TW201414001A - 用於太陽能電池之經特意摻雜的氧化鎘層 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於在太陽能電池頂層及/或底層(例如頂部接觸或底部接觸)中形成且利用低電阻率及高透射率之半導體的方法及結構。一些實施例係關於具有包含經摻雜之氧化鎘(cadmium oxide,CdO)或氧化鎘之合金的頂部透明接觸層或底部透明接觸層之太陽能電池。

Description

用於太陽能電池之經特意摻雜的氧化鎘層
本申請案主張申請於2013年3月11日的Reichertz等人之標題為「INTENTIONALLY-DOPED CADMIUM OXIDE LAYER FOR SOLAR CELLS」的美國非臨時專利申請案第13/793,930號的優先權，且亦主張申請於2012年8月24日的Reichertz等人之標題為「METHOD TO INCREASE PERFORMANCE AND REDUCE COST IN SOLAR CELL TECHNOLOGY BY USING A SPUTTERED,HIGHLY CONDUCTING AND TRANSPARENT CADMIUM OXIDE EMITTER效能」的美國臨時專利申請案第61/692,773號的優先權，且進一步主張申請於2013年1月17日的Reichertz等人之標題為「METHOD TO UTILIZE A LAYER OF CADMIUM OXIDE AS TRANSPARENT CONTACT,ANTI-REFLECTIVE COATING,AND SURFACE PASSIVATION IN SOLAR CELL TECHNOLOGIES」的美國臨時專利申請案第61/753,516號之申請案的優先權，各申請案之全部內容以引用之方式併入本文如同在本文完全闡述一般。
本揭示案大體係關於用於形成太陽能電池之結構及方法，且更特定言之係關於在太陽能電池之頂部或底部接觸層使用氧化鎘以形成太陽能電池之結構及方法。
典型的太陽能電池具有頂部接觸和底部接觸(例如電極)以促進電連接。因為太陽能電池之頂面曝露於待在電池內部轉換為電功率的光中，所以該頂部接觸應儘可能為透明的。
目前至少有兩種方法可用以形成太陽能電池之充分透明的頂部接觸。在一種方法中，頂部接觸由金屬柵格組成，該金屬柵格由一系列稱為指的窄金屬條組成，各金屬條之間有間隔使得太陽能電池總體僅有一小百分比之頂面由金屬覆蓋。參看例如在本文以引用方式全文併入的A.R.Burgers的「How to Design Optimal Metallization Patterns for Solar Cells,Prog.Photovolt：Res.Appl.7,457-461(1999)」。在另一方法中，該頂部接觸可由透明導體，通常為透明導電氧化物(transparent conducting oxide,TCO)之連續層組成。
形成頂部透明接觸之較佳方法受控於圍繞太陽能電池之特定使用的各種條件及最佳化。金屬柵格用於標準矽光伏(Photovoltaics,PV)技術及III-V族化合物半導體高效率太陽能電池。TCO用於如碲化鎘(cadmium telluride,CdTe)或銅銦鎵硒(copper indium gallium selenide,CIGS)之薄膜PV技術。TCO之均勻的塗佈允許較好的橫向電流擴布。金屬柵格之使用要求太陽能電池之上層(發射極層)有一較低的 薄片電阻率。
目前，效率最高之太陽能電池為三接面太陽能電池。此等太陽能電池使用光學集中器以進一步提高效率且減少太陽能面板之給定區域所需的電池材料量。典型之集中倍數為500x，該倍數導致太陽能電池中的電流密度(J)高達約7A/cm2。為最小化由高電流密度所造成的損失，必需使該電池之串聯電阻最小化。
