CN102612757A - 异质结型太阳能电池及其制造方法 - Google Patents

异质结型太阳能电池及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102612757A
CN102612757A CN2010800466961A CN201080046696A CN102612757A CN 102612757 A CN102612757 A CN 102612757A CN 2010800466961 A CN2010800466961 A CN 2010800466961A CN 201080046696 A CN201080046696 A CN 201080046696A CN 102612757 A CN102612757 A CN 102612757A
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor layer
solar cell
forms
processing procedure
electrode
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.)
Pending
Application number
CN2010800466961A
Other languages
English (en)
Inventor
刘真赫
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 CN102612757A publication Critical patent/CN102612757A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/04—Semiconductor 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
    • H01L31/06—Semiconductor 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
    • H01L31/072—Semiconductor 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 PN heterojunction type
    • H01L31/0745—Semiconductor 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 PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells
    • H01L31/0747—Semiconductor 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 PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells comprising a heterojunction of crystalline and amorphous materials, e.g. heterojunction with intrinsic thin layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/04—Semiconductor 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
    • H01L31/06—Semiconductor 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
    • H01L31/072—Semiconductor 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 PN heterojunction type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及一种异质结型太阳能电池，包括半导体晶片，具有预定的极性；第一半导体层，形成于半导体晶片的一个表面之上；第二半导体层，形成于半导体晶片的另一表面之上。第二半导体层与第一半导体层的极性不相同；第一电极，形成于第一半导体层之上；以及第二电极，形成于第二半导体层之上。第一半导体层包括轻浓度掺杂的第一半导体层，位于该半导体晶片的一个表面之上；以及高浓度掺杂的第一半导体层，位于轻浓度掺杂的第一半导体层之上。根据本发明，轻浓度掺杂半导体层首先形成于半导体晶片的表面上，然后将高浓度掺杂半导体层形成于轻浓度掺杂半导体层之上，由此防止在半导体晶片的表面之中出现缺陷，并且通过增加打开电路电压提高电池效率。

Description

异质结型太阳能电池及其制造方法
技术领域
本发明是涉及一种太阳能电池(Solar Cell)，并且特别地，本发明涉及一种异质结型太阳能电池(Hetero juction type Solar Cell)。
背景技术
