CN101689575A - 太阳能电池及其制造方法 - Google Patents

太阳能电池及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101689575A
CN101689575A CN200880023642A CN200880023642A CN101689575A CN 101689575 A CN101689575 A CN 101689575A CN 200880023642 A CN200880023642 A CN 200880023642A CN 200880023642 A CN200880023642 A CN 200880023642A CN 101689575 A CN101689575 A CN 101689575A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
layer
solar cell
light conversion
insulating layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200880023642A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101689575B (zh
Inventor
洪震
金宰湖
梁昶实
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jusung Engineering Co Ltd
Original Assignee
Jusung Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jusung Engineering Co Ltd filed Critical Jusung Engineering Co Ltd
Publication of CN101689575A publication Critical patent/CN101689575A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101689575B publication Critical patent/CN101689575B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022433Particular geometry of the grid contacts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0236Special surface textures
    • H01L31/02363Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/035281Shape of the body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H01L31/0468PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate comprising specific means for obtaining partial light transmission through the module, e.g. partially transparent thin film solar modules for windows
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/075Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H01L31/202Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种太阳能电池及一种制造所述太阳能电池的方法。所述太阳能电池包含透明衬底。第一电极及透明绝缘层依序堆叠于所述透明衬底的多个第一区域上方。第一电极、光转换层、透明绝缘层及第二电极依序堆叠于所述透明衬底的不同于所述第一区域的第二区域上方。因此,从所述衬底入射的光可在彼此间隔开的所述光转换层之间穿透,由此制造透明太阳能电池。此外,由于由所述透明绝缘层散射的光也入射到所述光转换层的侧中,因此未减小光接收面积且因此可增加所述太阳能电池的效率。

Description

太阳能电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池及一种制造所述太阳能电池的方法,且更明确地说,涉及一种能够在不减小光接收面积的情况下透射光的透明太阳能电池以及一种制造所述太阳能电池的方法。
背景技术