根據最小化該串聯電阻之需要，通常利用金屬柵格，因為TCO之電阻率至少係數量級高於金屬(例如，諸如銀之金屬)的電阻率。此外，常使用的如氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)或氧化鋅鋁(aluminum zinc oxide,AZO)之TCO為高度n型摻雜半導體。因而，彼等TCO具有在近紅外波長之顯著自由載流子吸收。此顯著之載流子吸收為將TCO用作透明接觸之另一缺點，且該載流子吸收不允許其用於具有達1700nm之擴展長波長的三接面太陽能電池中。因為近紅外吸收，TCO甚至都無法用在具有低電流密度之標準矽PV技術中。
本文所揭示之各種實施例係關於一種藉由在頂部及/或底部透明接觸層形成且利用低電阻率及高透射率之半導體以增加太陽能電池之效能的方法及結構。在本部分概括一些實施例。
在一個實施例中，設備包括太陽能電池結構(例如多接面太陽能電池)及覆於該太陽能結構之上的經特意摻雜 的氧化鎘層。
在另一實施例中，太陽能電池包括半導體晶圓(例如矽晶圓)，及覆於該晶圓之上的頂部氧化鎘層，其中該氧化鎘層摻雜有n型摻質。
在另一實施例中，太陽能電池包括薄膜太陽能電池(例如基於CdTe、CIGS或CZTS等)，及覆於該太陽能電池之發射極層之上的頂部氧化鎘層。該氧化鎘層摻雜有n型摻質，例如諸如銦或鎵。
在另一實施例中，一種方法包括形成太陽能電池結構，及形成位於該太陽能電池結構之下或覆於該太陽能電池結構之上的氧化鎘層(例如，充當接觸層及抗反射塗層兩者之頂部氧化鎘層)。在一個實施例中，該氧化鎘層藉由濺鍍形成。
其他特徵將自附圖及下文之詳細描述顯而易見。
200‧‧‧曲線
400‧‧‧多接面太陽能電池
402‧‧‧標準多接面太陽能電池
404‧‧‧磷化銦鎵發射極層
406‧‧‧氧化鎘層
408‧‧‧金屬柵格
410‧‧‧抗反射層
412‧‧‧背面接觸
414‧‧‧光
700‧‧‧太陽能電池
702‧‧‧n型矽晶圓
704‧‧‧p型矽發射極層
706‧‧‧氧化鎘層
708‧‧‧頂部接觸
712‧‧‧背面接觸層
800‧‧‧太陽能電池
802‧‧‧n型矽晶圓
804‧‧‧p型氫化非晶矽發射極層
806‧‧‧氧化鎘層
808‧‧‧頂部接觸
810‧‧‧本質氫化非晶矽層
812‧‧‧金屬背面接觸
814‧‧‧本質氫化非晶矽層
816‧‧‧n型氫化非晶矽層
818‧‧‧n型氧化鎘層
該等實施例以實例說明，且不為附圖之圖式所限制，在該等圖式中相同元件符號指示相似元件。
第1圖顯示與AM1.5G太陽光譜相比位於玻璃基板上的射頻磁控濺鍍氧化鎘膜之透射光譜。
第2圖顯示在500x集中太陽照度下的典型高效率太陽能電池之金屬柵格指附近的電腦模擬電勢。此圖像中之灰階範圍為0.0V(暗)至0.105V(亮)。
第3圖顯示根據一個實施例之金屬柵格指附近的電腦模擬電勢，其條件與第2圖之條件中相同，但具有一附加 之氧化鎘層。此圖像中之灰階範圍為0.0V(暗)至0.0148V(亮)。
第4圖顯示根據一個實施例之具有附加氧化鎘層之太陽能電池結構的實例。
第5圖顯示氧化鎘與基於p型矽晶圓之太陽能電池之n型發射極之間的介面之計算能帶圖。在矽(Si)側彎曲之能帶導致電荷載流子之非所欲的電阻增加，在該種情況下電子從矽流至氧化鎘。
第6圖顯示氧化鎘與基於n型矽基晶圓太陽能電池之p型發射極之間的介面之計算能帶圖。根據一個實施例，矽(Si)側之價帶與氧化鎘之導帶連接良好，導致低電阻之電荷載流子，在該種情況下，載流子從矽流至氧化鎘。
第7圖顯示具有CdO層的標準矽太陽能電池結構之實例。根據一個實施例，該CdO層充當鈍化層、ARC層及接觸層。
第8圖顯示根據一個實施例之正面及背面上具有氧化鎘層的HIT矽太陽能電池之實例。該正面氧化鎘層充當抗反射塗層及接觸層。該背面氧化鎘層減少背面接觸處的光之反射損耗。