一具有半导体性能的太阳能电池将一光能转换为一电能。
太阳能电池形成为一PN介面结构，其中此PN介面结构之中一阳极P(positivie)型半导体与一阴极N(negative)型半导体形成一介面。当太阳光入射于具有PN介面结构的太阳能电池之上时，由于太阳光的能量，在此半导体之中产生空穴(hole)及电子(electron)。通过PN介面结构之中产生的一电场，空穴(+)朝向P型半导体漂移且电子(-)朝向N型半导体漂移，由此伴随电势的产生可产生一电能。
太阳能电池能够大致分类为一晶片型太阳能电池及一薄膜太阳能电池。
晶片型太阳能电池使用一由半导体材料例如硅制造的晶片。同时，薄膜型太阳能电池通过在一玻璃基板之上形成一薄膜型的半导体制造。
就效率而言，晶片型太阳能电池相比较于薄膜太阳能电池为好。薄膜太阳能电池的优点在于其相比较于晶片型太阳能电池具有相对更低的制造成本。
提出一种异质结型太阳能电池，其通过将晶片型太阳能电池与薄膜太阳能电池相结合获得，以下将结合图式部份描述异质结型太阳能电池。
图1为一现有技术的异质结型太阳能电池的横截面图。
如图1所示，现有技术的异质结型太阳能电池包括一半导体晶片10、第一半导体层20、第一电极30、第二半导体层40、以及第二电极50。
第一半导体层20形成为半导体晶片10的一顶表面之上的一薄膜型；并且第二半导体层40形成为半导体晶片10的一底表面之上的一薄膜型。因此，通过半导体晶片10、第一半导体层20、以及第二半导体层40的结合能够制造此PN介面结构。
第一电极30形成于第一半导体层20之上，并且第二电极50形成于第二半导体层40之上，其分别成为太阳能电池的(+)极(-)极。
然而，现有技术的异质结型太阳能电池具有以下缺点(Defect)。在现有技术的异质结型太阳能电池之中形成第一或第二半导体层20或40的过程期间，一缺陷可出现于半导体晶片10的表面之中。
也就是说，第一或第二半导体层20或40形成于半导体晶片10的顶或底表面之上，其中第一及第二半导体层20及40通过使用预定的掺杂气体掺杂。此时，由于掺杂气体可在半导体晶片10的顶或底表面之中出现缺陷，由此，通过减少打开电路的电压减少电池效率。
发明内容
技术问题
因此，鉴于上述的问题，本发明的目的在于提供一种异质结型太阳能电池，藉以消除由于现有技术的限制及缺陷所产生的一个或多个问题。
本发明的目的之一在于一种异质结型太阳能电池及其制造方法，当在一半导体晶片之上形成一薄膜型太阳能电池之时，本发明能够防止在一半导体晶片的一表面之内出现缺陷(Defect)，用以由此通过增加打开电路电压提高电池效率。
技术方案
为了实现上述目的，本发明提供一种异质结型太阳能电池，包括：半导体晶片，具有预定的极性；第一半导体层，形成于该半导体晶片的一个表面之上；第二半导体层，形成于该半导体晶片的另一表面之上，其中该第二半导体层与该第一半导体层的极性不相同；第一电极，形成于该第一半导体层之上；以及第二电极，形成于该第二半导体层之上；其中该第一半导体层包括：轻浓度掺杂的第一半导体层，位于该半导体晶片的一个表面之上；以及高浓度掺杂的第一半导体层，位于该轻浓度掺杂的第一半导体层之上。
该第二半导体层可以包括：轻浓度掺杂的第二半导体层，位于该半导体晶片的该另一表面之上；以及高浓度掺杂的第二半导体层，位于该轻浓度掺杂的第二半导体层之上。
该第一半导体层与该第一电极之间还可以形成有第一透明导电层。
该第二半导体层与该第二电极之间还可以形成有第二透明导电层。
该第一电极可以以预定的距离间隔形成，以便使太阳光输入至太阳电池。
该半导体晶片与该第二半导体层可以具有相同的极性，其中该半导体晶片可以由N型半导体晶片形成；该第一半导体层可以由P型半导体层形成；以及该第二半导体层可以由N型半导体层形成。
本发明另一方面提供一种异质结型太阳能电池的制造方法，包含以下步骤：形成第一半导体层于具有预定极性的半导体晶片的一个表面之上；形成第二半导体层于该半导体晶片的另一表面之上，其中该第二半导体层与该第一半导体层的极性不相同；形成第一电极于该第一半导体层之上；以及形成第二电极于该第二半导体层之上。形成该第一半导体层的该程包含：形成轻浓度掺杂的第一半导体层于该半导体晶片的一个表面之上；以及形成高浓度掺杂的第一半导体层于该轻浓度掺杂的第一半导体层之上。
形成该轻浓度掺杂的第一半导体层的该制程与形成该高浓度掺杂的第一半导体层的该制程可以在一腔室之中连续进行。形成该轻浓度掺杂的第一半导体层的该制程可以在向已形成有预定掺杂剂的气氛的腔室里不再提供另一掺杂剂的情况下进行，以及形成该高浓度掺杂的第一半导体层的该制程可以与向该腔室里提供预定掺杂剂同时进行。另外，形成该轻浓度掺杂的第一半导体层的该制程可以与向该腔室里提供预定掺杂剂同时进行；形成该高浓度掺杂的第一半导体层的该制程与向该腔室里提供预定掺杂剂同时进行，其中，在形成该高浓度掺杂的第一半导体层的该制程时提供预定掺杂剂量大于在形成该轻浓度掺杂的第一半导体层的该制程时提供预定掺杂剂量。
另外，其中形成该第二半导体层的该制程可以包含：形成轻浓度掺杂的第二半导体层于该半导体晶片的该另一表面之上；以及形成高浓度掺杂的第二半导体层于该轻浓度掺杂的第二半导体层之上。
形成该轻浓度掺杂的第二半导体层的该制程可以与形成该高浓度掺杂的第二半导体层的该制程在一腔室之中连续进行。