近来,随着对环境问题及能源耗尽的关注的增加,太阳能电池作为具有充足能源资源的替代能源、无环境污染问题且具有高能量效率而正吸引越来越多的关注。可将太阳能电池分类为太阳能热电池及太阳能光电池。所述太阳能热电池使用太阳能热产生使涡轮机旋转所必需的蒸汽。所述太阳能光电池使用半导体材料将太阳能光转换为电能。
可将太阳能光电池大体分类为结晶硅太阳能电池及薄膜太阳能电池。结晶硅太阳能电池包含多晶硅太阳能电池及单晶硅太阳能电池。薄膜太阳能电池包含无定形硅太阳能电池。然而,由于结晶硅太阳能电池是使用昂贵的厚硅衬底制造的,因此结晶硅太阳能电池在减小其厚度方面具有局限性。此外,由于硅衬底昂贵,因此结晶硅太阳能电池的价格变得较高。
因此现在在聚光灯中的电池是可以很大成本制造的无定形硅太阳能电池,因为其使用例如玻璃衬底及金属衬底等廉价的衬底来替代昂贵的硅衬底且最小化沉积数个微米的薄膜的材料消耗。
与单晶硅衬底或多晶硅衬底相比,无定形硅薄膜因其固有特性而具有极低的载流子扩散长度。因此,当使用无定形硅薄膜来形成PN结构时,收集电子空穴的效率可能极低。因此,无定形硅太阳能电池使用PIN结构的光转换层,所述PIN结构具有经高度掺杂p型无定形硅层、经高度掺杂n型无定形硅层及插入于所述经高度掺杂p型无定形硅层与所述经高度掺杂n型无定形硅层之间的未经掺杂i型无定形硅层,且无定形硅太阳能电池通常包含依序堆叠于衬底上方的第一电极、PIN光转换层及第二电极。
然而,即使当无定形硅太阳能电池使用透明玻璃衬底时,其也不会透射从玻璃衬底入射的光,因为无定形硅太阳能电池因PIN光转换层而变得不透明且电极形成于所述玻璃衬底上方。因此所制造的是如图1及2中所图解说明的透明太阳能电池。如图1及2中所图解说明,相关技术透明太阳能电池包含堆叠于透明衬底10上方的第一电极20、光转换层30、绝缘层40及第二电极50,且具有从衬底10形成到第二电极50的预定区域的通孔60,由此经由通孔60透射来自透明衬底10的底部的光。光转换层30包含p型无定形硅层31、i型无定形硅层32及n型无定形硅层33的堆叠。
然而,当通孔60从透明衬底10的底部形成到第二衬底50的预定区域时,光吸收面积减小且因此太阳能电池的效率劣化。
发明内容
发明技术问题的揭示内容
本发明提供一种能够在通过不减小光接收面积而不使其效率劣化的情况下透射光的透明太阳能电池及一种制造所述透明太阳能电池的方法。
本发明还提供一种能够在不减小光接收面积的情况下透射光的透明太阳能电池及一种制造所述透明太阳能电池的方法。为此目的,图案化光转换层,将透明绝缘层形成得较薄且形成电极,使得光可在所述光转换层之间穿透且光也可入射到所述光转换层的侧上。
技术解决方案
根据本发明的一个方面,一种太阳能电池包含:透明衬底;第一电极及透明绝缘层,其依序堆叠于所述透明衬底的多个第一区域上方;以及第一电极、光转换层、透明绝缘层及第二电极,其依序堆叠于所述透明衬底的不同于所述第一区域的第二区域上方。
根据本发明的另一方面,一种太阳能电池包含:透明衬底;第一电极、透明绝缘层及第二电极,其依序堆叠于所述透明衬底的多个第一区域上方;以及第一电极、光转换层、透明绝缘层及第二电极,其依序堆叠于所述透明衬底的不同于所述第一区域的第二区域上方。
所述第一电极可由透明导电材料形成。
所述光转换层可包含掺杂第一杂质的第一半导体层、未掺杂杂质的第二半导体层及掺杂第二杂质的第三半导体层的堆叠结构。
所述透明绝缘层可包含ZnO层。
所述ZnO透明绝缘层可经形成以具有给所述ZnO层提供隧穿及绝缘特性的厚度。
所述ZnO透明绝缘层可形成为约1000
Figure G2008800236426D00021
或更小的厚度。
根据本发明的又一方面,一种制造太阳能电池的方法包含:在衬底上方形成第一电极;在所述第一电极上方形成光转换层并图案化所述光转换层以形成多个彼此间隔开的经图案化光转换层;在包含所述经图案化光转换层的所述第一电极上方形成透明绝缘层;及在所述透明绝缘层上方形成第二电极。
可通过使用气体执行干蚀刻工艺来图案化所述光转换层,所述气体是通过将NF3、SF6、HBr、Cl2、BCl3及其组合中的一者与Ar、O2、He、N2及其组合中的一者混合获得的。
可通过使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺或溅镀工艺沉积ZnO来形成所述透明绝缘层。
可使用溅镀工艺来由银形成所述第二电极以具有约500
Figure G2008800236426D00031
或更小的厚度。
可在形成于所述光转换层上方的所述透明绝缘层上方由铝形成所述第二电极使得所述第二电极具有比所述经图案化光转换层小的图案。
有利效果
如以上所描述,本发明形成多个彼此间隔开的光转换层、形成透明绝缘层且接着形成第二电极。因此,从衬底入射的光可在所述光转换层之间穿透,由此制造透明太阳能电池。此外,由于由所述透明绝缘层散射的光也入射到所述光转换层的侧上,因此未减小光接收面积且因此增加太阳能电池的效率。
附图说明
图1是相关技术透明太阳能电池的横截面图;
图2是相关技术透明太阳能电池的剖面透视图;
图3是根据本发明的第一实施例的太阳能电池的平面图;
