一緩沖層41的厚度超過 該范圍時，第一緩沖層41變得太厚。因此，光吸收層和緩沖層之間的導帶偏移增加，開路電 壓Voc相應地減小，從而降低太陽能電池1的性能。
[0074] 第二緩沖層42通過原子層沉積（ALD)形成在第一緩沖層41上。第二緩沖層42 可以是納混合層。例如，納混合層可以通過交替堆疊 Zn、0和Zn和任何的S、Se、Te的合成 物及其組合物（下文也稱為合成物Zn(S，Se, Te))的原子層來而形成。
[0075] 在另一實施例中，第二緩沖層42是納疊層。例如，第二緩沖層42可包括第三緩沖 層和第四緩沖層。第三緩沖層可包括Zn0、Zn-0-S、Zn-0-Se、Zn-O-Te或其組合物。第四緩 沖層可包括ZnS、ZnSe和ZnTe。第三和第四緩沖層交替堆疊。
[0076] 當第二緩沖層42是納混合層時，很難互相區分各自的層。然而，當第二緩沖層42 是納疊層時，能夠區分第三緩沖層和第四緩沖層。
[0077] 與納混合層相比，因為納疊層導帶偏移過程的可控性不同，所以納疊層更可取。
[0078] 帶隙能量根據0和S的相對含量而變化。在納混合層的情況下，ZnO和ZnS的原 子層交替堆疊，且可以僅通過控制過程循環比來控制光吸收層和緩沖層之間的導帶偏移。
[0079] 另一方面，在包含ZnO的第三緩沖層和包括ZnS的第四緩沖層交替堆疊的納疊層 的情況下，可以通過（i)控制過程循環比（或第三緩沖層和第四緩沖層的厚度比）和（ii) 控制第二緩沖層包含的第三或第四緩沖層的數量的組合來控制光吸收層和緩沖層之間的 導帶偏移。因此，可以進行更復雜且相對精細的控制。
[0080] 詳細地，在由納疊層形成的第二緩沖層42中，第三緩沖層可包括ZnO、合成物 Ζη-0-S、合成物Zn-O-Se、Zn-O-Te或其組合物。即，形成在第一緩沖層41上的第三緩沖層 可防止堿性化合物如Na-O和Na-Se-O形成在光吸收層30的表面上，從而防止太陽能電池1 的性能惡化。由于包括氧的第三緩沖層或第一緩沖層41的存在，即使在原子層沉積（ALD) 中使用氧化劑Η 20、Η202和0 3，但是在光吸收層30的表面上并沒有形成堿性化合物。用于形 成第三緩沖層的原子層沉積（ALD)可以重復注入金屬前體氣體、第一次吹掃、注入反應氣 體和第二次吹掃的過程循環。金屬前體氣體可以是二乙基鋅（DEZ)，反應氣體可以是氏0、 H2S、H2Se、H2Te或其組合物。
[0081] 當第二緩沖層42由納疊層形成時，第四緩沖層可包括ZnS、ZnSe、ZnTe或其組合 物。即，像第一緩沖層一樣，第四緩沖層是無氧層。用于形成第四緩沖層的原子層沉積（ALD) 可以重復注入金屬前體氣體、第一次吹掃、注入反應氣體和第二次吹掃的過程循環。金屬前 體氣體可以是二乙基鋅（DEZ)，反應氣體可以是H 2S、H2Se、H2Te或其組合物。
[0082] 第三緩沖層和第四緩沖層的過程循環比優選的范圍是在3:1到10:1，但不限于 此。當第三緩沖層和第四緩沖層的過程循環比小于3:1時，光吸收層和緩沖層之間的導帶 偏移增加，因此短路電流Jsc可能減小。當第三緩沖層和第四緩沖層的過程循環比超過 10:1時，光吸收層和緩沖層之間的導帶偏移減小，因此開路電壓Voc可能減小。
[0083] 詳細地，當第三緩沖層和第四緩沖層的過程循環比小于3:1時，交替頻率 (alternate frequency)可以是5-63次。當第三緩沖層和第四緩沖層的過程循環比為10:1 時，交替頻率可以是1-13次。過程循環重復5-63次可能導致緩沖層40的厚度為4nm-50nm。 第三緩沖層和第四緩沖層的厚度比的范圍優選是從3:1到10:1。，但不限于此。當第三緩沖 層和第四緩沖層的厚度比小于3:1時，光吸收層和緩沖層之間的導帶偏移增加，因此短路 電流Jsc可能減小。當第三緩沖層和第四緩沖層的厚度比超過10:1時，光吸收層和緩沖層 之間的導帶偏移減小，因此開路電壓Voc可能減小。
