[發明專利]具有非晶硅多結構層薄膜的太陽能電池無效

申請號：	200810084631.0	申請日：	2008-03-14
公開（公告）號：	CN101533866A	公開（公告）日：	2009-09-16
發明（設計）人：	楊燕智;簡永杰	申請（專利權）人：	東捷科技股份有限公司
主分類號：	H01L31/075	分類號：	H01L31/075
代理公司：	天津三元專利商標代理有限責任公司	代理人：	錢凱
地址：	中國***	國省代碼：	中國臺灣;71
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摘要：
搜索關鍵詞：	具有非晶硅多結構薄膜太陽能電池
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池，尤其涉及一種具有非晶硅結構層的太陽能電池，其兼具吸收范圍大、轉換效率高與制造成本較低的具有非晶硅多結構層薄膜的太陽能電池。

背景技術

現有單階面P-I-N太陽能電池，其是以a-Si(amorphous?silicon，即非晶硅)所構成，但a-Si的能隙(bandgap、energy?gap，或譯作能帶隙)約為1.7ev，對于能量較小的紅光與紅外光，照射后能量提升不足1.7eV，因此皆無法產生光伏特效應而發電。此外，如圖1所示，其中的第二曲線L2為a-Si的吸收光譜曲線，其吸收系數在波長為0.45μm至0.6μm間時最佳(吸收系數大約介于0.7～1.0之間)，很明顯的可以看出，若為波長介于0.68μm至0.76μm的紅色可見光或是波長介于0.8μm以上的紅外光，其相對應的吸收系數極低，換言之，大多數的紅光與紅外光均未被a-Si吸收。該第四曲線L4為太陽光的光譜分布曲線，可看出其波長大于0.76μm的部分占有相當的比例，若無法轉換成電能是極大的損失。因此，現有單階面P-I-N太陽能電池在轉換效率上有一定的限制。

為了在轉換效率上有所提升，可從多能帶或多能階結構著手，而現有的多能帶結構太陽能電池多由GaInP、GaAs及Ge堆疊而成，該能隙范圍雖提高到0.7～1.8ev，但吸收范圍仍然有所局限。

發明內容

本發明所要解決的主要技術問題在于，克服現有技術存在的上述缺陷，而提供一種具有非晶硅多結構層薄膜的太陽能電池，其具有吸收范圍大的優點，達到轉換效率高的目的，并具有制造成本較低的市場競爭力。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種具有非晶硅多結構層薄膜的太陽能電池，其特征在于，包括：一基板，可透光；一第一穿透電膜，是設于該基板上且可透光；一第一光電轉換層，是由一第一P層、一第一I層及一第一N層堆疊而成，其中，該第一I層是由a-SiN構成，而該第一光電轉換層是設于該第一穿透電膜上，且可調變的能帶寬是介于1.7ev至2.3ev之間；一第二光電轉換層，是由一第二P層、一第二I層及一第二N層堆疊而成，其中，該第二I層是由a-Si所構成，而該第二光電轉換層是設于該第一光電轉換層上，且可調變的能帶寬為1.7ev左右；一第三光電轉換層，是由一第三P層、一第三I層及一第三N層堆疊而成，其中，該第三I層是由a-SiSn構成，而該第三光電轉換層是設于該第二光電轉換層上，且可調變的能帶寬介于0.08ev至1.1ev之間，又，該第一光電轉換層的能隙是大于該第二光電轉換層的能隙，且該第二光電轉換層的能隙是大于該第三光電轉換層的能隙；一第二穿透電膜，是設于該第三光電轉換層的上方且可透光；一上電極，是設于該第二穿透電膜上。

前述的具有非晶硅多結構層薄膜的太陽能電池，其中第一、第二及第三光電轉換層又可分別設有一第一緩沖層、一第二緩沖層及一第三緩沖層，又，所述第一光電轉換層的能隙大于所述第二光電轉換層的能隙，該第二光電轉換層的能隙大于所述第三光電轉換層的能隙。

前述的具有非晶硅多結構層薄膜的太陽能電池，其中第一光電轉換層是以制程氣體SiH4/NH3比例調變能帶寬；所述第二光電轉換層是以制程氣體SiH4/H2比例調變能帶寬；所述第三光電轉換層是以濺鍍或蒸鍍方式調變能帶寬。

本發明的有益效果是，其具有吸收范圍大的優點，達到轉換效率高的目的，并具有制造成本較低的市場競爭力。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是現有單階面太陽能電池的吸收光譜曲線圖

圖2是本發明的局部放大剖視圖

圖3是本發明的增加緩沖層的局部放大剖視圖

圖4是本發明的光電轉換層的光源吸收過程的示意圖

圖5是本發明的能隙范圍的示意圖

圖6是本發明的SiN、a-Si及SiSn的吸收系數曲線圖

圖中標號說明：