图4是根据本发明的第一实施例的太阳能电池的剖面透视图;
图5是根据本发明的第一实施例的太阳能电池的横截面图;
图6是用于制造根据本发明的第一实施例的太阳能电池的群集器(cluster)的框图;
图7到10是图解说明制造根据本发明的第一实施例的太阳能电池的方法的横截面图;
图11是根据本发明的第二实施例的太阳能电池的平面图;
图12是根据本发明的第二实施例的太阳能电池的剖面透视图;
图13是根据本发明的第二实施例的太阳能电池的横截面图;及
图14到17是图解说明制造根据本发明的第二实施例的太阳能电池的方法的横截面图。
具体实施方式
下文中,将参照附图详细地描述特定实施例。然而,本发明可以不同形式体现而不应视为限于本文所阐述的实施例。而是,提供这些实施例旨在使本发明透彻且完整,且将向所属领域的技术人员全面传达本发明的范围。
图3是根据本发明的第一实施例的太阳能电池的平面图。图4是根据本发明的第一实施例的太阳能电池的剖面透视图。图5是沿图3的线A-A′截取的横截面图。
参照图3到5,第一电极120形成于衬底110上方,且多个光转换层130以其彼此间隔开的方式形成于第一电极120上方。此外,透明绝缘层140形成于包含光转换层130的所得结构上方,且第二电极150形成于透明绝缘层140上方,所述透明绝缘层形成于光转换层130上方。
衬底110可以是透明衬底。所述透明衬底的实例是由玻璃或透明树脂形成的板形衬底及片形衬底。可在衬底110的表面中形成精细不规则结构。衬底110的精细不规则表面结构可增加入射光的吸收。
第一电极120可由例如氧化铟锡(ITO)及氧化铟锌(IZO)等透明导电材料形成。此外,第一电极120可具有形成于其表面中的精细不规则结构。
形成多个彼此间隔开的光转换层130。光转换层130中的每一者包含多个半导体层。举例来说,光转换层130中的每一者包含p型无定形硅层131、i型无定形硅层132及n型无定形硅层133的堆叠。本文中,p型无定形硅层131是掺杂p型杂质的层,i型无定形硅层132是未掺杂杂质的层,且n型无定形硅层133是掺杂n型杂质的层。举例来说,使用B2H6气体及SiH4气体来形成p型无定形硅层131,使用H2气体及SiH4气体来形成i型无定形硅层132,且使用PH3气体及SiH4气体来形成n型无定形硅层133。此外,将p型无定形硅层131形成为约100到约200
Figure G2008800236426D00042
的厚度,将i型无定形硅层132形成为约4000
Figure G2008800236426D00043
到约5000
Figure G2008800236426D00044
的厚度且将n型无定形硅层133形成为约500
Figure G2008800236426D00045
到约700的厚度。当光入射于光转换层130的i型无定形硅层132上时,i型无定形硅层132中的稳定电子空穴对中的每一者由光子扰乱以产生电子及空穴。所产生的电子及空穴分别通过n型无定形硅层133及p型无定形硅层131转移到第二电极150及第一电极120。电子及空穴的转移产生变为太阳能电池的电能的光伏电力。
在包含光转换层130的所得结构上方形成透明绝缘层140。因此,在光转换层130的侧壁上方也形成透明绝缘层140以使光转换层130绝缘。可将透明绝缘层140形成为允许传递穿过n型无定形硅层133的电子的隧穿的厚度。举例来说,透明绝缘层140可包含ZnO层。所述ZnO层是在未被掺杂杂质时的n型半导体材料,且在具有约1000
Figure G2008800236426D00047
或更小的小厚度时具有绝缘特性。因此,使用所述ZnO层,将透明绝缘层140形成为约1000
Figure G2008800236426D00048
或更小的厚度,所述厚度允许隧穿且具有绝缘特性。
在形成于光转换层130上方的透明绝缘层140上方以比光转换层130小的图案形成第二电极150。所接收的光量增加,因为第二电极150经形成以比光转换层130小。形成多个彼此间隔开的第二电极150。第二电极150主要由金属形成,例如铝(Al)。
根据第一实施例的太阳能电池包含:多个第一区域,其中第一电极120及透明绝缘层140堆叠于衬底110上方;及多个第二区域,其中第一电极120、光转换层130、透明绝缘层140及第二电极150堆叠于衬底110上方。所述太阳能电池可使从衬底110的底表面入射的光透射穿过所述第一区域,使得可体现透明太阳能电池。本文中,所述第一区域中第一电极120与第二电极150之间的距离大于所述第二区域中第一电极120与第二电极150之间的距离。此外,由于入射光由透明绝缘层140散射且由此光也被吸收到光转换层130的侧上,因此未减小光接收面积且因此可增加所述太阳能电池的效率。
图6是用于制造根据本发明的第一实施例的太阳能电池的群集器设备的框图。