所述的异质结型太阳能电池的制造方法，还可以包含在该第一半导体层与该第一电极之间形成第一透明导电层的制程。
所述的异质结型太阳能电池的制造方法，还可以包含在该第二半导体层与该第二电极之间形成第二透明导电层的制程。
形成该第一电极的该制程可以包含以预定的距离间隔形成第一电极，以便使太阳光输入至太阳电池。
形成该第一电极的该制程在形成该第一半导体层的该制程之后进行，形成该第二半导体层的该制程在形成该第一电极的该制程之后进行，形成该第二电极的该制程在形成该第二半导体层的该制程之后进行。
该半导体晶片可以为N型半导体晶片，该第一半导体层可以为P型半导体层；该第二半导体层可以为N型半导体层。
发明效果
根据本发明的太阳能电池具有以下优势和效果。
在本发明的异质结型太阳能电之中，轻浓度掺杂半导体层首先形成于半导体晶片的表面上，然后将高浓度掺杂半导体层形成于轻浓度掺杂半导体层之上，由此防止在半导体晶片的表面之中出现缺陷(Defect)，并且通过增加打开电路电压提高电池效率。
附图说明
图1为现有技术的异质结型太阳能电池的简要截面图；
图2为根据本发明一实施例的异质结型太阳能电池的简要截面图；
图3a至图3f为根据本发明一实施例的异质结型太阳能电池的制造方法的简要截面图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明异质结型太阳能电池的优选实施例进行详细说明。
图2为根据本发明一实施例的异质结型太阳能电池的简要截面图；
如图2所示，本发明一实施例的异质结型太阳能电池包括半导体晶片100、第一半导体层200、第一透明导电层300、第一电极400、第二半导体层500、第二透明导电层600、以及第二电极700。
半导体晶片100可由一硅晶片形成，并且特别地，是由一N型硅晶片形成。半导体晶片100可由一P型硅晶片形成。
第一半导体层200形成为半导体晶片100的一顶表面之上的一薄膜型。第一半导体层200能够与半导体晶片100形成一PN介面。因此，如果半导体晶片100由N型硅晶片形成，则第一半导体层200能够由一P型半导体层形成。特别地，第一半导体层200可由掺杂有周期表中的III族元素，例如硼(B)的P型非晶硅形成。
第一半导体层200可包括轻浓度掺杂的P型半导体层210以及高浓度掺杂的P型半导体层230，其中轻浓度掺杂的P型半导体层210形成于半导体晶片100的顶表面之上，并且高浓度掺杂的P型半导体层230形成于轻浓度掺杂的P型半导体层210之上。这里，轻或高浓度掺杂为相对的概念。其表示轻浓度掺杂的P型半导体层210之中周期表中的III族元素的掺杂浓度相比较于高浓度掺杂的P型半导体层230之中周期表中的III族元素的掺杂浓度相对低。
轻浓度掺杂的P型半导体层210提高半导体晶片100与高浓度掺杂的P型半导体层230之间的介面特性。这一点将进行详细描述。一掺杂气体可在半导体晶片100的一表面中产生缺陷(Defect)。如本发明的异质结型太阳能电池所示，当轻浓度掺杂的P型半导体层210首先形成于半导体晶片100之上，然后高浓度掺杂的P型半导体层230形成于轻浓度掺杂的P型半导体层210之上时，可能防止在半导体晶片100的表面中产生该缺陷(Defect)，由此通过增加打开电路的电压提高电池效率。较佳地，轻浓度掺杂的P型半导体层210之中的掺杂浓度调节为具有的值能够防止在半导体晶片100的表面中产生该缺陷。
如果将一本质(intrinsic，I)型半导体层形成于半导体晶片100与高浓度掺杂的P型半导体层230之间时，可能防止半导体晶片100的表面中的缺陷，该缺陷通过掺杂气体产生。然而，由于形成本质(I)型半导体层的制程必需另外进行，需要一另外的沉积装置，由此由于复杂的制程可降低产量。根据本发明，轻浓度掺杂的P型半导体层210与高浓度掺杂的P型半导体层230均连续在一个腔室之内形成，因此可能防止在半导体晶片100的表面中产生缺陷，而不需要一另外的装置及制程。
第一透明导电层300形成于第一半导体层200之上，其中第一透明导电层300收集载子(Carrier)。第一透明导电层300可省去，但为了实现载子自第一半导体层200平稳漂移至第一电极400，在形成第一透明导电层300之中较佳为不省去第一透明导电层300。
第一透明导电层300可由透明导电材料，例如，掺硼氧化锌(ZnO:B)、掺铝氧化锌(ZnO:Al)、二氧化硅(SnO2)、掺氟二氧化硅(SnO2:F)、或氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)形成。
第一电极400形成于第一透明导电层300之上。较佳地，复数个第一电极400以预定的距离间隔形成，以使得太阳光能够通过每第一电极400之间的间隔传送至太阳能电池的内部。这是因为第一电极400定位于太阳能电池的最前部。如果每第一电极400使用一不透明金属材料，则复数个第一电极400以预定的距离间隔形成图案，以使得太阳光通过每第一电极400之间的间隔传输至太阳能电池的内部。
第一电极400可由一金属材料，例如银(Ag)、铝(Al)、银加铝(Ag+Al)、银加镁(Ag+Mg)、银加锰(Ag+Mn)、银加锑(Ag+Sb)、银加锌(Ag+Zn)、银加钼(Ag+Mo)、银加镍(Ag+Ni)、银加铜(Ag+Cu)、或银加铝加锌(Ag+Al+Zn)形成。