以下為說明性之描述及圖式且不欲視為限制。描述許多特定細節以提供徹底瞭解。然而，在某些情況下，熟知或習知之細節並未予以描述以避免使該描述不清楚。本揭示案對單一或一個實施例的引用不必為對同一實施例的引用； 且該等引用意謂至少有一個。
本說明書之引用中「一個實施例」或「一實施例」意謂本揭示案之至少一個實施例包括結合實施例所描述的特定特點、結構或特徵。在說明書中之多處所出現之用語「一個實施例」既不必全部代表同一實施例，亦不為與其他實施例相互排斥之獨立實施例或替代實施例。此外，所描述之多種特點可藉由一些實施例而非其他實施例展示。同樣，所描述之多種要求可為一些實施例之要求而非其他實施例之要求。
如本文中所用，「氧化鎘層」意謂包括氧化鎘及/或氧化鎘之合金(例如氧化鎘鋅(CdZnO))之層。
如第1圖所圖示，根據一個實施例，若將半導體氧化鎘(CdO)以特定之方式摻雜，則即使在近紅外波長處該氧化鎘可具有極低之電阻率及高透射率。非摻雜之CdO具有2.16eV之能帶隙。因此，非摻雜之CdO具有吸收波長小於約574nm之光的缺點。
由於CdO具有較大的電子親合性，因材料(具有典型之電子濃度約為1020cm-3)自生之缺陷，該CdO在沈積時已經為重型n型摻雜。此情況已經使吸收邊緣偏移至較短之波長，但該邊緣仍然保持在光譜之可見範圍內。在過去，此現象限制了將氧化鎘作為透明導體使用。
藉由在沈積製程或另外之製程期間特意增加n型摻質(例如，諸如銦或鎵)可更進一步增加摻雜水準(例如，進入大於或等於1021cm-3的電子濃度之範圍)。在此特意摻 雜之情況下，該吸收邊緣之偏移小於約400nm(由於伯斯坦-摩斯(Burstein-Moss)偏移效應)。
與大多其他半導體相反，在此等非常高之摻雜水準下，CdO中之電子遷移率並未減少。當然，該遷移率顯著高於其他TCO中之電子遷移率，且因此，在近紅外區之自由載流子吸收保持較低。此特徵使得在太陽能電池中使用CdO層以改良電池效能或降低成本成為可能。在需要更低波長之吸收邊緣的應用中，CdO可與較大帶隙之氧化物(例如氧化鋅)形成合金，此舉可形成CdZnO。可調整該三元半導體之組合物以獲得所需吸收邊緣。與前述內容一致，本文所揭示之一些實施例為最上層中包括CdO以減少此層之薄片電阻率的太陽能電池，且進而改良該等金屬柵格指之間之電流流動(如以下第2圖及第3圖所進一步圖示之內容)。
第2圖圖示在500x集中太陽輻照下具有40%功率轉換效率之典型的多接面太陽能電池的有限元法(finite element,FEM)電腦模擬結果，因此所具有的電流密度為J=6.7A/cm2。本申請案之典型太陽能電池具有規則金屬柵格，該柵格在100微米間距處有5微米寬的指。該模擬太陽能電池包括具有1.6x10-6ohm-cm指電阻率之指的金屬柵格及電阻率為100ohm/sq的發射極薄片。
第2圖中曲線200用灰階表示之圍繞該等指的所得電位分佈來圖示該電池頂部之部分。可見由於發射極之電阻率大部分電壓降落發生在指之間。在此實例中，發射極與電接觸之間的最大電壓降落為0.105V。
第3圖圖示優於第2圖中所測試的多接面太陽能電池之示例性實施例的效能改良。在該示例性實施例下，厚度為0.3微米且電阻率為3x10-5ohm-cm之附加CdO層沈積於金屬柵格之下的發射極上。如第3圖所示，CdO層之添加導致電位分佈之顯著變化，最小化指之間之電壓降落，以使最高電壓降落約為0.0148V。此最小化電壓降落對應於比無CdO層之情況下串聯電阻減小7倍。
本文所揭示之各種實施例用於集中型PV應用。其他實施例可用於標準非集中型應用。太陽能電池中之串聯電阻之減少轉化為增加的填充因數且因此有較高效率。此亦將允許減少指之密度，且因此經由減少遮光損失增加效率。在特定情況下，CdO可部分地或完全地替代金屬柵格。此舉為一成本優勢，因為例如在矽PV技術中，用於形成柵格之銀金屬已成為主要成本因素。減少之串聯電阻亦將允許PV之集中倍數較高，此為直接成本及效率優勢。