参照图6,所述群集器设备包含装载锁定室100、第一到第七工艺室200到800以及转移室900。第一工艺室200用于形成第一电极120且可经配置以包含等离子体增强化学气相沉积(PECVD)室。第二到第七工艺室300到500用于依序形成构成光转换层130的p型无定形硅层131、i型无定形硅层132及n型无定形硅层133。举例来说,第二到第七工艺室300到500中的每一者经配置以包含PECVD室。第五工艺室600用于以预定图案蚀刻光转换层130且可经配置以包含干蚀刻室。第六工艺室700用于形成透明绝缘层140且可经配置以包含金属有机化学气相沉积(MOCVD)室。第七工艺室800用于形成第二电极150且可经配置以包含PECVD室或溅镀室。转移室900用于将裸片从每一室转移到下一室。
所述群集器设备的配置可改变。举例来说,虽然已描述使用第二、第三及第四工艺室300、400及500来形成光转换层130,但可通过使用第二、第三及第四工艺室300、400及500中的一者并控制流动到所述工艺室中的工艺气体来形成光转换层130。此外,所述室的布置可改变。此外,所述群集器设备可进一步包含:用于沉积光致抗蚀剂层的沉积装置;用于图案化所述光致抗蚀剂层的曝光/显影装置;用于移除所述光致抗蚀剂层的灰化装置;及清洗装置。
图7到10是图解说明通过使用图6的群集器设备制造根据第一实施例的太阳能电池的方法的横截面图。图7到10是沿图3的线A-A′截取的横截面图。
参照图7,将由玻璃或透明树脂形成的透明衬底110装载到装载锁定室100中,将装载有透明衬底110的装载锁定室100装载到第一工艺室200中。在第一工艺室200中,在透明衬底110上方形成例如氧化铟锡(ITO)及氧化铟锌(IZO)等透明导电材料,借此在透明衬底110上方形成第一电极120。本文中,透明衬底110或第一电极120可具有形成于其表面中的精细不规则结构。可执行基于等离子体的干蚀刻工艺、机械划线工艺或湿蚀刻工艺来形成所述精细不规则结构。当形成所述精细不规则结构时,光在所述精细不规则结构的表面上被弹回两次或两次以上,由此使得可减少光反射且增加光吸收。此外,在透明衬底110中形成所述精细不规则结构且接着沿透明衬底110的不规则结构形成第一电极120,使得透明衬底110及第一电极120两者均可具有不规则结构。使用转移室900,将上面形成有第一电极120的透明衬底110依序装载到第二、第三及第四工艺室300、400及500中,借此形成光转换层130,其包含在第一电极120上方的p型无定形硅层131、i型无定形硅层132及n型无定形硅层133的堆叠。举例来说,使用PECVD室来形成光转换层130。本文中,可通过给第二、第三及第四工艺室300、400及500提供约200℃到约400℃的衬底温度、具有约13.56MHz的频率的约20W到约150W的高频率功率及约0.5托到约0.9托的压力来形成光转换层130。举例来说,可使用相对于SiH4气体为1%的B2H6气体将p型无定形硅层131形成为约100
Figure G2008800236426D00051
到约200
Figure G2008800236426D00052
的厚度。可使用SiH4气体及H2气体将i型无定形硅层132形成为约4000
Figure G2008800236426D00061
到约5000
Figure G2008800236426D00062
的厚度。可使用相对于SiH4气体为1%的PH3气体将n型无定形硅层133形成为约500到约700
Figure G2008800236426D00064
的厚度。此后,在光转换层130上形成暴露光转换层130的预定区域的光致抗蚀剂图案160。可通过形成光致抗蚀剂层并借助某一掩模对所述光致抗蚀剂层执行曝光/显影工艺来形成光致抗蚀剂图案160。或者,可执行丝网印刷工艺来形成光致抗蚀剂图案160。可将光致抗蚀剂图案160形成为具有例如圆形形状或四边形形状等多边形形状。
参照图8,在第五工艺室600中,使用光致抗蚀剂图案160作为掩模蚀刻光转换层130的所暴露区域以暴露第一电极120。因此,将多个圆形或多边形光转换层130形成为彼此间隔开。本文中,使用第五工艺室600的蚀刻工艺可以是使用电容性耦合等离子体(CCP)干蚀刻装置或电容性耦合等离子体(ICP)干蚀刻装置执行的干蚀刻工艺。本文中,可通过将NF3、SF6、HBr、Cl2、BCl3及其组合中的一者与Ar、O2、He、N2及其组合中的一者混合获得蚀刻气体。
参照图9,执行灰化工艺以移除光致抗蚀剂图案160,且接着对所得结构执行清洗工艺。此后,在第六工艺室700中,在所得结构的整个表面上方形成透明绝缘层140。举例来说,由未经掺杂ZnO层将透明绝缘层140形成为约1000
Figure G2008800236426D00065
或更小的厚度,所述厚度可为透明绝缘层140提供绝缘特性及隧穿。此外,可执行MOCVD工艺来形成透明绝缘层140。
参照图10,在第七工艺室800中,在所得结构的整个表面上方形成金属层。举例来说,通过执行溅镀工艺或PECVD工艺由铝形成所述金属层。可将所述金属层形成为约1000
Figure G2008800236426D00066
