TWI568002B - 薄膜型太陽能電池及其製造方法 - Google Patents

薄膜型太陽能電池及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI568002B
TWI568002B TW100145147A TW100145147A TWI568002B TW I568002 B TWI568002 B TW I568002B TW 100145147 A TW100145147 A TW 100145147A TW 100145147 A TW100145147 A TW 100145147A TW I568002 B TWI568002 B TW I568002B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
transparent conductive
electrode layer
front electrode
roughness
layer
Prior art date
Application number
TW100145147A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201240116A (en
Inventor
朴昶均
金德鎬
朴商基
朴元模
李龍炫
鄭俊詠
Original Assignee
周星工程有限公司
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 周星工程有限公司 filed Critical 周星工程有限公司
Publication of TW201240116A publication Critical patent/TW201240116A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI568002B publication Critical patent/TWI568002B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0236Special surface textures
    • H01L31/02366Special surface textures of the substrate or of a layer on the substrate, e.g. textured ITO/glass substrate or superstrate, textured polymer layer on glass substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022466Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1884Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

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

Description

薄膜型太陽能電池及其製造方法
本發明係關於一種太陽能電池,特別是一種薄膜型太陽能電池。
通常,太陽能電池可透過半導體特性將光能轉換為電能。
下面,對習知的太陽能電池之結構與原理進行簡述:太陽能電池具有PN接面結構,其中正極性半導體(P型半導體)與負極性半導體(N型半導體)相接合,因此,當陽光照射到具有PN接面之太陽能電池上時,太陽光線所具有之光能可於半導體內產生電洞(+)與電子(-)。在PN接面所產生之電場的作用下,電洞(+)向P型半導體移動,而電子(-)向N型半導體移動,進而會隨著電勢能的產生而產生電能。
而太陽能電池可分為兩類:晶圓太陽能電池與薄膜太陽能電池。
其中,晶圓太陽能係透過如矽之類的半導體所制成之晶圓來製造,而薄膜型太陽能電池係透過位於玻璃基板上之薄膜型半導體來製造。
雖然,這種晶圓型太陽能電池在轉化效率上優於薄膜型太陽能電池。但是,由於半導體基板較高的價格而難以降低製造成本且加工製程較為複雜,因此難以製造出厚度較薄的晶圓型太陽能 電池。
因此,即便薄膜型太陽能電池在轉換效率上稍遜於晶圓型太陽能電池,這種薄膜型太陽能電池也具有外形較薄、原材料成本較低等優勢。因此,這種薄膜型太陽能電池便於大量生產。
下面,將接合附圖對習知的薄膜型太陽能電池進行描述。
「第1圖」為習知的薄膜型太陽能電池之剖面圖。
如「第1圖」所示,這種習知的薄膜型太陽能電池包含有:基板10;前電極層20,係形成於10上;半導體層30,係形成於20上;透明導電層40,係形成於30上;以及後電極層50,係形成於40上。
同時,為了提高此太陽能電池之效率,可提高電洞與電子之產生速率。為此,需要增長太陽光線穿過30之路徑長度,同時人們也提出了用於增長太陽光線路徑長度的具體辦法,即使20表面具有粗糙的結構。
但是,習知技術中的上述太陽能電池卻存在下列問題: 通常,可透過金屬有機化學氣相沈積製程(MOCVD,metal organic chemical vapor deposition)形成20之表面。若採用這種金屬有機化學氣相沈積製程,則難以對20表面的粗糙結構進行控制,以致增加20之表面粗糙程度。
進而,若20之表面粗糙程度增大,則會降低太陽能電池之填充因數與開路電壓,最終降低太陽能電池之效率。
因此,為了從實質上避免由以上習知技術之局限及缺點所導致之一個或多個問題,本發明之目的在於提供一種薄膜型太陽能電池及其製造方法。
本發明之優點在於提供一種薄膜型太陽能電池及其製造方法,藉以降低前電極之表面粗糙度,進而提高電池能效。
為了獲得本發明之優點且依照本發明之目的,現對本發明作具體化和概括性地描述,本發明之一種薄膜型太陽能電池,係包含:基板;前電極層,係形成於基板上;半導體層,係型處於前電極層上;透明導電層,係形成於半導體層上;以及後電極層,係形成於透明導電層上;其中,前電極層包含有:第一前電極層,係形成於基板上並具有第一粗糙結構;以及第二前電極層,係形成於第一前電極層上並具有第二粗糙結構;並且第一粗糙結構與第二粗糙結構是不同的。
本發明之另一目的提供了一種薄膜型太陽能電池,係包含:基板;前電極層,係形成於基板上;半導體層,係型處於前電極層上;透明導電層,係形成於半導體層上;以及後電極層,係形成於透明導電層上;其中,前電極層包含有:第一透明導電層,係形成於基板上並具有第一粗糙結構;以及第二透明導電層,係形成於第一透明導電層上並具有第二粗糙結構;並且第一粗糙結構與第二粗糙結構是不同的。
其中該第二粗結構之粗糙程度小於第一粗糙結構之粗糙程度。
其中第一粗糙結構包含:具有角度的峰和谷,而第二粗糙結構包含有:不具角度的峰和谷。
其中第一前電極層之結晶結構不同於該第二前電極層之結晶結構。
其中第一透明導電層之結晶結構不同於第二透明導電層之結晶結構。
其中第二前電極層之體積佔該前電極層之1%至50%。
其中第二透明導電層之體積佔該透明導電層之1%至50%。
其中前電極層還包含第三前電極層,此第三前電極層形成於基板與第一前電極層之間,並且第三前電極層之表面具有第三粗糙結構,此第三粗糙結構之表面粗糙程度小於第一粗糙結構之表面粗糙程度。
