[發明專利]太陽電池

有效

• 申請號: 201010197017.2
• 申請日: 2010-05-27
• 公開（公告）號: CN101866969A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 劉致為;何偉碩;陳彥瑜;古峻源;陳建任;林漢涂;梁碩瑋
• 申請（專利權）人: 友達光電股份有限公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/028;H01L31/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 郭蔚

【技術領域】

本發明是有關于一種太陽電池(photovoltaic?cell)，且特別是有關于一種具有較高光電轉換效率的太陽電池。

【背景技術】

太陽能是一種干凈無污染而且取之不盡用之不竭的能源，在解決目前石化能源所面臨的污染與短缺的問題時，一直是最受矚目的焦點。由于太陽電池可直接將太陽能轉換為電能，因此已成為目前相當重要的研究課題。

硅基太陽電池為業界常見的一種太陽電池。硅基太陽電池的原理是將二個不同型(p型與n型)的半導體層相接合，以形成p-n接面。當太陽光照射到具有此p-n結構的半導體時，光子所提供的能量可把半導體價帶中的電子激發至導帶而產生電子-電洞對。電子與電洞均會受到電場的影響，使得電洞沿著電場的方向移動，而電子則往相反的方向移動。如果以導線將此太陽電池與負載(load)連接起來，則可形成一個回路(loop)，并可使電流流過負載，此即為太陽電池發電的原理。

在異質接面薄本征層(heterojunction?with?intrinsic?thinlayer，HIT)太陽電池中，二個不同型(p型與n型)的半導體層分別為摻雜單晶硅層與摻雜非晶硅層。此外，在摻雜單晶硅層與摻雜非晶硅層之間具有本征非晶硅層。另外，一對電極與摻雜單晶硅層與摻雜非晶硅層電性連接。然而，一般的HIT太陽電池結構僅能吸收太陽光頻譜中能量實質上大于硅能隙(1.12eV)的光子，因此難以具有較高的光電轉換效率。

【發明內容】

本發明提供一種太陽電池，其具有較高的光電轉換效率。

本發明提出一種太陽電池，其包括第一型摻雜單晶硅基板、本征非晶硅層、第二型摻雜非晶硅層、第一型摻雜結晶含鍺層以及一對電極。第一型摻雜單晶硅基板具有正面以及背面。本征非晶硅層配置于正面上。第二型摻雜非晶硅層配置于本征非晶硅層上。第一型摻雜結晶含鍺層配置于背面。電極與第二型摻雜非晶硅層以及第一型摻雜結晶含鍺層電性連接。

依照本發明實施例所述的太陽電池，上述的第一型摻雜單晶硅基板的晶向(crystal?orientation)例如為(100)、(110)或(111)。

依照本發明實施例所述的太陽電池，上述的第一型摻雜單晶硅基板例如為p型摻雜單晶硅基板，而第二型摻雜非晶硅層例如為n型摻雜非晶硅層。

依照本發明實施例所述的太陽電池，上述的第二型摻雜非晶硅層的能隙例如實質上小于本征非晶硅層的能隙，本征非晶硅層的能隙例如實質上大于第一型摻雜單晶硅基板的能隙，而第一型摻雜單晶硅基板的能隙例如實質上大于第一型摻雜結晶含鍺層的能隙。

依照本發明實施例所述的太陽電池，上述的第二型摻雜非晶硅層的能隙例如實質上介于1.5eV至2.0eV之間，本征非晶硅層的能隙例如實質上介于1.5eV至2.0eV之間，而第一型摻雜單晶硅基板的能隙例如實質上介于1.0eV至1.1eV之間，且第一型摻雜結晶含鍺層能隙例如實質上介于0.6eV至1.1eV之間。

依照本發明實施例所述的太陽電池，上述的第一型摻雜單晶硅基板的厚度例如實質上介于50微米至500微米之間。

依照本發明實施例所述的太陽電池，上述的第一型摻雜單晶硅基板的摻雜濃度例如實質上介于10¹⁵cm^-3至10¹⁷cm^-3之間。

依照本發明實施例所述的太陽電池，上述的第二型摻雜非晶硅層的厚度例如實質上介于1奈米至20奈米之間。

依照本發明實施例所述的太陽電池，上述的第二型摻雜非晶硅層的摻雜濃度例如實質上介于10¹⁸cm^-3至10²¹cm^-3之間。

依照本發明實施例所述的太陽電池，上述的第一型摻雜結晶含鍺層例如為第一型摻雜結晶硅鍺層或第一型摻雜結晶鍺錫層。

依照本發明實施例所述的太陽電池，上述的第一型摻雜結晶含鍺層中的鍺含量例如實質上高于10％，而第一型摻雜結晶含鍺層中的硅含量例如實質上低于90％。

依照本發明實施例所述的太陽電池，上述的第一型摻雜結晶含鍺層的厚度例如實質上介于10奈米至10微米之間。

依照本發明實施例所述的太陽電池，上述的第一型摻雜結晶含鍺層的摻雜濃度例如實質上介于10¹⁵cm^-3至10²¹cm^-3之間。