的厚度。此后,执行使用掩模来图案化光转换层130的光刻工艺以图案化所述金属层,借此形成第二电极150。或者,执行丝网印刷工艺以形成光致抗蚀剂图案(未显示),且使用所述光致抗蚀剂图案作为掩模以蚀刻所述金属层,借此形成第二电极150。本文中,可通过使用金属阴影掩模形成金属层来形成第二电极150。因此,在形成于光转换层130上方的透明绝缘层140上方形成具有与光转换层130相同的图案的第二电极150。
已描述,使用第二、第三及第四工艺室300、400及500来形成光转换层130。然而,可通过使用第二、第三及第四工艺室300、400及500中的一者并控制流动到所述工艺室中的工艺气体来连续形成构成光转换层130的层。此外,如果使用PECVD室作为其中形成所述金属层的第七工艺室800,那么可以用于形成光转换层130的工艺室来替换第七工艺室800。
图11是根据本发明的第二实施例的太阳能电池的平面图。图12是根据第二实施例的太阳能电池的剖面透视图。图13是沿图11的线B-B′截取的横截面图。为解释的简明起见,将省略图11到13的本实施例与图3到5的上述实施例之间的重叠的描述。
参照图11到13,在衬底110上方形成第一电极120,且在第一电极120上方形成多个光转换层130(以所述多个光转换层彼此间隔开的方式)。接着,在包含光转换层130的所得结构的整个表面上方形成透明绝缘层140,且在透明绝缘层140上方形成第二电极150。
衬底110可以是由玻璃或透明树脂形成的透明衬底。衬底110可具有形成于其表面中的精细不规则结构,由此增加对入射光的吸收。
第一电极120可由例如氧化铟锡(ITO)及氧化铟锌(IZO)等透明导电材料形成。此外,第一电极120可具有形成于其表面中的精细不规则结构。
形成多个彼此间隔开的光转换层130。光转换层130中的每一者包含掺杂p型杂质的p型无定形硅层131、未掺杂杂质的i型无定形硅层132及掺杂n型杂质的n型无定形硅层133的堆叠。
在包含光转换层130的区域的整个表面上形成透明绝缘层140。举例来说,使用ZnO层将透明绝缘层140形成为约1000或更小的厚度,所述厚度可允许隧穿操作及绝缘特性。
形成第二电极150以覆盖透明绝缘层140。举例来说,由银(Ag)将第二电极150形成为约500或更小的厚度。在此情况下,第二电极150可在用作电极的同时透射光。
如以上所描述,根据第二实施例的太阳能电池包含:多个第一区域,其中第一电极120、透明绝缘层140及第二电极150堆叠于衬底110上方;及多个第二区域,其中第一电极120、光转换层130、透明绝缘层140及第二电极150堆叠于衬底110上方。所述太阳能电池可使从衬底110的底表面入射的光透射穿过所述第一区域,由此使得可体现可透射光的透明太阳能电池。本文中,所述第一区域中第一电极120与第二电极150之间的距离大于所述第二区域中第一电极120与第二电极150之间的距离。此外,入射光由透明绝缘层140散射且因此光也被吸收到光转换层130的侧上。因此,未减小光接收面积,从而导致增加所述太阳能电池的效率。
图14到17是图解说明制造根据第二实施例的太阳能电池的方法的横截面图。为解释的简明起见,将省略图14到17的第二实施例与图7到10的第一实施例之间的重复的描述。
参照图14,在由玻璃或透明树脂形成的透明衬底110上方沉积例如氧化铟锡(ITO)及氧化铟锌(IZO)等透明导电材料,借此形成第一电极120。本文中,透明衬底110及/或第一电极120可具有形成于其表面中的精细不规则结构。在第一电极120上方形成光转换层130,即,p型无定形硅层131、i型无定形硅层132及n型无定形硅层133的堆叠。在光转换层130上形成暴露光转换层130的预定区域的光致抗蚀剂图案160。可将光致抗蚀剂图案160形成为具有例如圆形形状或四边形形状等多边形形状。
参照图15,使用光致抗蚀剂图案160作为掩模蚀刻光转换层130的所暴露区域以暴露第一电极120。因此,将多个圆形或多边形光转换层130形成为彼此间隔开。本文中,所述蚀刻工艺可以是使用(例如)电容性耦合等离子体(CCP)干蚀刻装置或电容性耦合等离子体(ICP)干蚀刻装置执行的干蚀刻工艺。本文中,可通过将NF3、SF6、HBr、Cl2、BCl3及其组合中的一者与Ar、O2、He、N2及其组合中的一者混合获得蚀刻气体。
参照图16,执行灰化工艺以移除光致抗蚀剂图案160。此后,在所得结构的整个表面上方形成透明绝缘层140。举例来说,由未经掺杂ZnO层将透明绝缘层140形成为约1000
Figure G2008800236426D00081
或更小的厚度,所述厚度可给透明绝缘层140提供绝缘特性及隧穿。
参照图17,执行溅镀工艺以在包含透明绝缘层140的所得结构的整个表面上方形成金属层(例如,Ag层),借此形成第二电极150。举例来说,将所述Ag层形成为约500
Figure G2008800236426D00082
或更小的厚度,所述厚度可使得第二电极150在用作电极的同时透射光。