第4圖圖示作為多接面太陽能電池400之實施例，該多接面太陽能電池400具有一頂層，該頂層包含具有一或更多指之金屬柵格及發射極層。TCO層包含CdO層406，該CdO層在一側連接在金屬柵格408的指之間，且在另一側連接至InGaP發射極層404。
金屬柵格408提供頂部接觸。抗反射塗層410安置於氧化鎘層406上。背面接觸412安置於標準多接面太陽能電池結構402(例如使用III-V族半導體形成)的下方。光414衝擊太陽能電池400之頂面。
在一實例中，CdO層406為厚度約在100nm至300nm之範圍內的n型CdO層。可調整該厚度以獲得CdO層之最佳抗反射性質。在一個實例中，InGaP發射極層404為厚度約為100nm之n型InGaP層。
其他實施例(未圖示於第4圖)為具有包含一發射極層之頂層的太陽能電池，其中該發射極層包含CdO層。在一個實施例中，CdO層之厚度約在50nm至300nm之範圍內，且甚至更特定而言在100nm至300nm之範圍內。在一個實施例中，發射極層進一步包含連接至CdO層之InGaP層，其中該InGaP層為厚度約為100nm之n型InGaP層。
在PV技術中，抗反射塗層(anti-reflective coating,ARC)通常藉由使該電池之反射損耗最小化以幫助改良該太陽能電池之效率。為使該等反射損耗之最小化達到最佳，ARC較佳地具有最佳折射率及最佳厚度。例如，在矽PV技術中，四氮化三矽(trisilicon tetranitride,Si3N4)常用於使反射損失最小化。CdO之折射率與Si3N4之折射率類似。因此，CdO同時可起電流收集之作用以及抗反射塗層功能，因此無需製造附加之ARC層(例如Si3N4層)。換言之，可將如本文所述之CdO層用作ARC，且在該太陽能電池中不需要另外的ARC層。
如第5圖所圖示，CdO可用於基於具有n型發射極層之p型晶圓的標準矽PV技術中。然而，如第5圖及第6圖所圖示，CdO與矽之間之能帶對準更有利於基於n型矽晶圓之技術，在該技術中CdO與p型發射極直接接觸，如第7圖 之示例性實施例所進一步圖示(下文詳細描述)。
圖示於第5圖與第6圖之計算能帶圖對以上兩種情況做出比較。如第5圖所圖示，當CdO與p型晶圓及n型發射極層一起使用時，形成對電子之障壁。該障壁增加了矽與CdO之間之接觸電阻，此情況可能要求在矽與CdO之間之附加層以便減少增加之電阻。
相反，如第6圖之能帶圖所圖示，當CdO與基於n型矽晶圓之太陽能電池之p型發射極一起使用時，電荷載流子(在該種情況下電洞)到達CdO接觸層所遇之障壁很少。諸如第7圖所特定圖示之實例，此配置還具有另一優勢：n型CdO充當p型矽上之鈍化層。鈍化效應藉由在矽之介面處選擇較低之摻雜水準，及隨後將該層分為較高之摻雜水準以達最高之傳導率及透射率而得以最大化。因此，根據前述內容，如第7圖所示例性繪示，當CdO與基於n型矽晶圓之太陽能電池之p型發射極介連時，該CdO層在p型矽上同時用作透明接觸層、抗反射塗層及鈍化層。
更詳細而言，第7圖圖示具有n型矽晶圓702(例如單晶或多晶)之太陽能電池700。背面接觸層712位於晶圓702之下。p型矽發射極層704(例如厚度為100nm之發射極層)位於晶圓702之上。CdO層706位於發射極層704之上。此實施例中之CdO層706為n型，且該CdO層具有例如70nm-130nm之厚度。頂部接觸708(例如匯流條)位於CdO層706之上。
矽晶圓702之頂面通常經紋理化(以減少反射損 耗)，在此種情況下CdO層706之紋理類似於矽晶圓702之紋理(為簡化說明，該紋理未圖示於此圖中)。