第二半导体层500形成为半导体晶片100的一底表面之上的薄膜型。第二半导体层500与第一半导体层200的极性不相同。如果第一半导体层200由掺杂有周期表中的III族元素，例如硼(B)的P型半导体层形成；第二半导体层500可由掺杂有周期表中的V族元素，例如磷(P)的N型半导体层形成。特别地，第二半导体层500可由N型非晶硅形成。
第二半导体层500可包括轻浓度掺杂的N型半导体层510及高浓度掺杂的N型半导体层530，其中轻浓度掺杂的N型半导体层510形成于半导体晶片100的底表面之上，并且高浓度掺杂的N型半导体层530形成于轻浓度掺杂的N型半导体层510之上。
轻浓度掺杂的N型半导体层510在功能上与轻浓度掺杂的P型半导体层210相类似。也就是说，轻浓度掺杂的N型半导体层510防止在半导体晶片100的表面之中出现缺陷(Defect)，该缺陷通过掺杂气体产生。因此，轻浓度掺杂的N型半导体层510之中的掺杂浓度调节为具有的值能够防止在半导体晶片100的表面中产生该缺陷较佳。与上述轻浓度掺杂的P型半导体层210及高浓度掺杂的P型半导体层230相类似，轻浓度掺杂的N型半导体层510与高浓度掺杂的N型半导体层530连续形成于一腔室之中，由此可能防止在半导体晶片100的表面中产生缺陷而不需要一另外的装置及制程。
第二透明导电层600形成于第二半导体层500之上，其中第二透明导电层600收集载子(Carrier)。与上述的第一透明导电层300相类似，第二透明导电层600可省去。为了使得载子自第二半导体层500平稳漂移至第二电极700，第二透明导电层600的形成中不省去第二透明导电层600较佳。
第二透明导电层600可由与第一透明导电层300相同的材料形成。举例而言，第二透明导电层600可由透明导电材料，例如，掺硼氧化锌(ZnO:B)、掺铝氧化锌(ZnO:Al)、二氧化硅(SnO2)、掺氟二氧化硅(SnO2:F)、或氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)形成。
第二电极700形成于第二透明导电层600之上。第二电极700定位于太阳能电池的最后部。也就是说，虽然每第二电极700由不透明金属材料形成，也不需要以预定距离间隔形成复数个第二电极700。因此，第二电极700可形成第二透明导电层600的一全部表面之上。
第二电极700可由与第一电极400相同的材料形成，例如，该金属材料为银(Ag)、铝(Al)、银加铝(Ag+Al)、银加镁(Ag+Mg)、银加锰(Ag+Mn)、银加锑(Ag+Sb)、银加锌(Ag+Zn)、银加钼(Ag+Mo)、银加镍(Ag+Ni)、银加铜(Ag+Cu)、或银加铝加锌(Ag+Al+Zn)。
图3a至图3f为根据本发明一实施例的异质结型太阳能电池的制造方法的简要截面图。
首先，如图3a所示，第一半导体层200形成于半导体晶片100之上。
半导体晶片100可由N型硅晶片形成。
第一半导体层200的形成制程可包含通过电浆增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)形成P型半导体层，例如，通过P型非晶硅层形成制程形成P型半导体层。
第一半导体层200的另一形成制程可包含形成轻浓度掺杂的P型半导体层210于半导体晶片100之上；以及形成高浓度掺杂的P型半导体层230于轻浓度掺杂的P型半导体层210之上。
轻浓度掺杂的P型半导体层210与高浓度掺杂的P型半导体层230均可连续形成于一腔室之中。也就是说，在一电浆增强化学气相沉积(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)腔室之中通过调节掺杂有周期表中的III族元素，例如硼(B)的掺杂气体量，轻浓度掺杂的P型半导体层210与高浓度掺杂的P型半导体层230可连续形成。
更详细而言，为了大量制造一初始太阳能电池，通过向该腔室内部供给预定量的B2H6气体，在腔室的内部形成P型掺杂剂的气氛，并且然后将SiH4及H2气体供给至腔室的内部，用以由此形成轻浓度掺杂的P型半导体层210，并且更特别地，形成轻浓度掺杂的P型非晶硅层。其后，当供给SiH4及H2气体之时，B2H6气体用作掺杂剂另外提供至腔室的内部，由此形成高浓度掺杂的P型半导体层230，并且，更特别地，形成高浓度掺杂的P型非晶硅层。
在完成高浓度掺杂的P型半导体层230的形成制程之后，一些B2H6气体可保留于腔室之内。自初始太阳能电池之后的以下太阳能电池的制造过程开始，腔室的内部已经形成有P型掺杂剂的气氛。因此，仅SiH4及H2气体提供至腔室的内部，不需要B2H6气体提供至腔室的内部，用以由此形成轻浓度掺杂的P型半导体层210。其后，当供给SiH4及H2气体之时，用作掺杂气体的B2H6气体另外提供至腔室的内部，由此形成高浓度掺杂的P型半导体层230。
然而，并不限制于上述的方法。在制造初始太阳能电池之后，腔室提供有一非常小量的B2H6气体以及SiH4及H2气体，由此形成轻浓度掺杂的P型半导体层210。随后，可增加B2H6气体的供给量，以便形成高浓度掺杂的P型半导体层230。也就是说，虽然在制造初始太阳能电池之后，腔室的内部维持在P型掺杂剂的气氛之中，但是一非常小量的B2H6气体可提供至腔室的内部，以便调节用以形成轻浓度掺杂的P型半导体层210的制程期间的P型杂质的掺杂浓度。在这里，B2H6气体的供给量适度调节为具有的值便于防止在半导体晶片100的表面之中出现缺陷。
