TWI449192B - 具奈米疊層透明電極之太陽電池及其製造方法 - Google Patents

具奈米疊層透明電極之太陽電池及其製造方法 Download PDF

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Description

具奈米疊層透明電極之太陽電池及其製造方法
本發明是有關於一種太陽電池，特別是有關於一種可在紅外光波長仍具有良好穿透率之具奈米疊層透明電極之太陽電池及其製造方法。
在現今社會逐漸面臨石化能源短缺及環境污染的狀況之下，取之不盡且無污染的太陽能成了一個重要的替代能源，關於運用太陽能的研究和嘗試也受到廣大的重視。然而，由於太陽電池產能效率的限制，使得太陽能的應用範疇也受到侷限。因此，如何改善光電轉換的效率以提升太陽電池的效能，是現今需要解決的一個重要課題。
目前太陽電池為了減少入射太陽光的反射損失，必須增加一道成長氮化矽薄膜的製程，此製程因使用高危險的矽甲烷為原料，在工業安全之維護上造成大量的成本支出，同時需要採用高溫燒結將導電金屬漿料燒附的金屬化製程(或稱為網印)，此高溫製程常造成太陽能晶片翹曲(bowing)的現象，導致晶片在後續製程與模組製作中產生大量破片等問題。翹曲的情形也隨著未來太陽能晶片厚度薄化的趨勢越顯嚴重。另外，太陽電池正面的指狀銀導線 設計亦扮演著串聯電阻(Rs)而影響太陽電池之供電效率，且在太陽能電池的操作中，正面銀導電極會遮蔽(shading)部分的受光面積，因此一般設計上會儘量減少細電極(finger)與粗電極(busbar)的線寬，但是粗電極寬度過窄將使模組階段在銲接導線時面臨操作困難，同時銲接面積過小時也可能導致接觸電阻的增加、導線與粗電極間焊接強度不足等問題。細電極寬度縮小可直接減少遮蔽率，但Rs亦將隨之增加而降低光電轉換的效率，因此網印時銀導線的網印品質必須時常注意。而導電漿料中所添加的有機溶劑在燒除過程中也會造成環境汙染的增加與現場工作人員呼吸器官的危害等工安問題。
因此，本發明之目的即為改善現行太陽電池透明電極之缺點，製作一種低成本、高安全性及大量生產潛力，使用奈米疊層(nanolaminate)抗反射透明電極的太陽電池。
有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的為提出一種具奈米疊層透明電極之太陽電池及其製造方法，以解決現行太陽電池透明電極之缺點，並提升太陽電池之光電轉換效率。
根據本發明之目的，提出一種具奈米疊層透明電極之太陽電池，包含：一基板；一設置於該基板上的第一電極層；一設置於第一電極層上的光電轉換層；以及一設置於該光電轉換層上的第二電極層。其中，上述第一電極層及第二電極層中至少有一為一奈米疊層透明電極，該奈米疊層透明電極包含複數層奈米複合層，每一奈米複合層包括複數層第一金屬氧化物層；以及形成於該些第一金屬氧化物層上的複數層第二金屬氧化物層。
其中，該些第一金屬氧化物層與該些第二金屬氧化物層係由不同材料所形成，該材料是選自氧化鋅、氧化鈦鋁、氧化鋁、氧化銦、氧化鈦、氧化錳、氧化鍺或氧化鍺銦等金屬氧化物。且該些第一金屬氧化物層與該些第二金屬氧化物層之接觸介面形成有一尖晶石相(Spinel phases)層。
較佳地，當該第一金屬氧化物層或該第二金屬氧化物層為氧化鋅層時，該氧化鋅層的厚度為1.7至2Å。
較佳地，當該第一金屬氧化物層或該第二金屬氧化物層為氧化鋁層時，該氧化鋁層的厚度為0.9至1.1Å。較佳地，各奈米複合層中的氧化鋁層與氧化鋅層的層數比例為2：98至5：95。
較佳地，當該複數層奈米複合層堆疊850~950層時，該奈米疊層透明電極具有一小於50W/□之片電阻，以及平均穿透率在波長400~1300nm之光譜範圍內達到85%。
較佳地，該尖晶石相(Spinel phases)層具有一平均密度為5.5g/cm3至7.2g/cm3。
