兼具内部光反射与杂质阻隔之薄膜介面层结构之制备方法

摘要

一种兼具内部光反射与杂质阻隔之薄膜介面层结构之制备方法，系以低成本之提纯冶金级矽(Upgraded Metallurgical Grade Silicon,UMG-Si)材料作为基板，并于此基板上形成一高品质之矽薄膜层。其中本发明之重点系于提纯冶金级矽材料基板与高品质磊晶矽薄膜层间，设计一种兼具内部光反射与杂质阻隔等功能之薄膜介面层结构，不仅可抑制该提纯冶金级矽材料基板内部之金属杂质进一步扩散至该高品质磊晶矽薄膜层内，亦可作为内部反射层，以提升光电转效率。系为一种制备兼具内部光反射与杂质阻隔等功能之薄膜介面层结构，并可适用于开发低成本与高效率磊晶矽薄膜太阳电池之方法者。

主权项

一种兼具内部光反射与杂质阻隔之薄膜介面层结构之制备方法，其至少包含下列步骤：(A)选取基板步骤：系用以选择一纯度大于4N范围之提纯冶金级矽(Upgraded Metallurgical Grade Silicon,UMG-Si)材料基板；(B)侵蚀粗糙化步骤：系用以物理或化学方法，于该提纯冶金级矽材料基板表面形成一表面粗糙化结构，其中，该化学方法系为电浆侵蚀法(Plasma Etching)；(C)被覆步骤：系用以物理或化学方法，于该提纯冶金级矽材料基板之表面粗糙化结构上，先被覆一锗金属(Ge)薄膜层后，再于该锗金属薄膜层上被覆一非晶矽(a-Si)薄膜层；以及(D)高温磊晶步骤：系用以化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)进行高温磊晶处理，于该提纯冶金级矽材料基板上形成一高品质磊晶矽薄膜层，并将该提纯冶金级矽材料基板与该高品质磊晶矽薄膜层间之锗金属薄膜层与非晶矽薄膜层，合成为一矽锗金属化合物(Si(1-x)Gex)薄膜介面层，且在该提纯冶金级矽材料基板与该矽锗金属化合物薄膜介面层介面处亦形成有一杂质聚集区，其中，该矽锗金属化合物薄膜介面层不仅可抑制该提纯冶金级矽材料基板内部之金属杂质进一步扩散至该高品质磊晶矽薄膜层内，亦可作为内部反射层，以提升光电转效率，且该杂质聚集区系为复杂之网状差排缺陷，可用以陷住来自该提纯冶金级矽材料基板内之金属杂质。依据申请专利范围第1项所述之兼具内部光反射与杂质阻隔之薄膜介面层结构之制备方法，其中，该步骤(D)之化学气相沉积法系为常压化学气相沉积法(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition,APCVD)。依据申请专利范围第1项所述之兼具内部光反射与杂质阻隔之薄膜介面层结构之制备方法，其中，该步骤(D)之磊晶处理系介于1100~1200℃范围之温度。依据申请专利范围第1项所述之兼具内部光反射与杂质阻隔之薄膜介面层结构之制备方法，其中，该高品质磊晶矽薄膜层系可适用于磊晶矽薄膜太阳电池。