如上所述，由于通过调节一腔室之中的反应气体量，轻浓度掺杂的P型半导体层210与高浓度掺杂的P型半导体层230能够连续形成于一个腔室之中，因此不需要另外的装置及制程，由此产生产量的提高。
如图3b所示，第一透明导电层300形成于第一半导体层200之上。
第一透明导电层300的形成制程可包含通过溅射(sputtering)或有机金属化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)沉积透明导电材料，例如掺硼氧化锌(ZnO:B)、掺铝氧化锌(ZnO:Al)、二氧化硅(SnO2)、掺氟二氧化硅(SnO2:F)、或氧化铟锡(ITO)。可省去第一透明导电层300。
如图3c所示，第一电极400形成于第一透明导电层300之上。
该第一电极400可以预定的距离间隔形成为图案，以使得太阳光能够通过每第一电极400之间的间隔传输至太阳能电池的内部。
第一电极400的形成制程可包含通过溅射(sputtering)形成金属材料，例如银(Ag)、铝(Al)、银加铝(Ag+Al)、银加镁(Ag+Mg)、银加锰(Ag+Mn)、银加锑(Ag+Sb)、银加锌(Ag+Zn)、银加钼(Ag+Mo)、银加镍(Ag+Ni)、银加铜(Ag+Cu)、或银加铝加锌(Ag+Al+Zn)的图案；或可包含通过网目列印方法(screen printing)、喷墨列印方法(inkjetprinting)、凹版列印方法(gravure printing)、或微接触列印方法(microcontact printing)直接形成上述金属材料膏(Paste)的图案。该列印方法能够使得通过一个制程以预定的距离间隔形成复数个第一电极400的图案，由此产生一简化的制程。
如图3d所示，在反转半导体晶片100之后，第二半导体层500形成于半导体晶片100之上。
第二半导体层500的形成制程可包含通过电浆增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)形成N型半导体层，例如，通过N型非晶硅层形成制程形成N型半导体层。
第二半导体层500的另一形成制程可包含形成轻浓度掺杂的N型半导体层510于半导体晶片100之上；以及形成高浓度掺杂的N型半导体层530于轻浓度掺杂的N型半导体层510之上。
类似于上述的轻浓度掺杂的P型半导体层210与高浓度掺杂的P型半导体层230，轻浓度掺杂的N型半导体层510与高浓度掺杂的N型半导体层530均能够连续形成于一个腔室之中。也就是说，轻浓度掺杂的N型半导体层510与高浓度掺杂的N型半导体层530通过在一电浆增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)的腔室之中调节周期表中的V族元素，例如磷(P)的掺杂气体量能够连续形成。
更详细而言，通过将预定量的PH3气体提供至腔室的内部，在腔室的内部形成N型掺杂剂的气氛，然后SiH4及H2气体提供至腔室的内部，由此形成轻浓度掺杂的N型半导体层510。其后，当供给SiH4及H2气体之时，PH3气体用作掺杂气体另外提供至腔室的内部，由此形成高浓度掺杂的N型半导体层530。
类似于上述的第一半导体层200(P型半导体层)的形成制程，在完成高浓度掺杂的N型半导体层530的形成制程之后，一些PH3气体可保留于该腔室之中。自初始太阳能电池之后的以下太阳能电池的制造过程开始，腔室的内部已经形成有N型掺杂剂的气氛。因此，仅SiH4及H2气体提供至腔室的内部不需要将另外的PH3掺杂气体提供至腔室的内部，用以由此形成轻浓度掺杂的N型半导体层510。其后，当供给SiH4及H2气体之时，PH3气体用作掺杂气体另外提供至腔室的内部，由此形成高浓度掺杂的N型半导体层530。
然而，并不限制于上述的方法。在制造初始太阳能电池之后，腔室可供给有一很小量的PH3气体与SiH4及H2气体，用以由此形成轻浓度掺杂的N型半导体层510。其后，PH3气体之供给量可增加，以便形成高浓度掺杂的N型半导体层510。
如图3e所示，第二透明导电层600形成于第二半导体层500之上。
第二透明导电层600的形成制程可包含通过溅射(Sputtering)或有机金属化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)沉积透明导电材料，例如掺硼氧化锌(ZnO:B)、掺铝氧化锌(ZnO:Al)、二氧化硅(SnO2)、掺氟二氧化硅(SnO2:F)、或氧化铟锡(Indium TinOxide，ITO)。可省去第二透明导电层600。
如图3f所示，第二电极700形成于第二透明导电层600之上，由此完成本发明的异质结型太阳能电池。
第二电极700的形成制程可包含通过溅射(Sputtering)形成金属材料，例如银(Ag)、铝(Al)、银加铝(Ag+Al)、银加镁(Ag+Mg)、银加锰(Ag+Mn)、银加锑(Ag+Sb)、银加锌(Ag+Zn)、银加钼(Ag+Mo)、银加镍(Ag+Ni)、银加铜(Ag+Cu)、或银加铝加锌(Ag+Al+Zn)的图案；或可包含通过上述列印方法直接形成上述金属材料膏(Paste)的图案。