此外，本發明更提出一種具奈米疊層透明電極之太陽電池之製造方法，包含：備置一基板；在該基板上形成一第一電極層；在該第一電極層上形成一光電轉換層；以及在該光電轉換層上形成一第二電極層。其中，該第一電極層及第二電極層中至少有一為一奈米疊層透明電極，係利用原子層沉積法製造，包括：經由重覆一超週期(supercycle)步驟，以形成複數層奈米複合層於該光電轉換層上，該超週期(supercycle)步驟包括：經由重複一第一單位週期步驟形成複數層第一金屬氧化物層；以及經由重複一第二 單位週期步驟形成複數層第二金屬氧化物層；其中，該些第一金屬氧化物層與該些第二金屬氧化物層係由不同材料所形成，且該第一單位週期與該第二單位週期之步驟為在一反應室中實施，並藉由控制該反應室的一反應壓力、該基板的一反應溫度、及每一該奈米複合層之該第一金屬氧化物層與該第二金屬氧化物層的層數比例，使該第一金屬氧化物層與該第二金屬氧化物層的接觸介面，形成一尖晶石相(Spinel phases)層。
較佳地，該第一金屬氧化物層為氧化鋅層、氧化鋁鈦層、氧化銦層、氧化鈦層、氧化錳層、氧化鍺層或氧化鍺銦層。
較佳地，該第二金屬氧化物層為氧化鋅層、氧化鋁鈦層、氧化銦層、氧化鈦層、氧化錳層、氧化鍺層或氧化鍺銦層。
較佳地，當該第一金屬氧化物層或該第二金屬氧化物層為氧化鋅層時，該氧化鋅層的厚度為1.7至2Å。
較佳地，當該第一金屬氧化物層或該第二金屬氧化物層為氧化鋁層時，該氧化鋁層的厚度為0.9至1.1Å。
較佳地，該反應壓力為約2Torr至約14Torr，且該基材的溫度為約100℃至約250℃。
較佳地，每一該奈米複合層中的氧化鋁層與氧化鋅層的層數比例為2：98至5：95。
較佳地，當該複數層奈米複合層堆疊850~950層時，該奈米疊層透明電極具有一小於50W/□之片電阻，以及平均穿透率在波長400~1300nm之光譜範圍內達到85%。
承上所述，依本發明之具奈米疊層透明電極之太陽電池及其製造方法，其可具有一或多個下述優點：
(1)本發明太陽電池之奈米疊層透明電極可改善現行較複雜且有安全疑慮的氮化矽抗反射膜，可同時扮演太陽電池之透明電極以及抗反射膜之作用，在節省製程成本的同時提高安全性。
(2)本發明太陽電池之奈米疊層透明電極不需經過金屬化製程，可避免銀導線造成的遮蔽，增加太陽電池的受光面積，提升光電轉換效率。
(3)本發明太陽電池之奈米疊層透明電極以原子層沉積技術(ALD)製備，可精確控制薄膜厚度，且膜厚飄移率小於1%，此原子級尺度之精密製程可降低原子團聚現象，使表面粗糙度降低，並降低表面與界面散射等影響，使光學特性獲得提升。另一方面，導電性因薄膜結構缺陷低，電荷捕捉中心(carrier trap center)與缺陷散射(defect scattering center)均較傳統製程製備之薄膜為低，使導電性獲得提升。
(4)本發明太陽電池之奈米疊層透明電極藉由光學設計的優化，在770~1300nm的紅外光波長範圍仍可保有85%的光穿透率，提升太陽電池的效率。
1‧‧‧奈米疊層透明電極
10‧‧‧基材
11‧‧‧奈米複合層
111‧‧‧第一金屬氧化物層
112‧‧‧第二金屬氧化物層
113‧‧‧尖晶石相層
5、6、7‧‧‧太陽電池
50、60、70‧‧‧基板
51、61、71‧‧‧第一電極層
52、62、72‧‧‧光電轉換層
522、622、722‧‧‧吸收層
521/523、621/623、721/723‧‧‧p/n層或n/p層
53、63、73‧‧‧第二電極層
74‧‧‧絕緣層
L‧‧‧太陽光
S11~S12、S111~S114、S121~S124、S81~S84‧‧‧步驟
第1圖係本發明之奈米疊層透明電極之結構示意圖；第2圖係本發明之奈米疊層透明電極之製作方法之超週期之步驟示意圖。
第3圖係本發明之奈米疊層透明電極之製作方法之第一單位週期 的步驟示意圖。
第4圖係本發明之奈米疊層透明電極之製作方法之第二單位週期的步驟示意圖。
第5圖係本發明之具奈米疊層透明電極之太陽電池的第一實施例的剖面示意圖。
第6圖係本發明之具奈米疊層透明電極之太陽電池的第二實施例的剖面示意圖。
第7圖係本發明之具奈米疊層透明電極之太陽電池的第三實施例的剖面示意圖。
第8圖係本發明之具奈米疊層透明電極之太陽電池的製作方法步驟示意圖。
第9圖係本發明之奈米疊層透明電極中氧化鋁層占全體層數比例與穿透光譜及穿透率之關係圖。
第10圖係本發明之奈米疊層透明電極中堆疊層數與片電阻之關係圖。
以下實施例僅是用來更詳細地描述本發明之應用，並附圖來作說明。在圖式中，為明確起見可能將各層的尺寸及相對尺寸作誇飾，實際尺寸並不以此為限。