虽然已参照特定实施例描述了太阳能电池及制造所述太阳能电池的方法,但其并不限于这些实施例。因此,所属领域的技术人员将易于理解,可在不背离由所附权利要求书界定的本发明的精神及范围的情况下对其做各种修改及改变。

Claims (20)

1、一种太阳能电池,其包括:
透明衬底;
第一电极及透明绝缘层,其依序堆叠于所述透明衬底的多个第一区域上方;及
第一电极、光转换层、透明绝缘层及第二电极,其依序堆叠于所述透明衬底的不同于所述第一区域的第二区域上方。
2、根据权利要求1所述的太阳能电池,其中所述第一电极包含透明导电材料。
3、根据权利要求1所述的太阳能电池,其中所述光转换层包含掺杂第一杂质的第一半导体层、未掺杂杂质的第二半导体层及掺杂第二杂质的第三半导体层的堆叠结构。
4、根据权利要求1所述的太阳能电池,其中所述透明绝缘层包含ZnO层。
5、根据权利要求4所述的太阳能电池,其中所述ZnO层经形成以具有给所述透明绝缘层提供隧穿及绝缘特性的厚度。
6、根据权利要求4所述的太阳能电池,其中所述ZnO层经形成以具有约
Figure A2008800236420002C1
或更小的厚度。
7、根据权利要求1所述的太阳能电池,其中所述第二电极包含铝。
8、根据权利要求1所述的太阳能电池,其中所述第二电极包含银。
9、一种太阳能电池,其包括:
透明衬底;
第一电极、透明绝缘层及第二电极,其依序堆叠于所述透明衬底的多个第一区域上方;及
第一电极、光转换层、透明绝缘层及第二电极,其依序堆叠于所述透明衬底的不同于所述第一区域的第二区域上方。
10、根据权利要求9所述的太阳能电池,其中所述第一电极包含透明导电材料。
11、根据权利要求9所述的太阳能电池,其中所述光转换层包含掺杂第一杂质的第一半导体层、未掺杂杂质的第二半导体层及掺杂第二杂质的第三半导体层的堆叠结构。
12、根据权利要求9所述的太阳能电池,其中所述透明绝缘层包含ZnO层。
13、根据权利要求12所述的太阳能电池,其中所述ZnO层经形成以具有给所述透明绝缘层提供隧穿及绝缘特性的厚度。
14、根据权利要求12所述的太阳能电池,其中所述ZnO层经形成以具有约
Figure A2008800236420002C2
Figure A2008800236420002C3
或更小的厚度。
15、一种制造太阳能电池的方法,所述方法包括:
在衬底上方形成第一电极;
在所述第一电极上方形成光转换层并图案化所述光转换层以形成多个彼此间隔开的经图案化光转换层;
在包含所述经图案化光转换层的所述第一电极上方形成透明绝缘层;及
在所述透明绝缘层上方形成第二电极。
16、根据权利要求15所述的方法,其中通过使用气体执行干蚀刻工艺来图案化所述光转换层,所述气体是通过将NF3、SF6、HBr、Cl2、BCl3及其组合中的一者与Ar、O2、He、N2及其组合中的一者混合获得的。
17、根据权利要求15所述的方法,其中通过执行MOCVD工艺或溅镀工艺沉积ZnO来形成所述透明绝缘层。
18、根据权利要求15所述的方法,其中执行溅镀工艺来由银形成所述第二电极以具有约
Figure A2008800236420003C1
或更小的厚度。
19、根据权利要求15所述的方法,其中在形成于所述光转换层上方的所述透明绝缘层上方形成所述第二电极。
20、根据权利要求19所述的方法,其中由铝形成所述第二电极使得所述第二电极具有比所述经图案化光转换层小的图案。
CN2008800236426A 2007-07-10 2008-07-10 太阳能电池及其制造方法 Active CN101689575B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2007-0069255 2007-07-10
KR1020070069255A KR101053790B1 (ko) 2007-07-10 2007-07-10 태양 전지 및 그 제조 방법
KR1020070069255 2007-07-10
PCT/KR2008/004061 WO2009008674A2 (en) 2007-07-10 2008-07-10 Solar cell and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101689575A true CN101689575A (zh) 2010-03-31
CN101689575B CN101689575B (zh) 2012-06-13

Family

ID=40229281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008800236426A Active CN101689575B (zh) 2007-07-10 2008-07-10 太阳能电池及其制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20100193022A1 (zh)
KR (1) KR101053790B1 (zh)
CN (1) CN101689575B (zh)