根据上述的方法，第一半导体层200、第一透明导电层300、以及第一电极400连续形成于半导体晶片100的顶表面之上；以及第二半导体层500、第二透明导电层600、以及第二电极700连续形成于半导体晶片100的底表面之上。然而，本发明的异质结型太阳能电池的制造方法可具有不同的修改。
举例而言，本发明的异质结型太阳能电池的一个修改方法可包含以下连续的步骤：依次形成第一半导体层200及第一透明导电层300于半导体晶片100的顶表面之上；形成第二半导体层500及第二透明导电层600于半导体晶片100的底表面之上；形成第一电极400于第一透明导电层300之上；以及形成第二电极700于第二透明导电层600之上。如果需要，本发明的异质结型太阳能电池的另一制造方法可包含连续步骤：形成第一半导体层200于半导体晶片100的顶表面之上；形成第二半导体层500于半导体晶片100的底表面之上；形成第一透明导电层300于第一半导体层200之上；形成第二透明导电层600于第二半导体层500之上；形成第一电极400于第一透明导电层300之上；以及形成第二电极700于第二透明导电层600之上。
根据上述的方法，半导体晶片100是由N型半导体晶片形成；第一半导体层200是由P型半导体层形成；以及第二半导体层500是由N型半导体层形成。但是并不限制于此。上述的方法在维持PN介面结构且异质结型包括半导体晶片及半导体层的薄膜的范围内可具有不同的变化。举例而言，半导体晶片100可由P型半导体晶片形成；第一半导体层200可由N型半导体层形成；以及第二半导体层500可由P型半导体层形成。

Claims (18)

1.一种异质结型太阳能电池，包括：
半导体晶片，具有预定的极性；
第一半导体层，形成于该半导体晶片的一个表面之上；
第二半导体层，形成于该半导体晶片的另一表面之上，其中该第二半导体层与该第一半导体层的极性不相同；
第一电极，形成于该第一半导体层之上；以及
第二电极，形成于该第二半导体层之上；
其中该第一半导体层包括：
轻浓度掺杂的第一半导体层，位于该半导体晶片的一个表面之上；以及
高浓度掺杂的第一半导体层，位于该轻浓度掺杂的第一半导体层之上。
2.根据权利要求1所述的异质结型太阳能电池，其中该第二半导体层包括：
轻浓度掺杂的第二半导体层，位于该半导体晶片的该另一表面之上；以及
高浓度掺杂的第二半导体层，位于该轻浓度掺杂的第二半导体层之上。
3.根据权利要求1所述的异质结型太阳能电池，还包括第一透明导电层，该第一透明导电层位于该第一半导体层与该第一电极之间。
4.根据权利要求1所述的异质结型太阳能电池，还包括第二透明导电层，该第二透明导电层位于该第二半导体层与该第二电极之间。
5.根据权利要求1所述的异质结型太阳能电池，其中该第一电极以预定的距离间隔形成，以便使太阳光输入至太阳电池。
6.根据权利要求1所述的异质结型太阳能电池，其中该半导体晶片与该第二半导体层具有相同的极性。
7.根据权利要求6所述的异质结型太阳能电池，其中该半导体晶片由N型半导体晶片形成；该第一半导体层由P型半导体层形成；以及该第二半导体层由N型半导体层形成。
8.一种异质结型太阳能电池的制造方法，包含以下步骤：
形成第一半导体层于具有预定极性的半导体晶片的一个表面之上；
形成第二半导体层于该半导体晶片的另一表面之上，其中该第二半导体层与该第一半导体层的极性不相同；
形成第一电极于该第一半导体层之上；以及
形成第二电极于该第二半导体层之上；
其中形成该第一半导体层的该制程包含：
形成轻浓度掺杂的第一半导体层于该半导体晶片的一个表面之上；以及
形成高浓度掺杂的第一半导体层于该轻浓度掺杂的第一半导体层之上。
9.根据权利要求8所述的异质结型太阳能电池的制造方法，其中形成该轻浓度掺杂的第一半导体层的该制程与形成该高浓度掺杂的第一半导体层的该制程在一腔室之中连续进行。
10.根据权利要求9所述的异质结型太阳能电池的制造方法，其中形成该轻浓度掺杂的第一半导体层的该制程在向已形成有预定掺杂剂的气氛的腔室里不再提供另一掺杂剂的情况下进行，以及
其中形成该高浓度掺杂的第一半导体层的该制程与向该腔室里提供预定掺杂剂同时进行。
11.根据权利要求9所述的异质结型太阳能电池的制造方法，其中形成该轻浓度掺杂的第一半导体层的该制程与向该腔室里提供预定掺杂剂同时进行；以及
其中形成该高浓度掺杂的第一半导体层的该制程与向该腔室里提供预定掺杂剂同时进行，
其中，在形成该高浓度掺杂的第一半导体层的该制程时提供预定掺杂剂量大于在形成该轻浓度掺杂的第一半导体层的该制程时提供预定掺杂剂量。
12.根据权利要求8所述的异质结型太阳能电池的制造方法，其中形成该第二半导体层的该制程包含：
形成轻浓度掺杂的第二半导体层于该半导体晶片的该另一表面之上；以及
形成高浓度掺杂的第二半导体层于该轻浓度掺杂的第二半导体层之上。
13.根据权利要求12所述的异质结型太阳能电池的制造方法，其中形成该轻浓度掺杂的第二半导体层的该制程与形成该高浓度掺杂的第二半导体层的该制程在一腔室之中连续进行。
14.根据权利要求8所述的异质结型太阳能电池的制造方法，还包含在该第一半导体层与该第一电极之间形成第一透明导电层的制程。
15.根据权利要求8所述的异质结型太阳能电池的制造方法，还包含在该第二半导体层与该第二电极之间形成第二透明导电层的制程。
