[發明專利]薄膜太陽能電池襯底以及薄膜太陽能電池的制作方法

無效

• 申請號: 200810040337.X
• 申請日: 2008-07-08
• 公開（公告）號: CN101626044A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 肖德元
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所（普通合伙）
• 代理人: 翟 羽

【技術領域】

本發明涉及太陽能電池領域，尤其涉及薄膜太陽能電池襯底以及薄膜太陽能電池的制作方法。

【背景技術】

隨著工業社會的不斷發展，人類對能源的需求量與日俱增，特別是近些年來，國際原油價格的不斷上升，進一步引起了人們對能源問題的重視。以太陽能電池為核心的光伏產業直接將太陽能轉化成電能，是目前人類可以利用的最清潔的能源之一，是公認的“綠色能源”。

光伏產業發展的核心問題就是如何制作出低成本、高效率的太陽能電池。以半導體襯底，尤其是硅基襯底制作的太陽能電池是一種工藝成熟、應用廣泛的太陽能電池，占據目前太陽能電池市場份額的主導地位。在太陽能電池成本的構成中，襯底的價格占據了很重要的位置。以硅襯底為例，如果采用厚的硅襯底直接作為太陽能電池的襯底，會大大增加電池的成本。

美國專利US6258698中揭露了一種采用多孔層作為中間介質，剝離襯底形成薄膜太陽能電池襯底的技術。該技術包括如下步驟：

第一步，在第一襯底表面形成多孔層；

第二步，在多孔層表面形成第一半導體層；

第三步，通過鍵合將第一半導體層轉移到第二襯底；

第四步，將第一和第二襯底從多孔層的位置剝離，形成置于第二襯底表面的第一半導體層，可以用于太陽能電池的制造。

上述方法中，由于第一襯底的價格低廉，并且可以重復利用，因此可以降低太陽能電襯底的成本。但是在上述方法中，由于需要在第一襯底的表面生長多孔層，在第一襯底的表面引起了損傷。因此，雖然第一襯底作為初始襯底，在太陽能電池的制造過程中可以重復利用，但是初始襯底表面的損傷影響了其重復利用的次數，因此增加了此方法的制造工藝成本。

【發明內容】

本發明所要解決的技術問題是，提供一種薄膜太陽能電池襯底的制作方法，在將初始襯底進行剝離的過程中，降低剝離工藝過程對襯底的損傷程度，從而增加初始襯底的利用次數，達到降低制造工藝成本的目的。

為了解決上述問題，本發明提供了一種薄膜太陽能電池襯底的制作方法，包括如下步驟：(a)提供初始襯底；(b)在初始襯底表面生長第一半導體層；(c)將起泡離子注入到初始襯底中；(d)在第一半導體層表面生長第二半導體層；(e)在第二半導體層的表面生長支撐層；(f)退火，從而使初始襯底在起泡離子的注入位置剝離；其中步驟(c)和步驟(d)的實施順序可互換。

作為可選的技術方案，所述之起泡離子選自于氫離子、氦離子中的一種或多種。

作為可選的技術方案，所述之第一半導體層為N型半導體，第二半導體層為P型半導體層。

作為可選的技術方案，所述之第一半導體層為單晶硅層，所述之第二半導體層為單晶硅層。

作為可選的技術方案，所述之襯底為本征半導體。

作為可選的技術方案，所述之支撐層為金屬層。

作為可選的技術方案，所述之支撐層的厚度為20μm～50μm。

本發明還提供了一種薄膜太陽能電池的制作方法，包括如下步驟：(a)提供初始襯底；(b)在初始襯底表面生長第一半導體層；(c)將起泡離子注入到初始襯底中；(d)在第一半導體層表面生長第二半導體層；(e)在第二半導體層的表面生長支撐層；(f)退火，從而使初始襯底在起泡離子的注入位置剝離；(g)在剝離后保留在第一半導體層表面的初始襯底的殘余部分的表面制作電極；其中步驟(c)和步驟(d)的實施順序可互換。

作為可選的技術方案，還包括如下步驟：在步驟(f)實施完畢后，將剝離后保留在第一半導體層表面的初始襯底的殘余部分的表面粗糙化。

作為可選的技術方案，所述之起泡離子選自于氫離子、氦離子中的一種或多種。

作為可選的技術方案，所述之第一半導體層為N型半導體，第二半導體層為P型半導體層。

作為可選的技術方案，所述之支撐層為金屬層。

本發明的優點在于，采用起泡離子注入初始襯底的技術，通過退火將初始襯底在起泡離子注入濃度分布達到峰值的位置剝離，即剝離后的襯底的表面是注入離子在初始襯底中濃度形成的高斯分布的峰值位置，此表面僅是受到離子注入工藝的影響，因此表面的損傷比較小，從而可以增加初始襯底重復利用的次數。

【附圖說明】

附圖1所示為本發明提供的薄膜太陽能電池襯底的制作方法的第一具體實施方式的實施步驟流程圖；

附圖2至附圖7所示為本發明提供的薄膜太陽能電池襯底的制作方法的第一具體實施方式的工藝示意圖；

附圖8所示為本發明提供的薄膜太陽能電池的制作方法的第二具體實施方式的實施步驟流程圖；