DE (1) DE112008001746T5 (zh)
TW (1) TWI497728B (zh)
WO (1) WO2009008674A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102347709A (zh) * 2010-07-30 2012-02-08 建国科技大学 锥形立体状阵列式太阳能电池发电系统

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101053790B1 (ko) * 2007-07-10 2011-08-03 주성엔지니어링(주) 태양 전지 및 그 제조 방법
WO2010091011A1 (en) * 2009-02-03 2010-08-12 E-Net, Llc Turbine energy generating system
KR20120133173A (ko) 2011-05-30 2012-12-10 엘지이노텍 주식회사 태양광 발전장치 및 이의 제조방법
US20130153015A1 (en) * 2011-12-15 2013-06-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for forming solar cells
GB201517629D0 (en) 2015-10-06 2015-11-18 Isis Innovation Device architecture
US10269997B2 (en) * 2015-12-22 2019-04-23 Latavya Chintada System and method of transparent photovoltaic solar cells as touch screen sensors and solar energy sources
KR102253547B1 (ko) * 2018-11-29 2021-05-18 울산과학기술원 무색 투명 반도체 기판 및 이의 제조방법
KR102483125B1 (ko) * 2020-10-22 2023-01-02 청주대학교 산학협력단 투명 태양전지

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69218102T2 (de) * 1991-10-22 1997-10-09 Canon Kk Photovoltaisches Bauelement
JP3029178B2 (ja) * 1994-04-27 2000-04-04 キヤノン株式会社 薄膜半導体太陽電池の製造方法
JP2001102603A (ja) 1999-09-28 2001-04-13 Sharp Corp 薄膜太陽電池およびその製造方法
KR100385143B1 (ko) * 2001-01-18 2003-05-23 주식회사 애니셀 박막 태양 전지를 구비한 박막 전지 및 그 제조 방법
JP2004006537A (ja) * 2002-05-31 2004-01-08 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 薄膜形成方法及び装置並びに太陽電池の製造方法並びに太陽電池
JP2004064042A (ja) * 2002-06-03 2004-02-26 Hitachi Ltd 太陽電池装置とその製造法及びその太陽電池装置用金属板並びに発電プラント
KR100539639B1 (ko) * 2003-07-22 2005-12-29 전자부품연구원 태양전지 및 그의 제조방법
JP4194468B2 (ja) * 2003-10-10 2008-12-10 シャープ株式会社 太陽電池およびその製造方法
JP4064340B2 (ja) * 2003-12-25 2008-03-19 昭和シェル石油株式会社 集積型薄膜太陽電池の製造方法
KR101050878B1 (ko) * 2004-04-14 2011-07-20 엘지디스플레이 주식회사 실리콘 박막 태양전지 및 그 제조방법
KR100753630B1 (ko) * 2004-12-17 2007-08-29 주식회사 실트론 태양전지 및 이의 제작 방법
US8455753B2 (en) * 2005-01-14 2013-06-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Solar cell and semiconductor device, and manufacturing method thereof
KR100756286B1 (ko) * 2005-03-16 2007-09-06 한국과학기술원 집적형 박막 태양전지 및 그 제조 방법