16.根据权利要求8所述的异质结型太阳能电池的制造方法，其中，形成该第一电极的该制程包含以预定的距离间隔形成第一电极，以便使太阳光输入至太阳电池。
17.根据权利要求8所述的异质结型太阳能电池的制造方法，其中，
形成该第一电极的该制程在形成该第一半导体层的该制程之后进行；
形成该第二半导体层的该制程在形成该第一电极的该制程之后进行；以及
形成该第二电极的该制程在形成该第二半导体层的该制程之后进行。
18.根据权利要求8所述的异质结型太阳能电池的制造方法，其中，
该半导体晶片为N型半导体晶片；
该第一半导体层为P型半导体层；以及
该第二半导体层为N型半导体层。
CN2010800466961A 2009-10-21 2010-01-01 异质结型太阳能电池及其制造方法 Pending CN102612757A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2009-0100126 2009-10-21
KR1020090100126A KR20110043147A (ko) 2009-10-21 2009-10-21 이종 접합 태양전지 및 그 제조방법
PCT/KR2010/000002 WO2011049270A1 (ko) 2009-10-21 2010-01-01 이종 접합 태양전지 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102612757A true CN102612757A (zh) 2012-07-25

Family

ID=43900483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010800466961A Pending CN102612757A (zh) 2009-10-21 2010-01-01 异质结型太阳能电池及其制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120204943A1 (zh)
KR (1) KR20110043147A (zh)
CN (1) CN102612757A (zh)
TW (1) TW201115765A (zh)
WO (1) WO2011049270A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105762217A (zh) * 2014-12-19 2016-07-13 新奥光伏能源有限公司 一种硅异质结太阳能电池及其制作方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5927027B2 (ja) * 2011-10-05 2016-05-25 株式会社半導体エネルギー研究所 光電変換装置
KR101863068B1 (ko) * 2011-12-01 2018-06-01 주성엔지니어링(주) 태양전지 및 그 제조방법
KR101534941B1 (ko) 2013-11-15 2015-07-07 현대자동차주식회사 도전성 전극패턴의 형성방법 및 이를 포함하는 태양전지의 제조방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000208800A (ja) * 1998-11-13 2000-07-28 Fuji Xerox Co Ltd 太陽電池及びそれを用いた自己電力供給型表示素子、並びに太陽電池の製造方法
JP2000349314A (ja) * 1999-06-02 2000-12-15 Canon Inc 光起電力素子の製造方法
JP2001036114A (ja) * 1999-07-19 2001-02-09 Canon Inc 光起電力素子、光起電力素子の製造方法、光起電力素子製造装置
US20070023081A1 (en) * 2005-07-28 2007-02-01 General Electric Company Compositionally-graded photovoltaic device and fabrication method, and related articles
KR20080102849A (ko) * 2007-05-22 2008-11-26 코닉시스템 주식회사 ｐ―ｎ 접합 태양전지 제조방법
JP2009081388A (ja) * 2007-09-27 2009-04-16 U-Tec Kk 光起電力素子及びその製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2936905B1 (fr) * 2008-10-02 2010-10-29 Commissariat Energie Atomique Cellule photovoltaique a heterojonction a deux dopages et procede de fabrication.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000208800A (ja) * 1998-11-13 2000-07-28 Fuji Xerox Co Ltd 太陽電池及びそれを用いた自己電力供給型表示素子、並びに太陽電池の製造方法