請參閱第1圖，其係為本發明之奈米疊層透明電極之示意圖。如圖所示，可清楚看出本發明之奈米疊層透明電極1之結構，係在基材10表面上，藉由重複地堆疊一奈米複合層11以達成抗反射及導電的功效。而每一奈米複合層11係由複數層的第一金屬氧化物層111及複數層的第二金屬氧化物層112所構成，複數層的第二金 屬氧化物層112則是形成於複數層的第一金屬氧化物層111上。其中，在每一奈米複合層11結構中，在複數層第一金屬氧化物層111與複數層第二金屬氧化物層112的接觸介面，第一金屬氧化物與第二金屬氧化物係相互接觸形成一尖晶石相(Spinel phase)層113。同樣的，由於相互堆疊的兩奈米複合層，是透過一奈米複合層的複數層第一金屬氧化物層111疊置於另一奈米金屬層的第二金屬氧化物層112上而設置於基材10之上，因此在兩相互堆疊的奈米複合層之間，也形成有一尖晶石相(Spinel phase)層113。
此外，如第1圖所示之奈米疊層透明電極1之結構，在最頂層之奈米複合層上，依需要可更進一步形成複數層由第二金屬氧化物所形成的層覆蓋於最頂層之奈米複合層。
本發明之奈米疊層透明電極1結構中，第一金屬氧化物層111與第二金屬氧化物層112是由不同的材質所形成。第一金屬氧化物層111是為透明且具導電性的金屬氧化物層，並可為氧化鋅(ZnO)層、氧化鋁(Al2O3)層、氧化銦層、氧化鈦層、氧化錳層、氧化鍺層或氧化鍺銦層，而第二金屬氧化物層112同樣是為透明的金屬氧化物層，並可為氧化鋅層、氧化鋁(Al2O3)層、氧化銦層、氧化鈦層、氧化錳層、氧化鍺層或氧化鍺銦層。而基材10可為太陽電池之基板，如玻璃或不銹鋼，或太陽電池之光電轉換層的最上層表面。
本發明之奈米疊層透明電極1主要是透過原子層沉積技術(ALD)製作，並在製程中，藉由調控第一金屬氧化物層111與第二金屬氧化物層112的沉積條件，以最佳化所形成薄膜的粗糙度、密度及 厚度，並促使不同的金屬氧化物層之間形成具有高緻密度特性的尖晶石相層113(spinel phase)，此尖晶石相層依據第一金屬氧化物層111與第二金屬氧化層112的種類，而可具有一密度5.5g/cm3至7.2g/cm3。相較於傳統製程所製作的奈米疊層膜，本發明由於可藉由原子層沉積技術(ALD)輕易的最佳化奈米疊層透明電極中各層的表面粗糙度及密度，並促使尖晶石相的生成。因此，透過多層的奈米複合層的堆疊，本發明之奈米疊層透明電極確實可減少由薄膜表面粗糙造成的表面及界面的光散射，而達成有效率抗反射效果。又，原子層沉積技術(ALD)是藉由化學吸附反應的過程而形成薄膜結構，因此較傳統製程可形成厚度更為均勻的薄膜，因而可降低整體薄膜的厚度，並更利於應用在薄膜太陽電池的結構中。
在本發明之奈米疊層透明電極之製作方法中，是先於基材10上進行一次的超週期(super cycle)步驟，以形成第一層的奈米複合層11結構後，再重覆進行多次的超週期步驟而於基材10上進一步形成複數層的奈米複合層11。
請參閱第2圖，其係本發明之奈米疊層透明電極之製作方法之超週期之步驟示意圖。如圖所示，每一超週期步驟係包含有步驟S11：重複進行複數次的第一單週期步驟，以形成複數層的第一金屬氧化物層；以及步驟S12：重複進行複數次的第二單週期步驟以形成複數層的第二金屬氧化物層於該複數層第一金屬氧化物層上，其中，於一次的第一單位週期步驟中是形成單一層的第一金屬氧化物層，而於一次的第二單為週期步驟中，是形成單一層的第二金屬氧化物層。
又，請參閱第3圖及第4圖，其分別係為本發明之奈米疊層透明電極之製作方法之第一單位週期與第二單位週期的步驟示意圖。如圖所示，本發明之第一單位週期係包含步驟S111，吸附一第一金屬源材料。步驟S112：清除未反應之第一金屬源材料。步驟S113：供應一氧氣源材料，以與第一金屬源材料反應。以及步驟S114清除未反應之氧氣供應源材料及反應副產物。而本發明之第二單位週期則係包含步驟S121，吸附一第二金屬源材料。步驟S122：清除未反應之第二金屬源材料。步驟S123：供應一氧氣源材料，以與第二金屬源材料反應。以及步驟S124清除未反應之氧氣供應源材料及反應副產物。