CdO之另一可能的應用為具有本質薄層(intrinsic thin-layer,HIT)之異質接面電池技術，例如，如第8圖中圖示且在下文所論述。HIT電池係基於薄非晶矽層與結晶矽晶圓之間之異質接面。電池表面上之非晶矽層具有卓越鈍化性質，但具有相對較高電阻。因此，HIT電池在金屬柵格指之間使用附加TCO層。該TCO層通常由氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)組成。
然而，將ITO用作TCO層具有缺點。舉例而言，ITO中之銦組份價格昂貴。又，ITO必需為低摻雜的以避免在紅外波長處之吸收，此情況限制了ITO之橫向導電率。另外，鑒於頂層所需的抗反射之功能，該頂層之厚度大體受到限制。
例如，如第8圖之示例性實施例中所圖示，CdO可用於HIT電池技術。進一步詳細言之，第8圖圖示具有n型矽晶圓802(例如厚度為200微米-300微米之晶圓)之太陽能電池800。本質氫化非晶矽層810位於晶圓802之上。p型氫化非晶矽發射極層804位於層810之上。CdO層806位於層804之上。頂部接觸808位於CdO層806之上。
本質氫化非晶矽層814位於矽晶圓802之底側上，且n型氫化非晶矽層816位於層814之下。CdO層818為在層816上形成之背面接觸層。背面接觸812形成於CdO層818之上。
因為較少紅外吸收及顯著較高之導電率，在HIT電 池中使用CdO允許減少該電池之金屬柵格指，此舉又允許減少遮光損失量。另外，出於抗反射之目的，可將頂部CdO層製成最佳薄之厚度。
在一些實施例中，該TCO層包含具有約為70nm至130nm之厚度的n型CdO層806，該n型CdO層806在一側連接於頂部接觸808(例如匯流條)之間，且於另一側連接至p型氫化非晶矽(a-Si：H)層804(例如，層804具有約為5奈米之厚度)。如第8圖所進一步圖示，在一個實例中，p型a-Si：H層804亦連接至厚度約為5nm之本質a-Si：H層810。
改良之紅外透射特徵亦使得CdO適合於HIT電池(且亦適合於其他類型之太陽能電池)之背面接觸側。如第8圖所圖示，在一個實施例中，位於矽晶圓802與金屬背面接觸812之間之TCO層係用以改良紅外光之背反射。在一些實例中，連接在矽晶圓802與金屬背面接觸812之間的TCO層包含厚度約為50nm至200nm之n型CdO層818(由CdO或CdO之合金形成)，該n型CdO層818連接在金屬背面接觸812與厚度約為15nm之n型a-Si：H層816之間。如第8圖所進一步圖示，在一個實例中，n型a-Si：H層816亦連接至厚度約為5nm之本質a-Si：H層814。
如上文論述之第7圖之CdO層706一樣，CdO層806之頂面可具有與其下方之矽晶圓802之紋理類似的紋理。
在第4圖、第7圖或第8圖之替代實施例中，可在無頂部氧化鎘層的情況下使用底部氧化鎘層。舉例而言，當所需僅為減少背面接觸處的光之反射損耗時，可進行此舉。 前述內容之可能的應用包括例如反向變質多接面太陽能電池及以磊晶起離技術所製成之太陽能電池(例如阿爾塔設備公司(Alta Devices)使用之太陽能電池)。
在其他各種實施例中，如上所述之氧化鎘層(CdO或相關合金)並不限於與特定之太陽能電池材料一起使用。除可用於矽技術及III-V族技術之外，因具有前述之優勢，該氧化鎘層亦可作為正面接觸層以及背面接觸層用於CdTe、CIGS、CZTS、薄膜矽及有機PV技術中。可能之應用亦包括行動裝置、智慧電話、平板電腦及其他電子裝置(例如藉由整合PV至此等裝置中所達成之電子裝置)中之光電電池。
以下進一步描述各種實施例。在第一實施例中，設備包括太陽能電池結構及覆於該太陽能電池結構之上的氧化鎘層。在一個實施例中，該設備進一步包含覆於該氧化鎘層之上的抗反射塗層，及位於太陽能電池結構之下的背面接觸。在一個實施例中，氧化鎘層之厚度為50nm至300nm，或甚至更特定而言為100nm至300nm。