JP2000349314A (ja) * 1999-06-02 2000-12-15 Canon Inc 光起電力素子の製造方法
JP2001036114A (ja) * 1999-07-19 2001-02-09 Canon Inc 光起電力素子、光起電力素子の製造方法、光起電力素子製造装置
US20070023081A1 (en) * 2005-07-28 2007-02-01 General Electric Company Compositionally-graded photovoltaic device and fabrication method, and related articles
KR20080102849A (ko) * 2007-05-22 2008-11-26 코닉시스템 주식회사 ｐ―ｎ 접합 태양전지 제조방법
JP2009081388A (ja) * 2007-09-27 2009-04-16 U-Tec Kk 光起電力素子及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105762217A (zh) * 2014-12-19 2016-07-13 新奥光伏能源有限公司 一种硅异质结太阳能电池及其制作方法
CN105762217B (zh) * 2014-12-19 2018-05-29 新奥光伏能源有限公司 一种硅异质结太阳能电池及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20120204943A1 (en) 2012-08-16
KR20110043147A (ko) 2011-04-27
WO2011049270A1 (ko) 2011-04-28
TW201115765A (en) 2011-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103718276B (zh) 使氢化非晶硅和非晶氢化硅合金稳定化的方法
US20070023081A1 (en) Compositionally-graded photovoltaic device and fabrication method, and related articles
US20070023082A1 (en) Compositionally-graded back contact photovoltaic devices and methods of fabricating such devices
US9502597B2 (en) Method for manufacturing a photovoltaic module with two etching steps P2 and P3 and corresponding photovoltaic module
US20110259395A1 (en) Single Junction CIGS/CIS Solar Module
CN104538464B (zh) 一种硅异质结太阳能电池及其制作方法
CN104081544B (zh) 用于硅基光电装置的高功函数缓冲层
CN102453863A (zh) 溅射基于碲化镉的薄膜光伏器件中使用的硫化镉层的方法
CN218788382U (zh) 一种高效异质结太阳能电池
CN106129146A (zh) 一种以黑磷烯作为导电材料的硒化锑薄膜太阳能电池及其制备方法
CN102612757A (zh) 异质结型太阳能电池及其制造方法
CN102687286A (zh) 异质结型太阳能电池及其制造方法
CN106887483A (zh) 硅基异质接面太阳能电池及其制备方法
CN102263141A (zh) 太阳能电池及其制造方法
EP3419057B1 (en) Solar cell and method for preparing same
US11227966B2 (en) Photoelectric conversion device
CN210156406U (zh) 具有双层非晶硅本征层的异质结太阳能电池结构
CN115244715A (zh) 太阳能电池、多接合型太阳能电池、太阳能电池组件及太阳光发电系统
JP2001044468A (ja) 薄膜半導体装置およびその製造方法
RU2632267C2 (ru) Структура фотопреобразователя на основе кристаллического кремния и линия по его производству
CN217361596U (zh) 一种异质结电池和组件
KR101925263B1 (ko) 태양전지 및 그 제조방법
CN113013276B (zh) 一种异质结太阳能电池及其制备方法
CN102157580B (zh) 太阳能电池及其制造方法
CN115172482A (zh) 一种异质结电池及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120725