當第一金屬氧化物層111與第二金屬氧化物層112分別為氧化鋅(ZnO)層、氧化鋁層、氧化銦層、氧化鈦層、氧化錳層、氧化鍺層或氧化鍺銦層時，第一金屬源與第二金屬源可分別為鋅、鋁、銦、鈦、錳、鍺，或鍺銦等金屬的有機金屬源。而供應的氧氣源材料可為O3、H2O或O2電漿，並是用以氧化吸附於基材表面的第一金屬源或第二金屬源，以形成第一金屬氧化物層或第二金屬氧化物層。另外，在步驟S112、S114、S122及S124中，是供應氮氣氣體或惰性氣體於原子層沉積的反應室中，以清除未反應的第一金屬源材料、第二金屬源材料、氧氣供應源材料及反應副產物。
以下將藉由本發明之第一至第三實施例，說明本發明之奈米疊層透明電極在太陽電池構造中之運用。
請參閱第5圖，其係為本發明之具奈米疊層透明電極之太陽電池的第一實施例的剖面示意圖。本實施例之太陽電池5包含絕緣透明基板50、第一電極層51、光電轉換層52及第二電極層53。其中 ，絕緣透明基板50可為一玻璃板，第一電極層51可為一金屬電極層，光電轉換層52可依所需為p-i-n結構或n-i-p結構，圖中是以522為吸收層(即i層)，而521與523則可依所需為n/p層或p/n層。而第二電極53為本發明之奈米疊層透明電極，包含複數層奈米複合層，每一奈米複合層包括複數層第一金屬氧化物層；以及形成於該些第一金屬氧化物層上的複數層第二金屬氧化物層，其中是以氧化鋅(ZnO)作為第一金屬氧化物層，並以氧化鋁(Al2O3)作為第二金屬氧化物層。
如圖所示，太陽光L從箭頭方向照射進入太陽電池5，先穿過具有抗反射效果之第二電極層53，再於光電轉換層52產生電子與電洞，經由第一電極層51及第二電極層53輸出。其中當第二電極層53之複數層奈米複合層堆疊850~950層時，第二電極層53的片電阻可低於50W/□，且平均穿透率在波長400~1300nm之光譜範圍內達到85%。
請參閱第6圖，其係為本發明之具奈米疊層透明電極之太陽電池的第二實施例的剖面示意圖。本實施例之太陽電池6包含絕緣透明基板60、第一電極層61、光電轉換層62及第二電極層63。其中，絕緣透明基板60可為一玻璃板，第二電極層63可為一金屬電極層，光電轉換層62可依所需為p-i-n結構或n-i-p結構，圖中是以622為吸收層(即i層)，而621與623則可依所需為n/p層或p/n層。而第一電極61為本發明之奈米疊層透明電極，包含複數層奈米複合層，每一奈米複合層包括複數層第一金屬氧化物層；以及形成於該些第一金屬氧化物層上的複數層第二金屬氧化物層，其中是以氧化鋅(ZnO)作為第一金屬氧化物層，並以氧化鋁(Al2O3)作為 第二金屬氧化物層。
如圖所示，太陽光L從箭頭方向照射進入太陽電池6，先穿過絕緣透明基板60以及具有抗反射效果之第一電極層61，再於光電轉換層62產生電子與電洞，經由第一電極層61及第二電極層63輸出。
請參閱第7圖，其係為本發明之具奈米疊層透明電極之太陽電池的第三實施例的剖面示意圖。本實施例之太陽電池7包含金屬基板70、絕緣層74、第一電極層71、光電轉換層72及第二電極層73。其中，金屬基板70可為不鏽鋼板，第一電極層71可為一金屬電極層，光電轉換層72可依所需為p-i-n結構或n-i-p結構，圖中是以722為吸收層(即i層)，而721與723則可依所需為n/p層或p/n層。而第二電極73為本發明之奈米疊層透明電極，包含複數層奈米複合層，每一奈米複合層包括複數層第一金屬氧化物層；以及形成於該些第一金屬氧化物層上的複數層第二金屬氧化物層，其中是以氧化鋅(ZnO)作為第一金屬氧化物層，並以氧化鋁(Al2O3)作為第二金屬氧化物層。
如圖所示，太陽光L從箭頭方向照射進入太陽電池7，先穿過具有抗反射效果之第二電極層73，再於光電轉換層72產生電子與電洞，經由第一電極層71及第二電極層73輸出。
請參閱第8圖，其係為本發明之具奈米疊層透明電極之太陽電池的製造方法流程圖。如圖所示，其步驟包含S81：備置一基板；S82：在該基板上形成一第一電極層，若該基板為金屬板，則先於該基板上形成一絕緣層；S83：在該第一電極層上形成一光電轉換層；以及S84：在該光電轉換層上形成一第二電極層。
其中，光電轉換層可依所需為p-i-n結構或n-i-p結構，且該第一電極層及第二電極層中至少有一為一奈米疊層透明電極，係利用原子層沉積技術(ALD)製造，其步驟如前述第2圖至第4圖所述，在此不再贅述。值得特別一提的是，此奈米疊層透明電極中第一金屬氧化物層與第二金屬氧化物層的層數比例，以氧化鋁層與氧化鋅層為例，當氧化鋁層的比例上升時，此透明電極的光穿透率會逐漸提升，如第9圖所示，然而其片電阻也有一併上升的疑慮，因此較理想的層數比例為2：98至5：95。此外，奈米疊層透明電極的堆疊層數也會對其穿透光譜範圍及片電阻造成影響，例如當堆疊層數為100~700層時，其穿透光譜範圍僅400~1000nm，且隨著堆疊層數的增加，此透明電極的片電阻會逐漸下降，如第10圖所示。因此，在考慮穿透光譜範圍、平均穿透率及片電阻的情況下，較理想的堆疊層數約為850~950層，在此範圍內可達到本發明所述小於50W/□之片電阻，以及平均穿透率在波長400~1300nm之光譜範圍內達到85%。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
5‧‧‧太陽電池
50‧‧‧基板
51‧‧‧第一電極層
52‧‧‧光電轉換層
522‧‧‧吸收層
521/523‧‧‧p/n層或n/p層
53‧‧‧第二電極層
L‧‧‧太陽光

Claims (8)

  1. 一種具奈米疊層透明電極之太陽電池，包含：一基板；一第一電極層，係設置於該基板上；一光電轉換層，係設置於該第一電極層上；以及一第二電極層，係設置於該光電轉換層上；其中，該第一電極層及該第二電極層中至少有一為一奈米疊層透明電極，該奈米疊層透明電極包含複數層奈米複合層，每一該奈米複合層包括：複數層第一金屬氧化物層；以及複數層第二金屬氧化物層，係形成於該些第一金屬氧化物層上；其中，該些第一金屬氧化物層與該些第二金屬氧化物層係由不同材料所形成，且該些第一金屬氧化物層與該些第二金屬氧化物層之接觸介面形成有一尖晶石相(Spinel phases)層，而當該第一金屬氧化物層或該第二金屬氧化物層為氧化鋅層時，該氧化鋅層的厚度為1.7至2Å，而當該第一金屬氧化物層或該第二金屬氧化物層為氧化鋁層時，該氧化鋁層的厚度為0.9至1.1Å，而各該奈米複合層中的該氧化鋁層與該氧化鋅層的層數比例為2：98至5：95，且當該複數層奈米複合層堆疊850~950層時，該奈米疊層透明電極具有一小於50W/□之片電阻，以及平均穿透率在波長400~1300nm之光譜範圍內達到85%。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池，其中該第一金屬氧化物 層為氧化鋅層、氧化鈦鋁層、氧化鋁層、氧化銦層、氧化鈦層、氧化錳層、氧化鍺層或氧化鍺銦層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池，其中該第二金屬氧化物層為氧化鋅層、氧化鈦鋁層、氧化鋁層、氧化銦層、氧化鈦層、氧化錳層、氧化鍺層或氧化鍺銦層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池，其中該尖晶石相(Spinel phases)層具有一平均密度為5.5g/cm3至7.2g/cm3。
  5. 一種太陽電池之製造方法，包含以下步驟：備置一基板；在該基板上形成一第一電極層；在該第一電極層上形成一光電轉換層；以及在該光電轉換層上形成一第二電極層；其中，該第一電極層及該第二電極層中至少有一為一奈米疊層透明電極，係利用原子層沉積法製造，經由重覆一超週期(supercycle)步驟，以形成複數層奈米複合層於該光電轉換層上，該超週期(supercycle)步驟包括：經由重複一第一單位週期步驟形成複數層第一金屬氧化物層；以及經由重複一第二單位週期步驟形成複數層第二金屬氧化物層；其中，該些第一金屬氧化物層與該些第二金屬氧化物層係由不同材料所形成，且該第一單位週期與該第二單位週期之步驟為在一反應室中實施，並藉由控制該反應室的一反應壓力、該基板的一反應溫度、及每一該奈米複合層之該第一金屬氧化物層與該第二金屬氧化物層的層數比例，使該第一金屬氧化物層與該第二金屬氧化物層的接觸介面，形成一尖晶石相(Spinel phases)層，而 當該第一金屬氧化物層或該第二金屬氧化物層為氧化鋅層時，該氧化鋅層的厚度為1.7至2Å，而當該第一金屬氧化物層或該第二金屬氧化物層為氧化鋁層時，該氧化鋁層的厚度為0.9至1.1Å，且該反應壓力為約2Torr至約14Torr，且該基板的溫度為約100℃至約250℃，而當該複數層奈米複合層堆疊850~950層時，該奈米疊層透明電極具有一小於50W/□之片電阻，以及平均穿透率在波長400~1300nm之光譜範圍內達到85%。