此透明導電層還包含第三透明導電層,係形成於半導體層與第一透明導電層之間,第三透明導電層之表面具有第三粗糙結構,此第三粗糙結構之表面粗糙程度小於第一粗糙結構之表面粗糙程度。
其中半導體層包含有:第一半導體層與第二半導體層,而第一半導體層與該第二半導體層之間插入有緩衝層。
本發明之又一目的在於:提供一種薄膜型太陽能電池之製造 方法,係包含:於基板上形成前電極層;於前電極層上形成半導體層;於半導體層上形成透明導電層;於透明導電層上形成後電極層,其中形成前電極層之步驟係包含:於基板上形成第一前電極層,此第一電極層之表面具有第一粗糙結構;及於第一前電極層上形成第二前電極層,第二電極層之表面具有第二粗糙結構,其中第一粗糙結構不同於第二粗糙結構。
本發明之又一目的在於:提供一種薄膜型太陽能電池之製造方法,係包含:於基板上形成前電極層;於前電極層上形成半導體層;於半導體層上形成透明導電層;於透明導電層上形成後電極層,其中形成前電極層之步驟係包含:於半導體層上形成第一透明導電層,第一透明導電層之表面具有第一粗糙結構;及於第一透明導電層上形成後電極層,其中形成透明導電層之步驟,包含有:於半導體層上形成第一透明導電層,透明導電層具有第一粗糙結構的表面;及於第一透明導電層上形成具有第二粗糙結構的表面,第一粗糙結構不同於第二粗糙結構。
其中第二粗糙結構之表面粗糙程度小於第一粗糙結構之表面粗糙程度。
其中第一粗糙結構包含:具有角度的峰和谷,而第二粗糙結構包含有:不具角度的峰和谷。
其中形成第一前電極層之步驟包含:透過金屬供應源與氧氣供應源沉積透明導電材料;透過金屬供應源、氧氣供應源及表面 粗糙度控制源沉積透明導電材料。
其中形成第一透明導電層之步驟包含:透過金屬供應源與氧氣供應源沉積透明導電材料,而形成第二透明導電層之步驟包含:透過金屬供應源、氧氣供應源及表面粗糙度控制源沉積透明導電材料。
其中金屬供應源包含有二甲鋅((CH3)2Zn,DMZ)、二乙鋅((C2H5)2Zn,DEZ)、酰丙酮酸鋅(Zn(C5H7O2)2,Zinc acetyl-acetonate)或這些物質之混合物,表面粗糙度控制源包含:醇類、四氫呋喃(C4H8O,Tetrahydrofuran)或這些物質。
在透過該金屬供應源、該氧氣供應源及該表面粗糙度控制源沉積透明導電材料之步驟中,該表面粗糙程度控制源的相對含量(莫爾率)為:表面粗糙程度處理源/金屬供應源=0.01~50。
其中透過金屬供應源與氧氣供應源沉積透明導電材料,透過金屬供應源、氧氣供應源及表面粗糙度控制源與額外的摻雜物供應源沉積透明導電材料。
其中可在處理設備中透過金屬供應源與氧氣供應源沉積透明導電材料,並連續地透過金屬供應源、氧氣供應源與表面粗糙度控制源沉積透明導電材料。
其中形成前電極層之步驟包含有:在形成第一前電極層之前形成第三前電極層,第三前電極層之表面具有第三粗糙結構,第三粗糙結構之表面粗糙度小於第一粗糙結構之表面粗糙度。
其中形成透明導電層之步驟,係包含:在形成第一透明導電層之前,形成第三粗糙結構,第三粗糙結構之表面粗糙度小於第一粗糙結構之表面粗糙度。
有益效果
如上所述,依據本發明實施例可獲得下列優點:在本發明實施例中,由於前電極層之第二前電極層的表面粗糙度小於第一前電極的表面粗糙度,所以通過此前電極層之太陽光線可按不同方式散射,藉以提高半導體層中光線之吸收能力並降低前電極層之表面粗糙度,進而可提高開路電壓與填充因數。進而提高這種太陽能電池之能效。
在本發明另一實施例中,由於可在第一透明導電層上形成表面粗糙程度小於第一透明導電層之第二透明導電層,進而可使太陽光線按不同方式發生散射,藉以提高重新進入半導體層之太陽光線的比率並降低透明導電層之表面粗糙度,因此可提高太陽能電池之能效。
下面,將結合附圖對本發明實施例進行全面地描述。其中,相同的標號代表了相同或相似的部件。
「第2圖」為本發明一實施例之薄膜型太陽能電池之剖面圖。
如「第2圖」所示,本發明實施例之薄膜型太陽能電池包含:基板100;前電極層200;半導體層300;透明導電層400及後電 極層500。
其中,可用玻璃或透明塑料製造此基板100。
而此前電極層200係形成於基板100上並包含:第一前電極層210與第二前電極層220。
其中,第一前電極層210形成於基板100上。並且此第一前電極層210之表面,具體而言是不與基板100相接觸之上表面具有第一粗糙結構。
進而,第二前電極層220可形成於第一前電極層210上。並且此第二前電極層220之表面,特別是不與第一前電極層210相接觸之上表面具有第二粗糙結構。
此處,形成於第一前電極層210表面上之第一粗糙結構與形成於第二前電極層220表面上之第二粗糙結構是不同的。具體而言,第二粗糙結構的表面粗糙程度小於第一粗糙結構的表面粗糙程度。在這種狀況中,可透過多種習知的方法使表面粗糙程度相當於中心線表面粗糙程度。
如上所述,由於本發明的前電極層200中形成於第一前電極層210上的第二前電極層220之粗糙程度小於第一前電極層210之粗糙程度,所以可使穿過前電極層200之太陽光線按不同方式散射,這提高了半導體層300中之太陽光線吸收因數並降低了前電極層200之表面粗糙程度,進而可提高太陽能電池之開路電壓與填充因子。因此,可提高此太陽能電池的效率。
同時,第一前電極層210所配設之第一粗糙結構可包含角度不同的谷與峰,藉以增強太陽光線的散射,同時此第二前電極層220上所配設之第二粗糙結構可包含沒有任何角度的谷與峰,藉以降低前電極層200之表面粗糙程度。
其中,最好使第二前電極層220之體積占前電極層200之體積的1%~50%。這是因為:若第二前電極層220之體積小於200之1%,則會使第二前電極層220之沈積效果,即前電極層200之表面粗糙度效果降低;而若第二前電極層220之體積超過前電極層200之體積的50%,則會使太陽能電池之效率降低。
此處,第一前電極層210之結晶結構與第二前電極層220之結晶結構是不同的。具體而言,此第一前電極層210包含有在基板100之垂直方向與水平方向上生長的結晶結構,進而可獲得上述第一粗糙結構;而第二前電極層220包含有沿基板100之垂直方向生長的結晶結構,進而可獲得上述第二粗糙結構。
此處,可透過如氧化鋅、氧化鋅:硼、氧化鋅:鋁、氧化砷、氧化砷:氟或氧化銦錫等透明材料製造此第一前電極層210與第二前電極層220,其中可透過應用金屬供應源與氧氣供應源之沈積製程形成此第一前電極層210,並透過應用金屬供應源、氧氣供應源及表面粗糙程度控制源之沈積製程形成此第二前電極層220。
此處,可透過除金屬供應源與氧氣供應源之外帶有摻雜物供應源之沈積製程形成第一前電極層210,同時,還可透過除金屬供 應源、氧氣供應源及表面粗糙程度控制源之外帶有摻雜物供應源之沈積製程形成此第二前電極層220。
此處,可用二甲鋅((CH3)2Zn,DMZ)、二乙鋅((C2H5)2Zn,DEZ)、酰丙酮酸鋅(Zn(C5H7O2)2,Zinc acetyl-acetonate)或上述物質之混合物作為金屬供應源。
可用氧氣(O2)、水(H2O)、二氧化氮(N2O)、二氧化碳(CO2)或上述物質之混合物作為氧氣供應源。
同時,如甲醇、乙醇、丙醇之類的醇類、四氫呋喃(C4H8O,Tetrahydrofuran)或上述物質之混合物作為表面粗糙程度控制源。
此處,還可將氫化硼(B2H2)作為雜質供應源。