在一個實施例中，設備進一步包含位於氧化鎘層之下的發射極層(為太陽能電池結構之一部分)。在一個實施例中，發射極層為n型InGaP層、p型矽層、n型矽層、非晶矽層(n型或p型)或硫化鎘層(例如n型CdS層)。該硫化鎘層通常基於CdTe及CIGS技術。
在一個實施例中，太陽能電池結構為多接面太陽能電池結構，或基於n型矽晶圓。在一個實施例中，太陽能電池結構係基於n型矽晶圓，且該設備進一步包含位於氧化鎘 層與矽晶圓之間的p型矽發射極層。
應注意，在替代實施例中，太陽能電池結構可基於p型矽晶圓。在又其他實施例中，太陽能電池結構可基於任何薄膜太陽能電池結構，如CdTe、CIGS、CZTS或薄膜矽。在其他實施例中，太陽能電池結構可基於單晶矽晶圓或多晶矽晶圓(例如，如第7圖或第8圖所圖示之矽晶圓)。
在一個實施例中，氧化鎘層為頂部接觸層且用作抗反射塗層。在一個實施例中，氧化鎘層進一步用作鈍化層。在一個實施例中，該設備進一步包含覆於氧化鎘層之上的頂部接觸柵格。
在其他實施例中，該設備進一步包含位於太陽能電池結構背面上之金屬接觸，其中氧化鎘層位於太陽能電池結構與金屬接觸之間以便改良背面反射率。太陽能電池結構可為矽太陽能電池、薄膜太陽能電池、多接面太陽能電池、反向變質多接面太陽能電池或磊晶起離太陽能電池。
在另一實施例中，太陽能電池包括半導體晶圓及覆於該晶圓之上的頂部氧化鎘層。在一個實施例中，太陽能電池進一步包含位於半導體晶圓之下的底部氧化鎘層。在一個實施例中，半導體晶圓為結晶矽晶圓，且該太陽能電池進一步包含覆於結晶矽晶圓之上的p型非晶矽層。
在一個實施例中，p型非晶矽層為位於頂部氧化鎘層之下的發射極，且該頂部氧化鎘層為n型。在一個實施例中，該底部氧化鎘層為n型，且該太陽能電池進一步包含位於半導體晶圓之下且覆於底部氧化隔層之上的n型非晶矽層。
在一個實施例中，頂部氧化鎘層之厚度為70nm至130nm，，且底部氧化鎘層之厚度為50nm至200nm。在一個實施例中，半導體晶圓包含多接面太陽能電池結構，且該太陽能電池進一步包含位於頂部氧化鎘層之下的發射極層(作為多接面太陽能結構之一部分)。
在另一實施例中，一種方法包括形成太陽能電池結構及形成位於該太陽能結構之下或覆於該太陽能結構之上的氧化鎘層。
在一個實施例中，氧化鎘層係使用已經用例如n型摻質(諸如銦或鎵)摻雜的CdO形成。
在一個實施例中，該氧化鎘層中之CdO已經與ZnO、MgO或其他金屬氧化物形成合金以便調整該氧化鎘層之透射光譜。
在一個實施例中，氧化鎘層藉由濺鍍形成。在一個實施例中，形成氧化鎘層以具有100nm至300nm之厚度。在另一實施例中，在自上而下之製程(頂置板配置)中，首先在頂置板(例如玻璃)上形成氧化鎘層，隨後形成覆於該氧化鎘之上的薄膜太陽能電池結構(例如CdTe技術)。
關於氧化鎘(CdO)之電阻率或透射特徵及/或CdO之能帶結構的附加資訊可在例如K.M.Yu等人，Ideal Transparent Conductors For Full Spectrum Photovoltaics,Journal of Applied Physics 111,123505(2012)及P.H.Jefferson等人，Bandgap and Effective Mass of Epitaxial Cadmium Oxide,Applied Physics Letters,92(2)：022101(2008)中找到，該等文 章之每一者以引用之方式全部併入本文中。
在前述之說明書中，已參考本揭示案之特定的示例性實施例描述本揭示案。很明顯在不脫離以下申請專利範圍之更廣泛精神及範疇之情況下可對本揭示案做出多種修改。因此，該說明書及附圖僅為說明之作用而不欲為限制之作用。
400‧‧‧多接面太陽能電池
402‧‧‧標準多接面太陽能電池
404‧‧‧磷化銦鎵發射極層
406‧‧‧氧化鎘層
408‧‧‧金屬柵格
410‧‧‧抗反射層
412‧‧‧背面接觸
414‧‧‧光

Claims (27)

