发明名称 一种具有低温多晶矽薄膜之太阳能电池元件结构
摘要 本创作揭示一种具有低温多晶矽薄膜之太阳能电池元件结构,其主要包含一基板;一P型半导体层;一本质(i)型半导体层;一N型半导体层;一第一电极以及一第二电极。该本质(i)型半导体层内层具有以金属铝诱发之多晶矽薄膜层。该结构具有可在较低制程温度下达到不同厚度与大面积之多晶矽薄膜,因此可有效提高该太阳能电池之光电转换效率。
申请公布号 TWM330563 申请公布日期 2008.04.11
申请号 TW096200033 申请日期 2007.01.02
申请人 安得立科技有限公司 发明人 在根;于剑平;杨茹媛;翁敏航;苏炎坤
分类号 H01L31/075(2006.01) 主分类号 H01L31/075(2006.01)
代理机构 代理人
主权项 1.一种具有低温多晶矽薄膜之太阳能电池元件结 构,其至少包含: 一基板; 一P型半导体层,系形成于该基板上方,其系用于产 生电洞; 一本质(i)型半导体层,系形成于该P型半导体层上 方,其系用于提高可见光谱光子的吸收范围; 一N型半导体层,系形成于该本质(i)型半导体层上 方,其系用于产生电子; 一第一电极,系形成于该N型半导体层上方,其系用 于取出电能;以及 一第二电极,藉由蚀刻该太阳能电池元件之一侧至 该P型半导体层,并于其上方形成,其系用于取出电 能; 其中,该本质(i)型半导体层系由结合金属铝与二阶 段退火方式所形成。 2.如申请专利范围第1项之一种具有低温多晶矽薄 膜之太阳能电池元件结构,其中该基板系选自玻璃 、塑胶基板、半导性基板、绝缘基板、可挠性基 板或不锈钢板之一。 3.如申请专利范围第1项之一种具有低温多晶矽薄 膜之太阳能电池元件结构,其中该P型半导体层之 掺杂方式系选自于铝诱导结晶矽、固相结晶化或 准分子雷射退火制程之一。 4.如申请专利范围第1项之一种具有低温多晶矽薄 膜之太阳能电池元件结构,其中所谓之结合金属铝 与二阶段退火之制程步骤包含: 沉积一厚度金属铝在该基板上; 沉积一具有一第一厚度之非晶矽薄膜在该含金属 铝之基板上; 以一第一温度加热该基板,使得该非晶矽薄膜形成 一具有第一厚度之多晶矽薄膜; 蚀刻该些金属铝; 沉积一具有一第二厚度之非晶矽薄膜于该具有第 一厚度之多晶矽薄膜上; 以一第二温度加热该基板,以形成一具有第二厚度 之多晶矽薄膜。 5.如申请专利范围第4项之一种具有低温多晶矽薄 膜之太阳能电池元件结构,其中沉积该金属铝之制 程系选自溅镀、热蒸镀与离子蒸镀之一。 6.如申请专利范围第4项之一种具有低温多晶矽薄 膜之太阳能电池元件结构,其中该具有第一厚度之 非晶矽薄膜系选自电浆辅助化学气相沈积系统、 离子蒸镀系统、低压化学气相沉积系统之一。 7.如申请专利范围第4项之一种具有低温多晶矽薄 膜之太阳能电池元件结构,其中该第一温度系介于 450-600℃。 8.如专利申请范围第4项之一种具有低温多晶矽薄 膜之太阳能电池元件结构,其中该具有第一厚度之 非晶矽薄膜之该第一厚度介于20-500nm。 9.如专利申请范围第4项之一种具有低温多晶矽薄 膜之太阳能电池元件结构,其中该第二温度系介于 200-500℃。 10.如专利申请范围第4项之一种具有低温多晶矽薄 膜之太阳能电池元件结构,其中该具有第二厚度之 非晶矽薄膜之该第二厚度介于1-5m。 11.如申请专利范围第1项之一种具有低温多晶矽薄 膜之太阳能电池元件结构,其中该N层半导体之掺 杂方式系选自于热扩散法或离子布植法制程之一 。 12.如申请专利范围第1项之一种具有低温多晶矽薄 膜之太阳能电池元件结构,其中该第一电极系选自 于蒸镀法、电镀法及印刷法等制程之一。 13.如申请专利范围第1项之一种具有低温多晶矽薄 膜之太阳能电池元件结构,其中该第一电极之材料 系选自于镍、金、银、钛、钯、及铝等导电材料 之一。 14.如申请专利范围第1项之一种具有低温多晶矽薄 膜之太阳能电池元件结构,其中该第二电极系选自 于蒸镀法、电镀法及印刷法等制程之一。 15.如申请专利范围第1项之一种具有低温多晶矽薄 膜之太阳能电池元件结构,其中该第一电极之材料 系选自于镍、金、银、钛、钯、及铝等导电材料 之一。 图式简单说明: 第1图显示本创作之一种具有金属诱发之太阳能电 池元件结构之侧视剖面图; 第2图为本创作之金属铝诱发多晶矽之步骤流程图 ; 第3a图显示为第2图中步骤200,金属铝溅镀于基板上 之示意图; 第3b图显示为第2图中步骤201,非晶矽薄膜沉积于金 属铝表面之示意图; 第3c图显示为第2图中步骤202,形成多晶矽薄膜于基 板101上之示意图; 第3d图显示为第2图中步骤204,蚀刻铝203于多晶矽表 面之后,于多晶矽104表面沉积一层非晶矽薄膜105上 方之示意图; 第3e图显示为第2图中步骤205,形成多晶矽薄膜106于 基板104上之示意图; 第3f图显示为第2图中步骤206,掺杂磷原子于多晶矽 薄膜106内之一定深度之示意图; 第4图显示为第2图中步骤207完成之后,金属铝诱发 多晶矽薄膜之拉曼图;以及 第5图显示为第2图中步骤207完成之后,金属铝诱发 多晶矽薄膜之XRD图。
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