具體而言,除用於形成第一前電極層210之金屬供應源、氧氣供應源及雜質供應源之外,最好透過額外形成的表面粗糙程度控制源所進行之連續製程對第二前電極層220之形成過程進行簡化。
下面,將結合製造方法對第一前電極層210與第二前電極層220之製程進行詳述。
「第10圖」為透過金屬有機化學氣相沈積法沈積氧化鋅之沈積材料的不同表面粗糙程度之電子顯微圖像。如「第10圖」所示,可發現帶有醇類物質之沈積材料的表面粗糙程度小於未帶有醇類物質之沈積材料的表面粗糙程度,同時可以注意到:醇類物質的 用量越大,沈積材料之表面的粗糙程度越小。因此,可透過適當地對醇類物質的用量來適當地控制配設於第二前電極層220中之第二粗糙結構。
而後,可於前電極層200上形成半導體層300,並使此半導體層之表面與前電極層200之表面同樣具有粗糙的結構。具體而言,可於此半導體層300之表面上形成與前電極層200之表面上第二粗糙結構相對應的粗糙結構。
此處,半導體層300具有正極-本質-負極結構,在這種結構中可依次沈積正極半導體層、本質半導體層及負極半導體層。在這種方法中,若依照正極-本質-負極結構形成此半導體層300,則可透過消耗本質型半導體層、正極半導體層及負極半導體層而於半導體層300中形成電場,而後透過此電場使太陽光線所產生之電洞於電子發生移動,進而可透過正極半導體層將電洞收集於前電極層200中,並透過負極半導體層將電子收集於後電極層500中。同時,若此半導體層300採用正極-本質-負極結構,則可於前電極層200上防形成正極半導體層,進而可依次形成本質半導體層與負極半導體層。此處,由於為了使入射光的收集效率達到最大,正極半導體層最靠近光接收面,進而電洞之遷移率往往低於電子的遷移率。
同時,如「第2圖」之放大圖所示,此半導體層300包含有:第一半導體層310與第二半導體層330,其中兩個半導體層由插入 二者間之緩衝層而隔開,進而形成層疊式結構。
此處,第一半導體層310與第二半導體層330都具有正極-本質-負極結構,在這種結構中,可依次沈積正極半導體層、本質半導體層及負極半導體層。具體而言,可用正極-本質-負極結構之非晶半導體材料形成第一半導體層310,而透過正極-本質-負極結構之微晶半導體材料形成第二半導體層330。
由於非晶半導體材料吸收短波長光照而微晶半導體材料可吸收長波長光照,故當混合使用非晶半導體材料與微晶半導體材料時,可提供光線的吸收效率。但是,此第一、二半導體層之材料並不受到上述實例的限製,其中第一半導體層310可由如:非晶半導體/鍺與微晶半導體材料等多種材料形成;而第二半導體層330可由如:非晶半導體或非晶半導體/鍺等多種材料形成。
此處,緩衝層320係用於使通過第一半導體層310與第二半導體層330間之隧道接面的電子-電洞的移動更為活躍,其中可透過氧化鋅之類的透明材料形成此緩衝層。
同時,除上述堆疊結構之外,本發明實施例之太陽能電池還可具有三層結構或四層結構,其中所述三層結構包含有第一半導體層、第二半導體層、第三半導體層及形成於各半導體層間之緩衝層。
其中,透明導電層400可透過如氧化鋅、氧化鋅:硼、氧化鋅:鋁、氧化砷、氧化砷:氟或氧化銦錫等透明材料形成於半導 體層300上。同時,還可使透明導電層400之表面具有粗糙結構。
因此,透明導電層400可由於經由半導體層300之太陽光線之散射提高從後電極層500反射之光照並重新進入半導體層300之光照間之比率。
進而,可透過銀、鋁、銀錳合金、銀鎳合金、銀銅合金等金屬於透明導電層400上形成後電極層500。
「第3圖」為本發明另一實施例之薄膜型太陽能電池之剖面圖,其中,除在第一前電極層210下方額外形成了第三前電極層230之外,「第3圖」所示之薄膜型太陽能電池與「第2圖」所示之薄膜型太陽能電池是一樣的,因此下面不再對相同的元件進行贅述。
如「第3圖」所示,此前電極層200包含有:第一前電極層210、第二前電極層220及第三前電極層230。具體而言,可於基板100上形成第三前電極層230,並於此第三前電極層230上形成第一前電極層210,進而於此第一前電極層210上形成第二前電極層220。
其中,第一前電極層210與第二前電極層220之具體結構與「第2圖」所示之結構相同。
此處,第三前電極層230係形成於基板100與第一前電極層210之間,同時此第三前電極層230之表面,特別是不與基板100相接觸之上表面具有第三粗糙結構。
其中,形成於第三前電極層230之表面上的第三粗糙結構不同於形成於第一前電極層210表面上之粗糙結構。具體而言,第三粗糙結構之表面粗糙程度小於第一粗糙結構之表面粗糙程度。
形成於第三前電極層230之表面上的第三粗糙結構可包含有一種曲面結構,在這種曲面結構中峰與谷不帶有任何角度,並且這種曲面結構可與形成於第二前電極層220之表面上的第二粗糙結構相同或是不同。
而第三前電極層230可具有不同於第一前電極層210之晶體結構。具體而言,此第三前電極層230可包含有相對於基板100垂直生長的晶體結構,進而可使此第三粗糙結構具有上述的曲面結構。
其中,可透過如氧化鋅、氧化鋅:硼、氧化鋅:鋁、氧化砷、氧化砷:氟或氧化銦錫等透明材料形成此第三前電極層230。與第二前電極層220相似,最好透過應用金屬供應源、氧氣供應源及表面粗糙程度控制源之沈積製程或透過應用金屬供應源、氧氣供應源、表面粗糙程度及雜質供應源控制源之沈積製程形成此第三前電極層230。
如上所述,若額外地於第一前電極層210下方形成第三前電極層230,則可用此第三前電極層230作為晶體生長核,藉以加快第一前電極層210之生長。
「第4圖」為本發明又一實施例之薄膜型太陽能電池之剖面 圖,其中這種太陽能電池包含有複數個透明導電層400,而不是複數個前電極層200。
如「第4圖」所示,這種本發明又一實施例之薄膜型太陽能電池包含有:基板100、前電極層200、半導體層300、透明導電層400及後電極層500。
其中,可透過玻璃或透明塑料形成此基板100。
進而,可於此基板100上形成前電極層200,其中此前電極層200之表面,特別是不與基板100相接觸之表面具有粗糙結構。這裡,可透過如氧化鋅、氧化鋅:硼、氧化鋅:鋁、氧化砷、氧化砷:氟或氧化銦錫等透明材料形成此前電極層200。
而後,可於前電極層200上形成半導體層300。由於此處之半導體層300與前述實施例中相同,所以不再進行贅述。
進而,可於半導體層300上形成包含有第一透明導電層410與第二透明導電層420之透明導電層400。
其中,可在半導體層300上形成第一透明導電層410,特別的是,此第一透明導電層410之不與半導體層300相接觸的上表面具有第一粗糙結構。
而後,可於此第一透明導電層410上形成第二透明導電層420,特別的是,此第二透明導電層420之不與第一透明導電層410相接觸的上表面具有第二粗糙結構。
其中,此第一透明導電層410之表面上所形成的第一粗糙結 構不同於第二透明導電層420之表面上形成的第二粗糙結構。具體而言,此第二粗糙結構之表面粗糙程度小於第一粗糙結構之表面粗糙程度。
如上所述,由於在此透明導電層400中第二透明導電層420之表面粗糙程度相對地小於形成於第一透明導電層410之表面粗糙程度,因此可透過多種方式使太陽光線散射發生散射,藉以提高再次進入半導體層300之太陽光線之比率,並減小透明導電層400之表面粗糙程度,進而可提高這種太陽能電池之能效。