US20070068571A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Terra Solar Global Shunt Passivation Method for Amorphous Silicon Thin Film Photovoltaic Modules
KR101053790B1 (ko) * 2007-07-10 2011-08-03 주성엔지니어링(주) 태양 전지 및 그 제조 방법
TWI420684B (zh) * 2008-07-04 2013-12-21 Ulvac Inc 太陽能電池單元之製造方法及太陽能電池單元
WO2010087333A1 (ja) * 2009-01-29 2010-08-05 京セラ株式会社 光電変換セル、光電変換モジュールおよび光電変換セルの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102347709A (zh) * 2010-07-30 2012-02-08 建国科技大学 锥形立体状阵列式太阳能电池发电系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20130143349A1 (en) 2013-06-06
US8877544B2 (en) 2014-11-04
TW200929579A (en) 2009-07-01
KR101053790B1 (ko) 2011-08-03
WO2009008674A2 (en) 2009-01-15
TWI497728B (zh) 2015-08-21
KR20090005872A (ko) 2009-01-14
CN101689575B (zh) 2012-06-13
DE112008001746T5 (de) 2010-10-14
US20100193022A1 (en) 2010-08-05
WO2009008674A3 (en) 2009-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101689575B (zh) 太阳能电池及其制造方法
KR101028971B1 (ko) 집적형 박막 태양전지 및 그의 제조 방법
US7888160B2 (en) Process of manufacturing solar cell
CN101904014B (zh) 薄膜型太阳能电池及其制造方法
US20130037086A1 (en) Photovoltaic device
JP5396444B2 (ja) 集積型薄膜光起電力素子及びその製造方法
US20100279458A1 (en) Process for making partially transparent photovoltaic modules
CN101803041B (zh) 薄膜型太阳能电池及其制造方法
US20120135558A1 (en) Method of etching asymmetric wafer, solar cell including the asymmetrically etched wafer, and method of manufacturing the same
KR20100075045A (ko) 광기전력 변환 소자 및 그의 제조방법
CN101836301A (zh) 薄膜型太阳能电池及其制造方法
WO2024041126A1 (zh) 一种太阳能电池及其制造方法
KR101079612B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101368902B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
CN101779292A (zh) 薄膜型太阳能电池及其制造方法
KR101000383B1 (ko) 집적형 박막 태양전지 및 그 제조 방법
KR101482130B1 (ko) 후면전극 태양전지의 제조방법 및 이를 이용한 후면전극 태양전지
KR101059067B1 (ko) 태양전지 모듈
CN201904351U (zh) 具高光电转换效率的太阳能电池结构
KR20090029883A (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
JP2013168605A (ja) 太陽電池の製造方法
KR101053782B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
CN115000243B (zh) 一种晶硅异质结太阳电池的制备方法
KR101854236B1 (ko) 태양전지 및 그 제조방법
KR20110126315A (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant