CN103000767A - 联机生成硅薄膜双结太阳能电池介反射层技术 - Google Patents

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郑佳仁
刘幼海
刘吉人
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Abstract

本发明关于一种可提升普遍使用的双结非晶硅与微晶硅叠层薄膜太阳能电池效率的新颖双结技术方法,其目的系藉由此技术将顶电池的电流密度提升，并可减薄顶电池的本徵层厚度，同时也减少了光衰现象，最大特点为所有工艺不需昂贵的气体使用，即可达成高效率低成本的大量生产目标。本发明为一种可取代现有的双结氢化非晶硅与微晶硅双结太阳能电池的氧化锌介反射层新颖发明，利用二氧化碳的等离子表面处理技术引进，形成低反射率的硅氧键结介反射层生成物，形成一全反射条件，而加强利用入射光，造成顶电池的电流密度提升，而达成高效率、低成本的硅薄膜太阳电池广泛应用的目标。

Description

联机生成硅薄膜双结太阳能电池介反射层技术
技术领域
本发明关于一种可提升普遍使用的双结非晶硅与微晶硅薄膜太阳能电池效率的新颖双结技术方法, 其目的系将原本的顶电池藉由介反射层来提升电流密度，从而提升整体发电效率，所有工艺不需昂贵的气体使用，并可在线联机生成所需的反射层，即可达成高效率低成本的大量生产目标。
背景技术
目前，业界关于硅薄膜太阳能电池的生产，皆专注于双结的氢化非晶硅与微晶硅叠层双结太阳电池使用，而双结的结构里，最技术性的即属于如何将顶电池与底电池搭配恰当，达到加成的效果，并藉由降低顶电池的厚度来减少光衰的现象，但降低了顶电池的厚度，将牺牲了所需的电流密度，故反射层的引入格外的重要，有些企业，利用离线方式，将顶电池完成后破真空搬至物理气相溅射或是金氧化学气相反应腔体来生成氧化锌反射层，但此方式不但造成膜层污染，也造成电流分流现象，在模组化过程需多一道激光划线处理，造成工艺的复杂性与成本增加，故本发明即在提供一可联机生成介反射层的低成本、高效率的技术。
发明内容
本发明为一种可取代现有的双结氢化非晶硅与微晶硅叠层双结太阳电池中的氧化锌反射层的新颖发明，利用于顶电池完成后引入二氧化碳，并施加偏压和射频，形成等离子体达成制作介反射层的目的。
具体实施方式
兹将本发明结构说明如附图，详细说明如下：请参阅第一图，为本发明之动作流程方块示意图。由第二和第三图中可知，流程为先在透明导电前电极薄膜上依序利用等离子增强式化学气相沉积设备沉积氢化P型非晶硅薄膜、氢化本征层非晶硅薄膜、氢化N型微晶硅薄膜，接着从第四图可知，再依序沉积氢化P型微晶硅薄膜、氢化本征层非晶硅薄膜、氢化N型非晶硅薄膜，最后沉积金属氧化物反射层和金属背导电层薄膜。而本发明中的关键是在顶电池制备后，引入二氧化碳并经由流量的控制，施加偏压与利用射频形成等离子体，如此可对顶电池的氦化微晶硅薄膜进行表面处理并形成硅氧键结，此生成物即为一较低折射率的介反射层，实现光由高折射率进入低折射率的全反射条件，可达到一般氧化锌介反射层的功用，但经由此技术可不必将整个顶电池于真空态取出，亦不需经由其他工艺来形成此介反射层，可实现工艺的一致性，节省设备的支出，亦即所谓的联机生成。如此可增加顶电池的电流密度，并可减薄顶电池的本征层厚度，可减少光衰的现象，也减少了气体的用量并增加实际输出量，如此可达到低成本、高效率的薄膜太阳电池广泛应用的目标。
主要组件符号说明 :1 …浮板玻璃2 …透明导电薄膜3 …顶电池氢化P型非晶硅薄膜4 …顶电池氢化本征层非晶硅薄膜5 …顶电池氢化N型微晶硅薄膜

Claims (5)

1.本发明为一种可取代现有的双结氢化非晶硅与氢化微晶硅氧化锌介反射层的新颖发明，利用二氧化碳的等离子处理技术引进，形成一低折射率的硅氧键结生成物，可加强利用入射光，而增强了顶电池的电流密度，同时亦可减少顶电池的本徵层厚度，进而减少光衰现象，达成高效率、低成本的硅薄膜太阳能电池生产目标,流程为先在透明导电前电极薄膜上依序利用等离子增强式化学气相沉积设备沉积氢化P型非晶硅薄膜、氢化本征层非晶硅薄膜、氢化N型微晶硅薄膜，接着再依序沉积氢化P型微晶硅薄膜、氢化本征层非晶硅薄膜、氢化N型非晶硅薄膜，最后沉积金属氧化物反射层和金属背导电层薄膜,而本发明中的关键是在顶电池制备后，引入二氧化碳并经由流量的控制，施加偏压与利用射频形成等离子体，如此可对顶电池的氦化微晶硅薄膜进行表面处理并形成硅氧键结，此生成物即为一较低折射率的介反射层，实现光由高折射率进入低折射率的全反射条件，可达到一般氧化锌介反射层的功用，但经由此技术可不必将整个顶电池于真空态取出，亦不需经由其他工艺来形成此介反射层，可实现工艺的一致性，节省设备的支出，亦即所谓的联机生成。
2.根据权利要求1所述的透明导电薄膜材料涵盖二氧化锡(SnO2)透明导电膜、氧化锌参杂铝(ZnO:Al)透明导电膜和氧化锌参杂硼(ZnO:B)透明导电膜。
3.根据权利要求1所述的氢化顶电池为氢化P型非晶硅薄膜(P a-Si:H)或是氢化P型非晶碳化硅薄膜 (P a-SiC:H)、氢化本征层非晶硅薄膜(I a-Si:H)、氢化N型微晶硅薄膜(N uc-Si:H)。
4.根据权利要求1所述的氢化底电池为氢化P型微晶硅薄膜(P uc-Si:H)、氢化本征层微晶硅薄膜(I uc-Si:H)、氢化N型非晶硅薄膜(N a-Si:H) 。
5.根据权利要求1所述的金属氧化物背反射层为氧化锌参杂铝(ZnO:Al)透明导电膜、氧化锌参杂硼(ZnO:B)透明导电膜和氧化锌参杂镓(ZnO:Ga)透明导电膜，其中该金属导电层薄膜材料为铝(Al)和银(Ag)薄膜,其中若使用银薄膜则会加上钛(Ti)薄膜的搭配使用，避免氧化物生成于银表面。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20070209699A1 (en) * 2006-03-08 2007-09-13 National Science And Technology Development Agency Thin film solar cell and its fabrication process
US20090293936A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Seung-Yeop Myong Tandem thin-film silicon solar cell and method for manufacturing the same
US20110129954A1 (en) * 2008-08-01 2011-06-02 Oerlikon Solar Ag, Truebbach Method for manufacturing a photovoltaic cell structure

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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C05 Deemed withdrawal (patent law before 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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