同時,形成於第一透明導電層410中之第一粗糙結構包含具有各種角度之峰和谷,藉以增強太陽光線之散射,而配設於第二透明導電層420中之第二粗糙結構具有不帶任何角度的峰和谷,藉以減小透明導電層400之表面粗糙程度。
此處,第二透明導電層420之體積佔透明導電層400之體積的1%~50%。這是因為:若第二透明導電層420之體積小於透明導電層400之1%,則會使第二透明導電層420之沈積效果,即透明導電層400之表面粗糙程度的減小效果降低;而若第二透明導電層420之體積超過透明導電層400之體積的50%,則會使太陽能電池之效率降低。
此處,第一透明導電層410之結晶結構與第二透明導電層420之結晶結構也是不同的。具體而言,此第一透明導電層410包含有在基板100之垂直方向與水平方向上生長的結晶結構,進而可 獲得上述第一粗糙結構;而第二透明導電層420包含有沿基板100之垂直方向生長的結晶結構,進而可獲得上述第二粗糙結構。
此處,可透過如氧化鋅、氧化鋅:硼、氧化鋅:鋁、氧化砷、氧化砷:氟或氧化銦錫等透明材料製造此第一透明導電層410與第二透明導電層420,其中可透過應用金屬供應源與氧氣供應源之沈積製程形成此第一透明導電層410,並透過應用金屬供應源、氧氣供應源及表面粗糙程度控制源之沈積製程形成此第二透明導電層420。
此處,可透過除金屬供應源與氧氣供應源之外帶有摻雜物供應源之沈積製程形成第一透明導電層410,同時,還可透過除金屬供應源、氧氣供應源及表面粗糙程度控制源之外帶有雜質供應源之沈積製程形成此第二透明導電層420。
具體而言,除用於形成第一透明導電層410之金屬供應源、氧氣供應源及雜質供應源之外,最好透過額外形成的表面粗糙程度控制源所進行之連續製程對第二透明導電層420之形成過程進行簡化。
其中,金屬供應源、氧氣供應源、表面粗糙程度控制源及摻雜物供應源皆與顯示實施例中所用之供應源相同。
進而,可透過銀、鋁、銀錳合金、銀鎳合金、銀銅合金等金屬於透明導電層400上形成後電極層500。
「第5圖」為本發明又一實施例之薄膜型太陽能電池之剖面 圖,其中,除在第一透明導電層410下方額外形成了第三透明導電層430之外,「第5圖」所示之薄膜型太陽能電池與「第4圖」所示之薄膜型太陽能電池是一樣的,因此下面不再對相同的元件進行贅述。
如「第5圖」所示,此透明導電層400包含有:第一透明導電層410、第二透明導電層420及第三透明導電層430。具體而言,可於透明導電層400上形成第三透明導電層430,並於此第三透明導電層430上形成第一透明導電層410,進而於此第一透明導電層410上形成第二透明導電層420。
其中,第一透明導電層410與第二透明導電層420之具體結構與「第4圖」所示之結構相同。
此處,第三透明導電層430係形成於前電極層300與第一透明導電層410之間,同時此第三透明導電層430之表面,特別是不與前電極層300相接觸之上表面具有第三粗糙結構。
其中,形成於第三透明導電層430之表面上的第三粗糙結構不同於形成於第一透明導電層410表面上之第一粗糙結構。具體而言,第三粗糙結構之表面粗糙程度小於第一粗糙結構之表面粗糙程度。
形成於第三透明導電層430之表面上的第三粗糙結構可包含有一種曲面結構,在這種曲面結構中峰與谷不帶有任何結構,並且這種曲面結構可與形成於第二透明導電層420之表面上的第二 粗糙結構相同或是不同。
而第三透明導電層430可具有不同於第一透明導電層410之晶體結構。具體而言,此第三透明導電層430可包含有相對於基板100垂直生長的晶體結構,進而可使此第三粗糙結構具有上述的曲面結構。
其中,可透過如氧化鋅、氧化鋅:硼、氧化鋅:鋁、氧化砷、氧化砷:氟或氧化銦錫等透明材料形成此第三透明導電層430。此處,最好透過應用金屬供應源、氧氣供應源及表面粗糙程度控制源之沈積製程或,與第二透明導電層420相似地透過應用金屬供應源、氧氣供應源、表面粗糙程度及雜質供應源控制源之沈積製程形成此第三透明導電層430。
如上所述,若額外地於第一透明導電層410下方形成第三透明導電層430,則可用此第三透明導電層430作為晶體生長核,藉以加快第一透明導電層410之生長。
同時,雖然圖中並未示出,但是在本發明中,前電極層200可包含有複數個層,而此透明導電層400也可包含有複數個層。例如,透過綜合「第2圖」與「第4圖」所示出之特性,可使前電極層200包含有第一前電極層210與第二前電極層220,並同時使透明導電層400包含有第一透明導電層410與第二透明導電層420。此外,還可綜合「第2圖」與「第5圖」所示出之特性,綜合「第3圖」與「第4圖」所示出之特性,或是綜合「第3圖」 與「第5圖」所示出之特性。
「第6a圖」至「第6d圖」為用於闡釋本發明實施例之薄膜型太陽能電池之製造方法的剖面圖,藉以製造出如「第2圖」所示之薄膜型太陽能電池。
如「第6a圖」所示,前電極層200係形成於基板100上。
其中,用於形成前電極層200之製程包含:於基板100上形成第一前電極層210;以及於此第一前電極層210上形成前電極層200。
同時,如上所述,此第一前電極層210之表面具有第一粗糙結構,並且此第二前電極層220之表面具有其粗糙程度小於第一粗糙結構之第二粗糙結構。
而此第一前電極層210之表面上所形成之第一粗糙結構包含有峰、谷角度不同之結構,而第二前電極層220之表面上所配設之第二粗糙結構包含有峰、谷沒有任何角度之曲面結構。
其中,最好使此第二前電極層220之體積前電極層200之體積的1%~50%。
同時,此第一前電極層210與第二前電極層220具有不同的晶體結構。具體而言,此第一前電極層210包含有在基板100之垂直方向與水平方向上生長的結晶結構,進而可獲得上述第一粗糙結構;而第二前電極層220包含有沿基板100之垂直方向生長的結晶結構,進而可獲得上述第二粗糙結構。
此處,可透過金屬有機化學氣相沈積製程用如氧化鋅、氧化鋅:硼、氧化鋅:鋁、氧化砷、氧化砷:氟或氧化銦錫等透明材料製造此第一前電極層210與第二前電極層220。
具體而言,用於形成第一前電極層210之製程包含有:透過基於金屬供應源與氧氣供應源之金屬有機化學氣相沈積製程沈積透明導電材料。在這種狀況中,可用二甲鋅((CH3)2Zn,DMZ)、二乙鋅((C2H5)2Zn,DEZ)、酰丙酮酸鋅(Zn(C5H7O2)2,Zinc acetyl-acetonate)或上述物質之混合物作為金屬供應源,並用氧氣(O2)、水(H2O)、二氧化氮(N2O)、二氧化碳(CO2)或上述物質之混合物作為氧氣供應源。
例如,可用二乙鋅((C2H5)2Zn,DEZ)作為金屬供應源,並用水作為氧氣供應源。在這種狀況中,可透過下列反應方程式獲取由氧化鋅所製造的透明導電材料。
(C2H5)2Zn+H2O→ZnO+2C2H6(↑)
因此,按照上述方法獲取之氧化鋅在基板100之垂直與水平方向上具有透過二乙鋅與水間之高效反應而生成的晶狀結構,即第一粗糙結構。
同時,用於形成第二前電極層220之製程包含有:透過基於金屬供應源、氧氣供應源與表面粗糙程度控制源之金屬有機化學氣相沈積製程沈積透明導電材料。在這種狀況中,可用二甲鋅((CH3)2Zn,DMZ)、二乙鋅((C2H5)2Zn,DEZ)、酰丙酮酸鋅 (Zn(C5H7O2)2,Zinc acetyl-acetonate)或上述物質之混合物作為金屬供應源,並用氧氣(O2)、水(H2O)、二氧化氮(N2O)、二氧化碳(CO2)或上述物質之混合物作為氧氣供應源,同時,如甲醇、乙醇、丙醇之類的醇類、四氫呋喃(C4H8O,Tetrahydrofuran)或上述物質之混合物作為表面粗糙程度控制源。其中,醇類物質包含有甲醇、乙醇或丙醇。
例如,可用二乙鋅作為金屬提供源,用水作為氧氣供應源,並用乙醇作為表面粗糙程度控制源。在這種狀況中,可按與上述反應方程相似的方式獲取氧化鋅,其中可透過乙醇對獲取氧化鋅之反應進行控制,進而在與基板100垂直的方向中生長結晶結構,藉以獲取上述第二粗糙結構。下面,將對此方式進行詳述。
此處,由於乙醇具有小分子結構,所以若將乙醇加入到水中,使其擴散以溶於水中。具體而言,由於乙醇在水中的溶解度比二乙鋅與水的反應速率快,所以若將乙醇加入到二乙鋅與水的混合物,則二乙鋅在水中的遷移率低於乙醇在水中的擴散速度。進而可降低二乙鋅與水的反應速率,藉以降低氧化鋅的產生速率。因此,可抑制與基板相關的反應,並使反應主要發生在垂直於基板的方向上。
同時,若二乙鋅與水之間發生反應,則二乙鋅中的鋅可與水中的氧相混合,進而可同時產生氧化鋅與乙烷氣(C2H6)。但是,若將乙醇加入到二乙鋅與水間之反應中,水中的氧可與乙醇中的 碳結合較之水中之氧與二乙鋅中的鋅間的結合更為強烈,因此會產生二氧化碳,進而會降低氧化鋅之產生反應。因此,會使早期產生之氧化鋅成為U型氧化鋅,而不是V型氧化鋅。
如上所述,在形成第二前電極層220之過程中所使用之表面粗糙程度控制源的相對含量(莫爾率)最好為:表面粗糙程度處理源/金屬供應源=0.01~50。這是因為,若表面粗糙程度控制源的相對含量(莫爾率)超過上述範圍,則前電極層200之粗糙結構不會形成預定的圖案。具體而言,若此表面粗糙程度控制源的相對含量(莫爾率)過小,則第二前電極層220之表面會與第一粗糙結構相似;若此表面粗糙程度控制源的相對含量(莫爾率)過大,則無法於第二前電極層220之表面上形成粗糙結構。
同時,透過沒有破壞之真空連續製程在一個加工裝置中形成第一前電極層210與第二前電極層220。具體而言,可透過金屬有機化學氣相沈積製程同時提供包含有金屬提供源與氧氣供應源之預定材料而形成第一前電極層210,並且可透過在預定材料中添加額外的表面粗糙控制源而形成第二前電極層220。
「第11圖」為按本發明實施例透過連續製程形成第一前電極層210與第二前電極層220之過程的流程圖。
如「第11圖」所示,可將基板100裝載於腔室中(10秒)。而後,可將氫化硼作為攙雜物供應源,將二乙鋅作為金屬供應源並用水作為氧氣供應源,藉以形成第一前電極層210(20秒)。而 後,可將氫化硼作為攙雜物供應源,將二乙鋅作為金屬供應源,用水作為氧氣供應源,並用醇類物質作為表面粗糙程度控制源,藉以形成第二前電極層220(30秒)。
同時,可透過沒有中斷之連續製程以20秒的製程形成第一前電極層210,並用30秒的製程形成第二前電極層220。
「第12圖」為用於執行「第11圖」之加工設備的原理圖。
如「第12圖」所示,這種加工設備包含有:腔室1;以及連接於腔室1之裝有氫化硼之材料箱2、裝有二乙鋅之材料箱3、裝有水之材料箱4、裝有醇類物質之材料箱5,係連接於腔室1,藉以向腔室1提供材料。
但上述實施例並不對本發明構成限制,其中各個材料箱可對應於攙雜物供應源、金屬供應源、氧氣供應源及表面粗糙程度控源。
在這種狀況中,由於可使乙醇在水中溶解,並使裝有醇類物質之材料箱5連接於裝有水之材料箱4,進而可向腔室1中提供醇類物質和水的混合物。
相似的,裝有氫化硼之材料箱2可連接於裝有二乙鋅之材料箱3,進而向腔室1提供硼化氫與二甲鋅之混合物。
因此,若用「第12圖」所示之加工設備形成前電極層200,則在醇類物質供應受阻時,也可提供硼化氫、二甲鋅與水之混合物,藉以形成第一前電極層210。接下來,在醇類物質供應阻斷被 松開時,可提供硼化氫、二甲鋅、醇類物質與水之混合物,藉以形成第二前電極層220。
但是,上述實例並不對本發明構成限制,其中可透過獨立的管道獨立地向腔室1中提供醇類物質。
接下來,如「第6b圖」所示,可於前電極層200上形成半導體層300。
此處,半導體層300具有正極-本質-負極結構,在這種結構中電漿化學氣相沈積法可依次沈積正極半導體層、本質半導體層及負極半導體層,其中可透過矽基非晶半導體材料形成此半導體層。
同時,如放大圖所示,可依次沈積第一半導體層310、緩衝層320及第二半導體層330。同時,可依照三層結構或四層結構形成此半導體層300。
接下來,如「第6c圖」所示,可於半導體層300上形成透明導電層400。
這裡,可透過金屬有機化學氣相沈積製程或噴塗製程用如氧化鋅、氧化鋅:硼、氧化鋅:鋁、氧化砷、氧化砷:氟或氧化銦錫等透明材料形成此透明導電層400。
進而,如「第6d圖」所示,可於此透明導電層400上形成後電極層500。
其中,可透過用噴塗法或印刷法沈積銀、鋁、銀錳合金、銀 鎳合金、銀銅合金等金屬而形成後電極層500。
「第7a圖」至「第7d圖」為用於闡釋本發明另一實施例之薄膜型太陽能電池之製造方法的剖面圖,藉以製造出如「第3圖」所示之薄膜型太陽能電池。
首先,如「第7a圖」所示,可於基板100上形成前電極層200。
此處,形成前電極層200之製程包含:於基板100上形成230;於第三前電極層230上形成第一前電極層210;以及於第一前電極層210上形成第二前電極層220。
同時,如上所述,此第一前電極層210具有第一粗糙結構,此第二前電極層220具有表面粗糙程度小於第一粗糙結構之第二粗糙結構,並且第三前電極層230具有表面粗糙程度小於第一粗糙結構之第三粗糙結構。
由於此第一前電極層210、第二前電極層220及第三前電極層230之具體結構與上述實施例相同,故此處不再進行贅述。
其中,形成此第三前電極層230之製程包含:透過應用金屬供應源、氧氣供應源及表面粗糙程度控制源之金屬有機化學氣相沈積透明導電材料;形成此第一前電極層210之製程包含:透過應用金屬供應源與氧氣供應源之金屬有機化學氣相沈積透明導電材料;而形成第二前電極層220之製程包含有透過應用金屬供應源、氧氣供應源及表面粗糙程度控制源之金屬有機化學氣相沈積透明導電材料。
此處,可透過未破壞真空之連續製程在一個處理設備中形成第三前電極層230、第一前電極層210及第二前電極層220。具體而言,可透過向表面粗糙程度控制源中加入包含有金屬供應源與氧氣供應源的預定材料,藉以形成此第三前電極層230;可透過提供包含有金屬供應源與氧氣供應源的預定材料而形成第一前電極層210;並可透過向表面粗糙程度控制源中加入包含有金屬供應源與氧氣供應源的預定材料,而形成第二前電極層220。
而當形成第一前電極層210、第二前電極層220及第三前電極層230時,還需要配設摻雜物供應源。
進而,「第12圖」所示之處理設備可用於執行上述連續的製程,下面不再對此製程進行贅述。
接下來,如「第7b圖」所示,可於前電極層200上形成半導體層300。由於使用了相同的製程形成半導體層300,因此下面不再對此製程進行贅述。
接下來,如「第7c圖」所示,可於半導體層300上形成透明導電層400。由於使用了相同的製程此透明導電層400,因此下面不再對此製程進行贅述。
接下來,如「第7d圖」所示,可於透明導電層400上形成後電極層500。由於使用了相同的製程此後電極層500,因此下面不再對此製程進行贅述。
「第8a圖」至「第8d圖」為用於闡釋本發明另一實施例之 薄膜型太陽能電池之製造方法的剖面圖,藉以製造出如「第4圖」所示之薄膜型太陽能電池。
首先,如「第8a圖」所示,可於基板100上形成前電極層200。
這裡,形成前電極層200之製程可包含:透過金屬有機化學氣相沈積法或噴塗法沈積如氧化鋅、氧化鋅:硼、氧化鋅:鋁、氧化砷、氧化砷:氟或氧化銦錫等透明材料。
接下來,如「第8b圖」所示,可於前電極層200上形成半導體層300。由於使用了相同的製程形成半導體層300,因此下面不再對此製程進行贅述。
接下來,如「第8c圖」所示,可於半導體層300上形成透明導電層400。
形成透明導電層400之製程包含:於半導體層300上形成第一透明導電層410;以及於第一透明導電層410上形成第二透明導電層420。
同時,如上所述,此第一透明導電層410具有第一粗糙結構,此第二透明導電層420具有表面粗糙程度小於第一粗糙結構之第二粗糙結構,並且第三透明導電層430具有表面粗糙程度小於第一粗糙結構之第三粗糙結構。
而此第一透明導電層410之表面上所形成之第一粗糙結構包含有峰、谷角度不同之結構,而第二透明導電層420之表面上所配設之第二粗糙結構包含有峰、谷沒有任何角度之曲面結構。
其中,最好使此第二透明導電層420之體積佔透明導電層400之體積的1%~50%。
同時,此第一透明導電層410與第二透明導電層420具有不同的晶體結構。具體而言,此第一透明導電層410包含有在基板100之垂直方向與水平方向上生長的結晶結構,進而可獲得上述第一粗糙結構;而第二透明導電層420包含有沿基板100之垂直方向生長的結晶結構,進而可獲得上述第二粗糙結構。
此處,可透過金屬有機化學氣相沈積製程用如氧化鋅、氧化鋅:硼、氧化鋅:鋁、氧化砷、氧化砷:氟或氧化銦錫等透明材料製造此第一透明導電層410與第二透明導電層420。
形成此第一透明導電層410之製程包含:透過應用金屬供應源與氧氣供應源之金屬有機化學氣相沈積透明導電材料。
形成第二透明導電層420之製程包含有透過應用金屬供應源、氧氣供應源及表面粗糙程度控制源之金屬有機化學氣相沈積透明導電材料。
如上所述,在形成第二透明導電層420之過程中所使用之表面粗糙程度控制源的相對含量(莫爾率)最好處於表面粗糙程度處理源/金屬供應源=0.01~50。
同時,可透過未破壞真空之連續製程在一個加工設備中形成此第一透明導電層410與第二透明導電層420。具體而言,可透過金屬有機化學氣相沈積製程同時提供包含有金屬提供源與氧氣供 應源之預定材料而形成第一透明導電層410,並且可透過在預定材料中添加額外的表面粗糙控制源而形成第二透明導電層420。
而當形成第一透明導電層410及第二透明導電層420時,還需要配設摻雜物供應源。
進而,「第12圖」所示之處理設備可用於執行上述連續的製程,下面不再對此製程進行贅述。
接下來,如「第8d圖」所示,可於透明導電層400上形成後電極層500。由於使用了相同的製程此後電極層500,因此下面不再對此製程進行贅述。
「第9a圖」至「第9d圖」為用於闡釋本發明另一實施例之薄膜型太陽能電池之製造方法的剖面圖,藉以製造出如「第5圖」所示之薄膜型太陽能電池。
首先,如「第9a圖」所示,可於基板100上形成前電極層200。
由於使用了相同的製程形成前電極層200,因此下面不再對此製程進行贅述。
接下來,如「第9b圖」所示,可於前電極層200上形成半導體層300。由於使用了相同的製程形成半導體層300,因此下面不再對此製程進行贅述。
接下來,如「第9c圖」所示,可於半導體層300上形成透明導電層400。
其中,形成透明導電層透明導電層400之製程包含:於半導 體層300上形成第三透明導電層430;於第三透明導電層430上形成第一透明導電層410;以及於第一透明導電層410上形成第二透明導電層420。
同時,如上所述,此第一透明導電層410具有第一粗糙結構,此第二透明導電層420具有表面粗糙程度小於第一粗糙結構之第二粗糙結構,並且第三透明導電層430具有表面粗糙程度小於第一粗糙結構之第三粗糙結構。
此處,第一透明導電層410、第二透明導電層420及第三透明導電層430之具體結構與上述實施例相同,故不再進行贅述。
其中,形成此第三透明導電層430之製程包含:透過應用金屬供應源、氧氣供應源及表面粗糙程度控制源之金屬有機化學氣相沈積透明導電材料。形成此第一透明導電層410之製程包含:透過應用金屬供應源與氧氣供應源之金屬有機化學氣相沈積透明導電材料。而形成第二透明導電層420之製程包含有透過應用金屬供應源、氧氣供應源及表面粗糙程度控制源之金屬有機化學氣相沈積透明導電材料。
此處,可透過未破壞真空之連續製程在一個處理設備中形成第三透明導電層430、第一透明導電層410及第二透明導電層420。具體而言,可透過向表面粗糙程度控制源中加入包含有金屬供應源與氧氣供應源的預定材料,藉以形成此第三透明導電層430;可透過提供包含有金屬供應源與氧氣供應源的預定材料而形 成第一透明導電層410;並可透過向表面粗糙程度控制源中加入包含有金屬供應源與氧氣供應源的預定材料,而形成第二透明導電層420。
而當形成第一透明導電層410、第二透明導電層420及第三透明導電層430時,還需要配設摻雜物供應源。
進而,「第12圖」所示之處理設備可用於執行上述連續的製程,下面不再對此製程進行贅述。
接下來,如「第9d圖」所示,可於透明導電層400上形成後電極層500。由於使用了相同的製程此後電極層500,因此下面不再對此製程進行贅述。
1‧‧‧腔室
2、3、4、5‧‧‧材料箱
100‧‧‧基板
200‧‧‧前電極層
210‧‧‧第一前電極層
220‧‧‧第二前電極層
230‧‧‧第三前電極層
300‧‧‧導體層
310‧‧‧第一半導體層
320‧‧‧緩衝層
330‧‧‧第二半導體層
400‧‧‧透明導電層
410‧‧‧第一透明導電層
420‧‧‧第二透明導電層
430‧‧‧第三透明導電層
500‧‧‧後電極層
第1圖為習知的薄膜型太陽能電池之剖面圖;第2圖為本發明一實施例之薄膜型太陽能電池之剖面圖;第3圖為本發明另一實施例之薄膜型太陽能電池之剖面圖;第4圖為本發明又一實施例之薄膜型太陽能電池之剖面圖;第5圖為本發明再一實施例之薄膜型太陽能電池之剖面圖;第6a圖至第6d圖為用於說明本發明一實施例之薄膜型太陽能電池之製造方法的剖面圖;第7a圖至第7d圖為為用於說明本發明另一實施例之薄膜型太陽能電池之製造方法的剖面圖;第8a圖至第8d圖為為用於說明本發明又一實施例之薄膜型 太陽能電池之製造方法的剖面圖;第9a圖至第9d圖為為用於說明本發明再一實施例之薄膜型太陽能電池之製造方法的剖面圖;第10圖為透過金屬有機化學氣相沈積法沈積氧化鋅之沈積材料的不同表面粗糙程度之電子顯微圖像;第11圖為透過連續製程在本發明一實施例中形成第一前電極層與第二前電極層的過程之流程圖;以及第12圖為本發明一實施例中用於執行連續製程之加工設備的原理示意圖。
100‧‧‧基板
200‧‧‧前電極層
210‧‧‧第一前電極層
220‧‧‧第二前電極層
300‧‧‧導體層
310‧‧‧第一半導體層
320‧‧‧緩衝層
330‧‧‧第二半導體層
400‧‧‧透明導電層
500‧‧‧後電極層

Claims (19)

  1. 一種薄膜型太陽能電池,係包含:一基板;一前電極層,係形成於該基板上;一半導體層,係型處於該前電極層上;一透明導電層,係形成於該半導體層上;以及一後電極層,係形成於該透明導電層上;其中,該前電極層包含有:一第一前電極層,係形成於該基板上並具有一第一粗糙結構;以及一第二前電極層,係形成於該第一前電極層上並具有一第二粗糙結構;並且該第一粗糙結構與該第二粗糙結構是不同的,其中該第二粗糙結構之粗糙程度小於第一粗糙結構之粗糙程度,並且其中該第一前電極層包含有在該基板之垂直方向與水平方向上生長的結晶結構,而該第二前電極層包含有沿該基板之垂直方向生長的結晶結構。
  2. 一種薄膜型太陽能電池,係包含:一基板;一前電極層,係形成於該基板上;一半導體層,係型處於該前電極層上;一透明導電層,係形成於該半導體層上;以及 一後電極層,係形成於該透明導電層上;其中,該前電極層包含有:一第一透明導電層,係形成於該基板上並具有一第一粗糙結構;以及一第二透明導電層,係形成於該第一透明導電層上並具有一第二粗糙結構;並且該第一粗糙結構與該第二粗糙結構是不同的,其中該第二粗糙結構之粗糙程度小於第一粗糙結構之粗糙程度,並且其中該第一透明導電層包含有在該基板之垂直方向與水平方向上生長的結晶結構,而該第二透明導電層包含有沿該基板之垂直方向生長的結晶結構。
  3. 如請求項第1項或第2項所述之薄膜型太陽能電池,其中該第一粗糙結構包含:具有角度的峰和谷,而該第二粗糙結構包含有:不具角度的峰和谷。
  4. 如請求項第1項所述之薄膜型太陽能電池,其中該第二前電極層之體積佔該前電極層之1%至50%。
  5. 如請求項第2項所述之薄膜型太陽能電池,其中該第二透明導電層之體積佔該透明導電層之1%至50%。
  6. 如請求項第1項所述之薄膜型太陽能電池,其中該前電極層還包含一第三前電極層,該第三前電極層形成於該基板與該第一前電極層之間,並且該第三前電極層之一表面具有一第三粗糙 結構,該第三粗糙結構之表面粗糙程度小於該第一粗糙結構之表面粗糙程度。
  7. 如請求項第2項所述之薄膜型太陽能電池,其中該透明導電層還包含一第三透明導電層,係形成於該半導體層與該第一透明導電層之間,該第三透明導電層之一表面具有一第三粗糙結構,該第三粗糙結構之表面粗糙程度小於該第一粗糙結構之表面粗糙程度。
  8. 如請求項第1項或第2項所述之薄膜型太陽能電池,其中該半導體層包含有:一第一半導體層與一第二半導體層,該第一半導體層與該第二半導體層之間插入有一緩衝層。
  9. 一種薄膜型太陽能電池之製造方法,係包含:於一基板上形成一前電極層;於該前電極層上形成一半導體層;於該半導體層上形成一透明導電層;以及於該透明導電層上形成一後電極層,其中,形成該前電極層之步驟係包含:於該基板上形成一第一前電極層,該第一電極層之一表面具有一第一粗糙結構;及於該第一前電極層上形成一第二前電極層,該第二電極層之一表面具有一第二粗糙結構,以及 其中該第一粗糙結構不同於該第二粗糙結構,其中形成該第一前電極層之步驟包含:透過一金屬供應源與一氧氣供應源沉積一透明導電材料;透過一金屬供應源、一氧氣供應源及一表面粗糙度控制源沉積一透明導電材料。
  10. 一種薄膜型太陽能電池之製造方法,係包含:於一基板上形成一前電極層;於該前電極層上形成一半導體層;於該半導體層上形成一透明導電層;以及於該透明導電層上形成一後電極層,其中形成該透明導電層之步驟,包含有:於該半導體層上形成一第一透明導電層,該透明導電層具有一第一粗糙結構的表面;及於該第一透明導電層上形成具有一第二粗糙結構的表面,以及該第一粗糙結構不同於該第二粗糙結構,其中形成該第一透明導電層之步驟包含:透過一金屬供應源與一氧氣供應源沉積一透明導電材料,而形成該第二透明導電層之步驟包含:透過一金屬供應源、一氧氣供應源及一表面粗糙度控制源沉積一透明導電材料。
  11. 如請求項第9項或第10項所述之薄膜型太陽能電池之製造方法,其中該第二粗糙結構之表面粗糙程度小於該第一粗糙結構 之表面粗糙程度。
  12. 如請求項第9項或第10項所述之薄膜型太陽能電池之製造方法,其中該第一粗糙結構包含:具有角度的峰和谷,而該第二粗糙結構包含有:不具角度的峰和谷。
  13. 如請求項第9項或第10項所述之薄膜型太陽能電池之製造方法,其中該金屬供應源包含有二甲鋅((CH3)2Zn,DMZ)、二乙鋅((C2H5)2Zn,DEZ)、酰丙酮酸鋅(Zn(C5H7O2)2,Zinc acetyl-acetonate)或該等物質之混合物,該表面粗糙度控制源包含:醇類、四氫呋喃(C4H8O,Tetrahydrofuran)或該等物質。
  14. 如請求項第9項或第10項所述之薄膜型太陽能電池之製造方法,在透過該金屬供應源、該氧氣供應源及該表面粗糙度控制源沉積透明導電材料之步驟中,該表面粗糙程度控制源的相對含量(莫爾率)為:表面粗糙程度處理源/金屬供應源=0.01~50。
  15. 如請求項第9項或第10項所述之薄膜型太陽能電池之製造方法,其中透過該金屬供應源與該氧氣供應源沉積該透明導電材料,透過該金屬供應源、該氧氣供應源及該表面粗糙度控制源與額外的一摻雜物供應源沉積該透明導電材料。
  16. 如請求項第9項或第10項所述之薄膜型太陽能電池之製造方法,其中在一處理設備中透過該金屬供應源與該氧氣供應源沉 積該透明導電材料,並連續地透過該金屬供應源、該氧氣供應源與該表面粗糙度控制源沉積該透明導電材料。
  17. 如請求項第16項所述之薄膜型太陽能電池之製造方法,其中該表面粗糙度控制源用於與該氧氣控制源進行混合。
  18. 如請求項第9項所述之薄膜型太陽能電池之製造方法,其中形成該前電極層之步驟包含有:在形成該第一前電極層之前形成一第三前電極層,該第三前電極層之表面具有一第三粗糙結構,該第三粗糙結構之表面粗糙度小於該第一粗糙結構之表面粗糙度。
  19. 如請求項第10項所述之薄膜型太陽能電池之製造方法,其中形成該透明導電層之步驟,係包含:在形成該第一透明導電層之前,形成一第三粗糙結構,該第三粗糙結構之表面粗糙度小於該第一粗糙結構之表面粗糙度。
TW100145147A 2011-03-29 2011-12-07 薄膜型太陽能電池及其製造方法 TWI568002B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20110028193 2011-03-29
KR20110047121 2011-05-19
KR1020110087703A KR101886745B1 (ko) 2011-03-29 2011-08-31 박막형 태양전지 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201240116A TW201240116A (en) 2012-10-01
TWI568002B true TWI568002B (zh) 2017-01-21

Family

ID=47282461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100145147A TWI568002B (zh) 2011-03-29 2011-12-07 薄膜型太陽能電池及其製造方法

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101886745B1 (zh)
TW (1) TWI568002B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI735247B (zh) * 2020-06-03 2021-08-01 凌巨科技股份有限公司 薄膜太陽能電池的前電極層及其製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200830566A (en) * 2006-11-22 2008-07-16 Lg Chemical Ltd Method for manufacturing solar cell and solar cell manufactured by the method
TW201041153A (en) * 2009-03-13 2010-11-16 Sumitomo Metal Mining Co Transparent conductive film and transparent conductive film layered structure, and method for producing the same, and silicon based thin film solar cell
KR20110014039A (ko) * 2009-08-04 2011-02-10 엘지디스플레이 주식회사 태양전지 및 그 제조방법
KR20110026628A (ko) * 2009-09-08 2011-03-16 주식회사 효성 고효율 태양전지 및 그의 제조방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62198169A (ja) * 1986-02-25 1987-09-01 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 太陽電池
JP2000261011A (ja) * 1999-03-05 2000-09-22 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd シリコン系薄膜光電変換装置
US8658887B2 (en) 2006-11-20 2014-02-25 Kaneka Corporation Substrate provided with transparent conductive film for photoelectric conversion device, method for manufacturing the substrate, and photoelectric conversion device using the substrate
CN102187470A (zh) * 2008-10-17 2011-09-14 株式会社爱发科 太阳能电池的制造方法
JP6014554B2 (ja) * 2013-06-05 2016-10-25 本田技研工業株式会社 動力伝達装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200830566A (en) * 2006-11-22 2008-07-16 Lg Chemical Ltd Method for manufacturing solar cell and solar cell manufactured by the method
TW201041153A (en) * 2009-03-13 2010-11-16 Sumitomo Metal Mining Co Transparent conductive film and transparent conductive film layered structure, and method for producing the same, and silicon based thin film solar cell
KR20110014039A (ko) * 2009-08-04 2011-02-10 엘지디스플레이 주식회사 태양전지 및 그 제조방법
KR20110026628A (ko) * 2009-09-08 2011-03-16 주식회사 효성 고효율 태양전지 및 그의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101886745B1 (ko) 2018-08-08
KR20120111873A (ko) 2012-10-11
TW201240116A (en) 2012-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8648251B2 (en) Tandem thin-film silicon solar cell and method for manufacturing the same
CN100559616C (zh) 多结太阳能电池及其形成方法和设备
EP1939947B1 (en) Silicon-based thin-film photoelectric converter and method of manufacturing the same
JP2009503848A (ja) 組成傾斜光起電力デバイス及び製造方法並びに関連製品
KR101072472B1 (ko) 광기전력 장치의 제조 방법
JP2011054837A (ja) 結晶シリコン系太陽電池
EP2478567A1 (en) Photovoltaic cell and method for producing a photovoltaic cell
CN102656707B (zh) 薄膜硅叠层太阳能电池及其制造方法
US20130269767A1 (en) Method of coating a substrate for manufacturing a solar cell
CN104733548B (zh) 具有量子阱结构的硅基薄膜太阳能电池及其制造方法
TWI568002B (zh) 薄膜型太陽能電池及其製造方法
KR20110092023A (ko) 태양전지 및 이의 제조방법
JPWO2011114551A1 (ja) 太陽電池及びその製造方法
CN106229361B (zh) 一种p‑i‑n发电层结构及其制备方法以及透光太阳能电池及其制备方法
KR101302373B1 (ko) 태양전지 제조방법
CN104393120B (zh) 非晶硅锗薄膜太阳电池顶电池p型层的制备方法及用途
JP6317155B2 (ja) 太陽電池素子
JP2011018884A (ja) 光起電力装置及びその製造方法
KR101116857B1 (ko) 태양전지 및 이의 제조 방법
JP2010283162A (ja) 太陽電池及びその製造方法
KR101349494B1 (ko) 태양광 발전장치 및 이의 제조방법
TW202337041A (zh) 太陽能電池及其形成方法
JP2023174618A (ja) 太陽電池および太陽電池の製造方法、光起電力モジュール
TW201214730A (en) Tandem type thin film silicon solar cell with double layer cell structure
JP2013041955A (ja) 光電変換素子およびその製造方法