  1. 一種設備，該設備包含：一太陽能電池結構；及覆於該太陽能電池結構之上的一經摻雜氧化鎘層。
  2. 如請求項1所述之設備，該設備進一步包含位於該太陽能電池結構之一背面上之一金屬接觸，其中一附加的氧化鎘層位於該太陽能電池結構與該金屬接觸之間以便改良背面反射率。
  3. 如請求項2所述之設備，其中該太陽能電池結構為矽太陽能電池、一薄膜太陽能電池、一多接面太陽能電池、一反向變質多接面太陽能電池或一磊晶起離太陽能電池。
  4. 如請求項1所述之設備，該設備進一步包含覆於該氧化鎘層之上的一抗反射塗層，及位於該太陽能電池結構之下的一背面接觸。
  5. 如請求項1所述之設備，其中該氧化層具有50nm至300nm之一厚度。
  6. 如請求項1所述之設備，其中該太陽能電池結構包括一發射極層，且該氧化鎘層覆於該發射極層之上。
  7. 如請求項6所述之設備，其中該發射極層為一n型磷化銦鎵層、一p型矽層、一n型矽層、一p型非晶矽層、一n型非晶矽層或一n型硫化鎘層。
  8. 如請求項1所述之設備，其中該太陽能電池結構為從由以下所構成之群組中選擇之一結構：一多接面太陽能電池結構；基於一n型矽晶圓之一結構；基於一p型矽晶圓之一結構；基於一單晶矽晶圓或多晶矽晶圓之一結構；及使用CdTe、CIGS、CZTS或薄膜矽之一薄膜太陽電池結構。
  9. 如請求項1所述之設備，其中該太陽能電池結構係基於一n型矽晶圓，且該設備進一步包含位於該氧化鎘層與該矽晶圓之間的一p型矽發射極層。
  10. 如請求項1所述之設備，其中該氧化鎘層為一頂部接觸層且用作一抗反射塗層。
  11. 如請求項10所述之設備，其中該氧化鎘層進一步用作一鈍化層。
  12. 如請求項1所述之設備，該設備進一步包含覆於氧化鎘 層之上的一頂部接觸柵格。
  13. 一種太陽能電池，該太陽能電池包含：一半導體晶圓；及覆於該晶圓之上的一頂部氧化鎘層，其中該氧化鎘層摻雜一n型摻質。
  14. 如請求項13所述之太陽能電池，其中該n型摻質為銦或鎵。
  15. 如請求項13所述之太陽能電池，該太陽能電池進一步含包位於該半導體晶圓下方之一底部氧化鎘層。
  16. 如請求項13所述之太陽能電池，其中該半導體晶圓為一結晶矽晶圓，且該太陽能電池進一步包含覆於結晶矽晶圓之上的一p型非晶矽層。
  17. 如請求項16所述之太陽能電池，其中該p型非晶矽層為位於該頂部氧化鎘層之下的一發射極。
  18. 如請求項15所述之太陽能電池，該太陽能電池進一步包含位於該半導體晶圓之下且覆於該底部氧化鎘層之上的一n型非晶矽層。
  19. 如請求項13所述之太陽能電池，其中該頂部氧化鎘層具有70nm至130nm之一厚度，且該底部氧化鎘層具有50nm至200nm之一厚度。
  20. 如請求項13所述之太陽能電池，其中該半導體晶圓包含一多接面太陽能電池結構，且該太陽能電池進一步包含覆於該多接面太陽能電池結構之上且位於該頂部氧化鎘層之下的一發射極層。
  21. 一種方法，該方法包含以下步驟：形成一太陽能電池結構；形成位於該太陽能電池結構之下或覆於該太陽能電池結構之上之一氧化鎘層；及用一n型摻質摻雜該氧化鎘層。
  22. 如請求項21所述之方法，其中該氧化鎘層藉由濺鍍形成。
  23. 如請求項21所述之方法，其中形成該氧化層以具有50nm至300nm之一厚度。
  24. 如請求項21所述之方法，其中用銦摻雜該氧化鎘層。
  25. 如請求項21所述之方法，其中用鎵摻雜該氧化鎘層。
  26. 如請求項21所述之方法，該方法進一步包含使用氧化鎘與一金屬氧化物之一合金形成該氧化鎘層，以調整該氧化鎘層之一透射光譜。
  27. 如請求項26所述之方法，其中該金屬氧化物為氧化鋅或氧化錳。
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