层可位于基板之上。在其他情况下，透明导电层可位于第一氧化物层之上。氧化剂可为，例如，氟或氧。
在一些情况下，光伏电池可包括在透明导电层和第一半导体层之间的层，其中，所述层包含掺杂剂。掺杂剂可包括n型掺杂剂。包含掺杂剂的层可与第一半导体层接触。包含掺杂剂的层可与透明导电层接触。
光伏电池还可包括与第一半导体层接触的第二半导体层。第二半导体层可包含CdTe。第一半导体层可包含CdS。基板可为玻璃。
在一些情况下，光伏电池还可包括附加的第一半导体层，附加的第一半导体层在包含掺杂剂的层和透明导电层之间。包含掺杂剂的层可具有大于4埃的厚度。含有掺杂剂的层可具有大于8埃的厚度。含有掺杂剂的层可具有大于12埃的厚度。
另一方面，光伏电池可包括：透明导电层；与透明导电层接触的第一半导体层和与第一半导体层相邻的第二半导体层，其中，第一半导体层或第二半导体层包含掺杂剂。
在一些情况下，第一半导体层和第二半导体层均可包含掺杂剂。第一半导体层中的掺杂剂可与第二半导体层中的掺杂剂不同。透明导电层可位于基板之上。透明导电层可位于第一半导体层之上。第一半导体层可包含CdS。第二半导体层可包含CdTe。
掺杂剂可为III族元素。掺杂剂可为I族元素。掺杂剂可为Cu、Ag或Au。掺杂剂可为V族元素。掺杂剂可具有高于0.5ppma的浓度。掺杂剂可具有高于100ppma的浓度。掺杂剂可具有高于500ppma的浓度。
一种制造光伏电池的方法，可包括以下步骤：沉积与透明导电层接触的第一半导体层；沉积与第一半导体层相邻的第二半导体层；向第一半导体层或第二半导体层中引入掺杂剂。
在一些情况下，可向第一半导体层和第二半导体层中引入掺杂剂。在一些情况下，向第一半导体层中引入的掺杂剂可与向第二半导体层中引入的掺杂剂不同。
可通过扩散引入掺杂剂。可通过蒸气引入掺杂剂。掺杂剂可作为混合粉末被引入。掺杂剂可作为固体粉末被引入。掺杂剂可通过整个半导体层被引入。掺杂剂可被加入到层的一部分。掺杂剂可为n型掺杂剂。掺杂剂可为p型掺杂剂。掺杂剂可为铟，混合粉末可为CdS和In2S3。
在热处理过程中可引入掺杂剂。热处理温度可为大约400℃。在热处理之前，掺杂剂可被涂覆到第二半导体层的表面。
另一方面，一种制造光伏电池的方法可包括以下步骤：在有氧化剂存在的情况下沉积第一半导体层；用掺杂剂处理第一半导体层。
第一半导体层可设置于基板之上。在其它情况下，第一半导体层可设置于金属层之上。透明导电层可设置于第一半导体层之上。
氧化剂可为氟或氧。掺杂剂可包括n型掺杂剂。掺杂剂可包括铝或铟。掺杂剂可在第一半导体层内作为一层分布。
另一方面，一种产生电能的系统可包括：多层光伏电池，所述光伏电池包括透明导电层、与透明导电层接触的第一半导体层和在第一半导体层之上的第二半导体层，其中，第一半导体层或第二半导体层包含掺杂剂；第一电连接，连接到透明导电层；第二电连接，连接到金属层。
在一些情况下，第一半导体层和第二半导体层均可包含掺杂剂。在一些情况下，第一半导体层中的掺杂剂可与第二半导体层中的掺杂剂不同。
透明导电层可设置于基板之上。第一半导体层可设置于金属层之上。透明导电层可设置于第一半导体层之上。
在下面的附图和描述中详细阐述一个或更多实施例的细节。从描述、附图和权利要求中，其它特征、目的和优点将是清楚的。

附图说明

图1是具有多层的基板的示意图。
图2是具有多层的基板的示意图。
图3是具有多层的基板的示意图。

具体实施方式

光伏电池可以包括在基板的表面上的透明导电层、第一半导体层、支撑半导体层的基板和与半导体层接触的金属层。透明导电层可位于基板之上。在其他情况下，透明导电层可位于第一氧化物层之上。
光伏电池可包含一种或更多种的氧化剂或掺杂剂。光伏电池可包括含有掺杂剂或氧化剂(如氧或氟)的第一半导体层。光伏电池还可包括含有诸如n型掺杂剂的掺杂剂的层。掺杂剂可包括III族元素，如铝或铟。
含有掺杂剂的层可位于透明导电层和第一半导体层之间。含有第二掺杂剂的层可接触透明导电层。在其它情况下，含有掺杂剂的层可接触第一半导体层。含有诸如n型掺杂剂的第二掺杂剂的层可具有诸如大约5埃～15埃的厚度。
n型掺杂剂的例子包括铝和铟。传统上，多晶膜中的各种缺陷导致了半导体层的掺杂效率保持为低。为提高掺杂效率，可用诸如氧或氟的氧化剂处理半导体层。在用氧化剂将半导体层的缺陷钝化之后，可提高掺杂效率。在不进行钝化的情况下，诸如In或Al的掺杂剂的添加可具有负面影响。因此，在几个阶段掺杂半导体层可提高光伏电池的效率。
