CN101997057A - 太阳能电池的制造方法与制造设备 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能电池的制造方法与制造设备，该制造方法包含以下步骤：于一透明基板顶面以常压等离子辅助化学气相沉积法沉积一硅氧化物层，且沉积的硅氧化物层顶面呈凹凸不平的表面；于该硅氧化物层顶面上方溅镀一第一电极层；于第一电极层顶面成型一光电转换单元；及于该光电转换单元顶面溅镀一第二电极层。本发明的功效在于利用常压等离子辅助化学气相沉积装置与方法，于所述透明基板表面上产生一层表面凹凸不平的硅氧化物层，提升太阳能的光电转换效率，且利用常压等离子辅助化学气相沉积装置与方法，使制程中可避免蚀刻制程的危险性，并可降低制程的成本。

Description

太阳能电池的制造方法与制造设备
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池的制造方法，特别涉及一种可提高太阳能的光电转换效率且可避免蚀刻技术危险性的太阳能电池的制造方法。
背景技术
一般太阳能电池为了提高太阳能的光电转换效率，于制作过程中通常会将光源经过的基板层以蚀刻方式将上述基板层表面制成凹凸不平的表面，以使光源于上述基板层表面反射后还是反射进入该基板层，以降低光源反射离开太阳能电池的比例。
但是，上述太阳能电池的制程中，通常以高腐蚀性的化学原料将基板层表面蚀刻成凹凸不平的外形，此就是一般俗称的蚀刻制程，由于使用的化学原料腐蚀性极高，毒性极强，所以过程中不只危险性较高，且蚀刻程序的成本也较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全性较高且可以降低生产成本的太阳能电池的制造方法。
本发明的另一目的是提供一种安全性较高且可以降低生产成本的太阳能电池的制造设备。
本太阳能电池的制造方法，包含以下步骤：
于一透明基板顶面沉积一硅氧化物层；
于该硅氧化物层顶面上方溅镀一第一电极层；
于第一电极层顶面成型一光电转换单元；及
于该光电转换单元顶面溅镀一第二电极层；
以常压等离子辅助化学气相沉积法于透明基板顶面沉积该硅氧化物层，且沉积的硅氧化物层顶面是呈凹凸不平的表面。
本发明所述的太阳能电池的制造方法，以常压等离子辅助化学气相沉积法沉积硅氧化物层的厚度范围为50纳米至200纳米。
本发明所述的太阳能电池的制造方法，该硅氧化物层的材质是二氧化硅。
本发明所述的太阳能电池的制造方法，于该硅氧化物层顶面的第一电极层是一层透明导电薄膜。
本发明所述的太阳能电池的制造方法，该第一电极层的材质是铟锡氧化物、氧化锌镓、氧化铝锌或掺杂锑与氟的氧化铟锡。
本发明所述的太阳能电池的制造方法，常压等离子辅助化学气相沉积法中，一前驱物种类是用六甲基二硅胺、四乙氧基硅烷或六甲基硅氧烷。
本发明所述的太阳能电池的制造方法，常压等离子辅助化学气相沉积法中，透明基板温度范围是摄氏25度至250度。
本发明所述的太阳能电池的制造方法，常压等离子辅助化学气相沉积法中的一个喷嘴移动速度是50毫米/分钟至250毫米/分钟，喷嘴出口与透明基板距离是2毫米至20毫米，节距是1毫米至6毫米。
本发明所述的太阳能电池的制造方法，常压等离子辅助化学气相沉积法中等离子气流流量是10标准公升/分钟至80标准公升/分钟，前驱物气流流量是10标准立方厘米/分钟至150标准立方厘米/分钟，电压是400伏特至800伏特。
本发明太阳能电池的制造设备适用于一透明基板上成型所述太阳能电池，制造设备包含：一清洗所述透明基板顶面的清洗机、一于所述透明基板顶面沉积一层硅氧化物层的沉积装置、一将硅氧化物层顶面的粉尘清除的超声波清洗机、一于该硅氧化物层顶面成型一层第一电极层的第一溅镀装置、一于第一电极层顶面上产生一光电转换单元的光电膜成型装置、及一于该光电转换单元顶面成型一层第二电极层的第二溅镀装置；
该沉积装置是一常压等离子辅助化学气相沉积装置。
本发明的有益效果在于：利用常压等离子辅助化学气相沉积装置与方法，于所述透明基板表面上产生一层表面凹凸不平的硅氧化物层，以提升太阳能的光电转换效率，且利用常压等离子辅助化学气相沉积装置与方法，使制程中可避免蚀刻制程的危险性，并可降低制程的成本。
附图说明
图1是本发明太阳能电池的制造方法的较佳实施例的流程图；
图2是该较佳实施例制作出的太阳能电池的侧面剖视图；及
图3是本发明太阳能电池的制造设备的较佳实施例的方块示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
参阅图1、图2与图3，本发明太阳能电池的制造方法的较佳实施例包含以下步骤：
(A)将一透明基板21的表面清洗干净。
(B)于一透明基板21顶面以常压等离子辅助化学气相沉积法沉积一硅氧化物层22，且沉积的硅氧化物层22顶面呈凹凸不平的表面。其中该硅氧化物层22的材质是二氧化硅，且硅氧化物层22的厚度范围为50纳米至200纳米。
(C)将硅氧化物层22顶面的粉尘清除。
(D)于该硅氧化物层22顶面上方溅镀一第一电极层23。该第一电极层23是一透明导电薄膜，且其材质是铟锡氧化物、氧化锌镓、氧化铝锌或掺杂锑与氟的氧化铟锡(Antimony-doped TinOxide；ATO及SnO2：F Fluorine-doped Tin Oxide；FTO)。
(E)于第一电极层23顶面成型一光电转换单元24。本实施例中，该光电转换单元24是硅薄膜太阳能电池、微晶硅太阳能电池，或硅薄膜加微晶硅的太阳能电池，也就是俗称的堆栈型太阳能电池。该光电转换单元24受到光源照射时，产生电子电洞流而产生电流输出，上述光电转换过程为一般太阳能电池的工作原理，非本发明的特征，以下就不再多做说明。
(F)于该光电转换单元24顶面溅镀一第二电极层25，就完成该太阳能电池的制作。
借此，本发明利用常压等离子辅助化学气相沉积法成型该硅氧化物层22过程中，可控制前驱物种类、透明基板21温度、喷嘴移动速度、喷嘴出口与透明基板21距离、节距、等离子气流流量、前驱物气流流量、电压等，以使该硅氧化物层22表面产生凹凸不平整的形状。
本实施例中，常压等离子辅助化学气相沉积法的前驱物种类可用六甲基二硅胺(HMDSN)、四乙氧基硅烷(TEOS)或六甲基硅氧烷(HMDSO)等等，透明基板温度范围25℃至250℃、喷嘴移动速度是50毫米/分钟至250毫米/分钟(mm/min)、喷嘴出口与透明基板距离2毫米至20毫米、节距是1毫米至6毫米、等离子气流流量是10标准公升/分钟至80标准公升/分钟(SLM)、前驱物气流流量是10标准立方厘米/分钟至150标准立方厘米/分钟(sccm)、电压400伏特至800伏特，以使该硅氧化物层22表面产生凹凸不平整的形状。
也通过该硅氧化物层22的凹凸不平整的表面以避免反射的光源远离透明基板21，降低反射光波的反射率，达到提升光电转换效率。且利用常压等离子辅助化学气相沉积法的优点不只可避免蚀刻过程中的危险性，同时利用常压等离子辅助化学气相沉积法可连续地于透明基板21上沉积该硅氧化物层22，可大幅降低生产成本。
本发明太阳能电池的制造设备的较佳实施例包含：一清洗所述透明基板21顶面的清洗机31、一于所述透明基板21表面沉积一层硅氧化物层22的常压等离子辅助化学气相沉积装置32、一将硅氧化物层22顶面的粉尘清除的超声波清洗机33、一于该硅氧化物层22顶面成型一层第一电极层23的第一溅镀装置34、一于第一电极层23顶面上产生一光电转换单元24的光电膜成型装置35，及一于该光电转换单元24顶面成型一层第二电极层25的第二溅镀装置36。
借此，所述透明基板21经过清洗机31清洗后就可进入该常压等离子辅助化学气相沉积装置32中，沉积出表面凹凸不平的硅氧化物层22，再依序以超声波清洗机33将透明基板21表面粉尘清除，并以第一溅镀装置34成型第一电极层23、以光电膜成型装置35成型该光电转换单元24及以第二溅镀装置36成型第二电极层25，就完成太阳能电池的制作。且通过表面凹凸不平的硅氧化物层22，降低光源反射率，以提升太阳能电池整体的光电转换效率，制作过程中不只可避免蚀刻过程中的危险性，同时可降低太阳能电池的制作成本。
综观上述，本发明利用常压等离子辅助化学气相沉积装置32与方法，于所述透明基板21表面上产生一层表面凹凸不平的硅氧化物层22，以提升太阳能的光电转换效率，且利用常压等离子辅助化学气相沉积装置32与方法，使制程中可避免蚀刻制程的危险性，并可降低制程的成本，因此确实能达成本发明的目的。