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之太陽電池之製造方法，其中該第一金屬氧化物層為氧化鋅層、氧化鈦鋁層、氧化鋁層、氧化銦層、氧化鈦層、氧化錳層、氧化鍺層或氧化鍺銦層。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之太陽電池之製造方法，其中該第二金屬氧化物層為氧化鋅層、氧化鈦鋁層、氧化鋁層、氧化銦層、氧化鈦層、氧化錳層、氧化鍺層或氧化鍺銦層。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之太陽電池之製造方法，其中各該奈米複合層中的該氧化鋁層與該氧化鋅層的層數比例為2：98至5：95。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101918738B1 (ko) * 2012-04-17 2018-11-15 엘지전자 주식회사 태양 전지
JP6782211B2 (ja) * 2017-09-08 2020-11-11 株式会社東芝 透明電極、それを用いた素子、および素子の製造方法
CN107946404A (zh) * 2017-11-16 2018-04-20 隆基乐叶光伏科技有限公司 一种太阳能电池透明电极的制作方法
CN109360902B (zh) * 2018-09-30 2020-12-04 云谷（固安）科技有限公司 显示面板及其制备方法、显示装置
CN110277474B (zh) * 2019-06-06 2021-12-07 苏州迈展自动化科技有限公司 一种太阳能电池金属线膜的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4845043A (en) * 1987-04-23 1989-07-04 Catalano Anthony W Method for fabricating photovoltaic device having improved short wavelength photoresponse
TW201111541A (en) * 2009-09-28 2011-04-01 Univ Nat Taiwan Transparent conductive film and fabrication method thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102034612B (zh) * 2010-12-01 2012-12-05 北京科技大学 一种Al2O3-ZnO纳米棒阵列复合电极的制备方法
CN102005305B (zh) * 2010-12-01 2012-12-05 北京科技大学 Al2O3修饰ZnO纳米多孔薄膜复合电极的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4845043A (en) * 1987-04-23 1989-07-04 Catalano Anthony W Method for fabricating photovoltaic device having improved short wavelength photoresponse
TW201111541A (en) * 2009-09-28 2011-04-01 Univ Nat Taiwan Transparent conductive film and fabrication method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. W. Elam † and S. M. George, "Growth of ZnO/Al2O3 Alloy Films Using Atomic Layer Deposition Techniques", Chem. Mater., 2003, 15(4), 第1020~1028頁 *

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