掺杂剂可有意被添加为非本征掺杂剂。在诸如含有CdS的层的第一半导体层中常常没有任何有意的非本征掺杂剂而加工光伏电池，或在诸如含有CdTe层的第二半导体层中常常没有任何非本征掺杂剂而加工光伏电池，或这两者半导体层中常常没有任何非本征掺杂剂而加工光伏电池。在几个阶段掺杂第一半导体层或第二半导体层或这两者，可降低光伏电池的不稳定性并提高效率。
参照图1，光伏电池可包括在至少两个阶段中掺杂的半导体层。例如，第一半导体层100可包含例如CdS。可用诸如氧或氟的氧化剂101来处理诸如CdS层的第一半导体层，以钝化CdS层中的缺陷。在此，可在透明导电层和CdS层之间的界面处引入氧化剂。透明导电层可包括透明导电氧化物(TCO)。随后，可引入诸如n型掺杂剂的掺杂剂102。掺杂剂可为，例如，铝或铟。可将掺杂剂引入CdS层。可从基板130、TCO 120或TCO上的表面层140，通过诸如载气(carrier gas)的源或通过扩散来提供掺杂剂。可在第一半导体层上面沉积第二半导体层150。第二半导体层可包含如CdTe。含有掺杂剂的层可具有诸如大于4埃、大于8埃、大于12埃或大约15埃的厚度。光伏器件的结构也可反转，例如，透明导电层在第一半导体层上，第一半导体层在第二半导体层上，第二半导体层在金属层上。
参照图2，可以诸如氧或氟的氧化剂201来处理诸如CdS层的第一半导体层，以钝化CdS层中的缺陷。随后，可将诸如铝或铟的掺杂剂202引入到CdS层。可从基板230、TCO 220自身或TCO上的表面层，通过诸如载气的源或通过扩散来提供掺杂剂。掺杂剂可在第一半导体层200a和附加的第一半导体层200b之间形成层。第一半导体层200a可具有比附加的第一半导体层200b的厚度厚的厚度。例如，第一半导体层的厚度可大于200埃、大于400埃、大于800埃或大约900埃。附加的第一半导体层的厚度可大于50埃、大于75埃或大约100埃。可在第一半导体层上面沉积第二半导体层250。可以用第二掺杂剂处理第二半导体层。第二半导体层可包括例如CdTe。掺杂剂层可具有诸如大于4埃、大于8埃、大于12埃或大约15埃的厚度。
参照图3，光伏器件可包括第一半导体层和第二半导体层。第一半导体层或第二包导体层可包含掺杂剂。可选择地，第一半导体层和第二半导体层可都包含掺杂剂。第一半导体层300可包含掺杂剂301。可选择地，第二半导体层350可包含掺杂剂302。第一半导体层可由基板330支撑。
可以以数种方式执行半导体层的掺杂。例如，可从诸如混合粉末(如CdS+In2S3)的引入的粉末、载气或诸如CdS粉末的直接掺杂粉末来提供掺杂剂。粉末可为单相或多相材料。在其它情况下，可通过从诸如基板层、透明导电层或半导体层的层扩散来提供掺杂剂。可通过整个半导体层添加掺杂剂，或者通过层的一部分添加掺杂剂。
可通过从透明导电层或从透明导电层上的表面层扩散来添加用于第一半导体层的掺杂剂。可选择地，可通过装入气相传输沉积系统的引入的粉末或载气来添加用于第一半导体层的掺杂剂。可在诸如低于1500℃、低于1400℃、低于1200℃、低于1000℃或低于800℃的温度将用于第一半导体层的掺杂剂与第一半导体层一起挥发。挥发物可为原子或硫化物分子，例如In2S。因为在通常的CdS分布器温度(大约1100℃)，铟具有合适的蒸气压，所以铟可以是有效的添加剂。
可以以数种方式执行诸如CdTe的第二半导体层的掺杂。例如，可将掺杂剂与CdTe源粉末一起提供到气相传输沉积(VTD)分布系统中。用于第二半导体层的掺杂剂可作为粉末(如单相材料或多相材料)被引入或在载气中引入。可选择地，可通过将外部层沉积到第二半导体层上来引入用于第二半导体层的掺杂剂。例如，外部层可含有掺杂剂，所述掺杂剂可扩散到CdTe层。
对于诸如CdTe的第二半导体层，P型掺杂会是有效的。V族元素(如N、P、As、Sb或Bi)和I族元素(如Li、Na、K、Rb、Cs、Cu、Ag或Au)可以是有效的用于第二半导体层的掺杂剂。当被引入到在通常的CdTe分布器温度(大约900℃～1100℃)操作的VTD系统中时，磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)不存在挥发的问题。
用于第二半导体层的掺杂剂可在热处理过程中被引入。可用CdCl2助熔剂来执行热处理。可将诸如氯化合物的I族和V族元素添加到助熔剂溶液中，其中，在热处理之前，所述助熔剂溶液被涂覆到第二半导体层的外表面。在热处理过程中，会发生再结晶，从而可以在膜中掺杂分布。
掺杂剂的掺入会受到空位缺陷的浓度的影响。可通过气相超压来控制空位浓度。例如，可应用过量的Cd或Te以改变最终器件中的电子缺陷。可通过在CdTe源粉末中引入过量的Cd或Te来实现Cd或Te超压。这可通过两相粉末混合或通过偏离化学计量的原材料来实现。材料可偏离化学计量大于5％、大于10％、或大于15％，如大约20％。
可以以任何浓度应用掺杂剂，例如，以大于0.5ppma、大于50ppma、大于500ppma、或在例如1～1000ppma之间的浓度应用掺杂剂。某些气体源掺杂剂，如含有氮的气体源掺杂剂，在加热的CdTe分布器中非常容易地分解，因此，可在第二较低温的分布系统中引入。例如，可通过整个半导体层添加掺杂剂，或利用多层VTD构造将添加剂掺杂到层的一部分中。
可以以数种方式用诸如铟的掺杂剂处理CdS层。在一个示例中，在CdS层中通过In2S3和源粉末掺入铟使亮度提高。在另一示例中，直接用铟掺杂CdS层，额外的硫导致铟掺杂的增多。
也可以以数种方式用掺杂剂处理CdTe层。在一个示例中，利用Na2S粉末用钠掺杂CdTe层。添加Na导致在随后的氯化物热处理过程中再结晶的变化，表明掺杂Na使CdCl2再结晶助熔剂更有活性。RbCl掺杂发现了相似的结果。
也可用P、As、Sb、Na、Rb或Cu来掺杂CdTe层。在另一示例中，示出了Cu掺杂的CdTe层以显示改进的电信号。向CdTe粉末加入的额外的Te结果是提高了掺杂膜的能力。此外，富Cd条件导致膜晶粒结构的改变，表明改进了掺杂膜的能力。
普通的光伏电池可以具有多层。所述多层可以包括底层(即透明导电层)、覆盖层、窗口层、吸收层和顶层。可以按要求在每个沉积位置使用单独的沉积气体供应和真空密封的沉积室在生产线的不同沉积位置来沉积每一层。通过滚动传送带可以将基板从一个沉积位置传递到另一沉积位置，直到所有期望的层都被沉积。可以使用其他技术(例如溅射)加入另外的层。可以将导电体分别连接到顶层和底层，以收集当太阳能入射到吸收层上时产生的电能。可以将顶基板层放置在顶层的顶部，以形成三明治结构并且完成光伏电池。
底层可以是透明导电层，并且可以是例如透明导电氧化物(例如氧化锡或者掺氟氧化锡)。在高温下直接在透明导电氧化物层上沉积半导体层可以导致对光伏器件性能和稳定性有消极影响的反应。具有高化学稳定性的覆盖层材料(例如二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、三氧化二硼和其他类似物质)可以显著减小这些反应对器件性能和稳定性的影响。由于所使用的材料的高电阻率，因此应该使覆盖层的厚度最小化。否则可能出现与期望的电流流动反向的电阻块(resistive block)。通过填充透明导电氧化物层的不规则表面，覆盖层可以降低透明导电氧化物层的表面粗糙程度，这有助于窗口层的沉积并且可以允许窗口层具有更薄的横截面。降低的表面粗糙程度可以有助于改善窗口层的均匀性。在光伏电池中包括覆盖层的其他优点可以包括改善光学清晰度、改善带隙的连续性、在结点提供更好的场强以及提供更好的由开路电压损失测定的器件效率。例如在第20050257824号美国专利公开中描述的覆盖层通过引用而全部包含于此。
窗口层和吸收层可以例如包含诸如II-VI族、III-V族或IV族半导体的二元半导体，例如ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、MgO、MgS、MgSe、MgTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、MnO、MnS、MnTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb或它们的混合物。窗口层和吸收层的示例是由CdTe层涂覆的CdS层。顶层可以覆盖半导体层。顶层可以包含诸如铝、钼、铬、钴、镍、钛、钨或它们的合金的金属。顶层还可以包含金属氧化物或金属氮化物或它们的合金。
例如在第5,248,349、5,372,646、5,470,397、5,536,333、5,945,163、6,037,241和6,444,043号美国专利中描述了光伏器件制造中的半导体层的沉积，所述美国专利均通过引用而全部包含于此。沉积可以涉及从源到基板的蒸气的传输，或者在密闭的系统中的固体的升华。用于制造光伏电池的设备可以包括传送带(例如具有辊子的滚动传送带)。其他类型的传送带是可以的。传送带将基板传送到一系列一个或多个沉积位置，所述沉积位置用以在基板的暴露的表面上沉积材料层。在第11/692,667号美国临时申请中描述的传送带通过引用而包含于此。
可以将沉积室加热到达不低于大约450℃且不高于大约700℃的处理温度，例如温度范围在450℃-550℃、550℃-650℃、570℃-600℃、600℃-640℃之间或在其他任何高于450℃且低于约700℃的范围之间。沉积室包括连接到沉积蒸气供应器的沉积分布器。可以将分布器连接到用于不同层的沉积的多个蒸气供应器，或者可以将具有其自身的蒸气分布器和供应器的基板移动通过多个不同沉积位置。分布器可以是具有不同喷嘴尺寸的喷雾嘴形式，以有助于蒸气供应的均匀分布。
光伏电池的底层可以是透明导电层。薄的覆盖层可以在透明导电层上方，并且至少部分地覆盖透明导电层。接下来沉积的层是第一半导体层，其作为窗口层并且根据透明导电层和覆盖层的用途可以更薄。接下来沉积的层是第二半导体层，其作为吸收层。其他层，例如包含掺杂剂的层，可以在整个制造过程中根据需要而沉积或者放置在基板上。
透明导电层可以是透明导电氧化物(例如像氧化锡这样的金属氧化物)，透明导电层可以用例如氟来掺杂。可以在正面接触件和第一半导体层之间沉积该层，并且该层可以具有足够高的电阻率以降低第一半导体层中的针孔效应。第一半导体层中的针孔会导致第二半导体层和第一电极之间的形成分流(shunt formation)，导致围绕针孔的局部场上形成漏端。该通道的电阻的微小增加可以显著地减少受到分流影响的区域。
可以提供覆盖层以供应电阻的增加。覆盖层可以是化学稳定性高的材料的非常薄的层。覆盖层与厚度可与之比较的具有相同厚度的半导体材料相比，可以具有更高的透明度。适合用作覆盖层的材料的示例包括二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、三氧化二硼和其他类似物质。覆盖层还起到将透明导电层与第一半导体层电学且化学地隔离的作用，从而防止在高温下出现的会对性能和稳定性产生消极影响的反应。覆盖层还可以提供可以更适合支持第一半导体层的沉积的导电表面。例如，覆盖层可以提供表面粗糙程度降低的表面。
第一半导体层可以用作第二半导体层的窗口层。第一半导体层可以比第二半导体层薄。通过变得更薄，第一半导体层可以允许短波长的入射光更大程度地穿透至第二半导体层。
第一半导体层可以是II-VI族、III-V族或IV族半导体，例如ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、MgO、MgS、MgSe、MgTe、HgO、HgS、HgS e、HgTe、MnO、MnS、MnTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb或它们的混合物或它们的合金。第一半导体层可以是二元半导体，例如其可以是CdS。第二半导体层可以沉积到第一半导体层上。当第一半导体层用作窗口层时，第二半导体层可以作为对入射光的吸收层。与第一半导体层相似，第二半导体层也可以是II-VI族、III-V族或IV族半导体，例如ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、MgO、MgS、MgSe、MgTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、MnO、MnS、MnTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb或它们的混合物。
第二半导体层可以沉积到第一半导体层上。覆盖层可以用以将透明导电层与第一半导体层电学地且化学地隔离，从而防止在高温下出现的会对性能和稳定性产生消极影响的反应。可以将透明导电层沉积在基板上方。
已经描述了多个实施例。但是，应该理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以作出各种改变。例如，半导体层可以包括多种可以用作缓冲层和覆盖层材料的其他材料。因此，其他实施例在权利要求的范围之内。
本申请要求于2007年11月2日提交的第60/985,019号临时美国专利申请的优先权，其全部通过引用包含于此。