Claims (10)

1.一种太阳能电池的制造方法，包含以下步骤：
于一块透明基板顶面沉积一层硅氧化物层；
于该硅氧化物层顶面上方溅镀一层第一电极层；
于第一电极层顶面成型一层光电转换单元；及
于该光电转换单元顶面溅镀一层第二电极层；
其特征在于，以常压等离子辅助化学气相沉积法于透明基板顶面沉积该硅氧化物层，且沉积的硅氧化物层顶面呈凹凸不平的表面。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，以常压等离子辅助化学气相沉积法沉积硅氧化物层的厚度范围为50纳米至200纳米。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该硅氧化物层的材质是二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，于该硅氧化物层顶面的第一电极层是一层透明导电薄膜。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该第一电极层的材质是铟锡氧化物、氧化锌镓、氧化铝锌或掺杂锑与氟的氧化铟锡。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，常压等离子辅助化学气相沉积法中，一前驱物种类是用六甲基二硅胺、四乙氧基硅烷或六甲基硅氧烷。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，常压等离子辅助化学气相沉积法中，透明基板温度范围是摄氏25度至250度。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，常压等离子辅助化学气相沉积法中的一个喷嘴移动速度是50毫米/分钟至250毫米/分钟，喷嘴出口与透明基板距离是2毫米至20毫米，节距是1毫米至6毫米。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，常压等离子辅助化学气相沉积法中等离子气流流量是10标准公升/分钟至80标准公升/分钟，前驱物气流流量是10标准立方厘米/分钟至150标准立方厘米/分钟，电压是400伏特至800伏特。
10.一种太阳能电池的制造设备，适用于一块透明基板上成型所述太阳能电池，制造设备包含：一个清洗所述透明基板顶面的清洗机、一个于所述透明基板顶面沉积一层硅氧化物层的沉积装置、一个将硅氧化物层顶面的粉尘清除的超声波清洗机、一个于该硅氧化物层顶面成型一层第一电极层的第一溅镀装置、一个于第一电极层顶面上产生一光电转换单元的光电膜成型装置、及一个于该光电转换单元顶面成型一层第二电极层的第二溅镀装置；
其特征在于，该沉积装置是一个常压等离子辅助化学气相沉积装置。
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