[0084] 而且，在第二緩沖層42中的0:S、0:S和0:Te的各個原子量比的范圍都優選為從 19:6到9:1，但不限于此。在第二緩沖層42中的0: S、0: S和0: Te的各個摩爾比也為從19:6 到9:1。因此，光吸收層和緩沖層之間的導帶偏移可以形成和控制在0.0 eV-O. 4eV的范圍 內，以便可以獲得開路電壓Voc和短路電流Jsc的最優條件。
[0085] 第二緩沖層42的厚度的范圍優選為從4nm到50nm，但不限于此。當第二緩沖層 42的厚度小于4nm，形成在具有數十nm到數百nm的非常大的表面粗糙度的光吸收層30上 的第二緩沖層42的厚度均勻性惡化，因此開路電壓Voc可能減小，從而降低太陽能電池的 效率。當第二緩沖層42的厚度超過50nm時，透射比減小且入射到光吸收層30中的光的數 量減小。因此，短路電流Jsc可能減小，從而降低太陽能電池1的效率。
[0086] 由于通過原子層沉積形成無氧的第一緩沖層，所以緩沖層40具有小的Na含量。例 如，緩沖層40的Na含量的范圍是從0. 5原子％到2原子％，但不限于此。
[0087] 而且，為了降低緩沖層40中的Na含量，光吸收層30可經受表面熱處理。表面 熱處理可在空氣、NN2、Ar、02、H20、H2O 2或其組合物的氣氛下進行。例如，表面熱處理可在 100°C _250°C的溫度下進行1分鐘到30分鐘。
[0088] 而且，光吸收層經受表面熱處理后，光吸收層可用洗滌液NH40H、HN0 3、HC1、H2S04、 順/、冊、氏02、0(130 4、1(^01-水（01-￥&七6〇或其組合物來清洗。在另一實施例中，光吸收 層可以使用清潔氣體和等離子體來清洗。例如，清潔氣體可以包括NH 3、C1F3、F2、H20、02、N 20、 NF3、N2和其組合物。等離子可以使用反應氣體如Ar、N2、0 2、H20、H2、He、CH4、NH3、CF 4、C2H2、 C3H8和其組合物來生成。例如，清潔狀態可以設定為100°C _120°C的溫度持續30秒到5分 鐘。
[0089] 緩沖層40中的Na含量可根據位置而不同。例如，Na含量可在光吸收層30和緩 沖層40之間的交界面最高。相對更大量的Na存在于光吸收層30的表面上而不是光吸收 層30的內部。Na與0結合形成堿性化合物如Na-O和Na-Se-Ο。因此，在常規太陽能電池 中，堿性化合物以高濃度存在于光吸收層30和緩沖層40之間的交界面。
[0090] 在實施例中，通過原子層沉積形成的無氧的第一緩沖層可包括約3重量％的雜質 如C、H、0H及其組合物，但不限于此。當緩沖層40中存在的雜質的含量超過3重量％時，導 電通路形成在光吸收層30和前電極層50之間，因此并聯電阻（R-shunt)可能減小。雜質 的含量可通過XRD、AES、S頂S等進行檢查。
[0091] 前電極層50
[0092] 前電極層50形成在緩沖層40上。前電極層50與光吸收層30形成pn結且由ZnO、 鋁（AL)、摻雜有氧化鋁（Al 2O3)的ZnO、ITO等構成。
[0093] 前電極層50可形成為雙層結構，其中具有優良的光電特性的η型ZnO薄膜或銦錫 氧化物（ITO)薄膜沉積在i型ZnO薄膜上。
[0094] i型ZnO薄膜作為太陽能電池的前表面的透明電極。前電極層50由具有高透光率 和優良導電性的無摻雜ZnO薄膜組成。沉積在i型ZnO薄膜上的η型ZnO薄膜或銦錫氧化 物具有低的電阻值。
[0095] 在包括根據本發明的實施例的緩沖層的太陽能電池1中，光吸收層30的表面在形 成緩沖層40之前被浸漬到H 2S、H2Se、H2Te或其組合物中。通過原子層沉積形成的無氧的第 一緩沖層41阻止堿性化合物的擴散，從而減小并聯電阻（R-shunt)并增加填充因數（FF)。
[0096] 包括根據本發明的實施例的緩沖層40的太陽能電池 1可以大尺寸制造，例如，4平 方英