[發明專利]利用硼參雜制作P型非晶半導體以改善穿隧效應膜層

無效

• 申請號: 201110283723.3
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN103022269A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 戴嘉男;劉幼海;劉吉人
• 申請（專利權）人: 吉富新能源科技(上海)有限公司
• 主分類號: H01L31/20
• 分類號: H01L31/20;H01L31/075;H01L31/0288;H01L31/0352
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技術領域

????本方法是將薄膜太陽能中的技術核心PECVD的傳片技術，是屬于制作非晶硅與微晶硅的重要技術，其可以在PECVD腔體內制作P.I.N型半導體薄膜且可以依腔體內部的壓力、溫度、氣體流量等參數，制作出非晶硅以及微晶硅，而此發明的技術則是著重在于非晶硅與微晶硅兩者在堆疊時遇到的穿隧效應tunnel?junction作一個改善，可以讓電子電洞傳送正常，讓電流能夠順利傳出以提高整體太陽能薄層的Voc及Jsc以及FF值。?

背景技術

????目前，業界對于薄膜太陽能電池中已有許多的研究，其中制作關鍵的太陽能薄膜的技術則有PECVD、HWCVD、LPCVD等多種，目前技術較為純熟且已應用于量產的則是以PECVD為主，而由PECVD制作的太陽能膜層則是多以非晶硅以及微晶硅的膜層較為居多，在PECVD腔體內部則藉由調整氣體總流量、RF?power、制程壓力、電極與glass間距以及溫度等條件去制作，而制作出來的非晶硅P.I.N型半導體其主要在光譜上面是吸收其可見光的部分，約是從300~850nm的光譜，而PECVD也可制作微晶硅的P.I.N型半導體，其主要可以制作出微晶相外，也可以吸收500~1100nm為紅外光的光譜，故業界及學術界無不一希望將這兩種技術結合起來，制作出非晶硅與微晶硅同在可以吸收可見光與紅外光的技術，故制作出Tandem?solar?cell，但是要將非晶硅與微晶硅兩者結合并不容易，主要是因為非晶硅的N型半導體與微晶硅的P型半導體兩者之間會在結合產生內建電場，此內建電場會破壞電子與電洞的流向，故此發明就是要將內建電場影響范圍縮小，故制作出一層薄層來作電子電洞的recombination，要制作出有defect的膜層讓recombination?rate提高，可以縮小內建電場，并讓原先第一層非晶硅中P型非晶半導體出來的電洞與第二層微晶硅中的N型非晶半導體出來的電子可以正常穿隧流通，故能提高太陽能薄膜電池效率。?

發明內容

????本發明主要目的是利用硼參雜制作P型非晶半導體以改善穿隧效應膜層。其主要是在PECVD腔體內進行制程，先由PECVD腔體制作非晶硅P.I.N型半導體薄膜，藉由調整腔體的溫度(控制約200C)、制程壓力(低壓)、氣體流量、電極與玻璃間距、以及RF?power(低Power)等參數，制作成第一層P型非晶半導體、第二層I型非晶半導體、第三層N型非晶半導體三層，接著就是本發明，在N型微晶半導體后，利用硼參雜制作P型非晶半導體，其控制硼所參雜的含量來制作有間隙的非晶半導體，由于在穿隧效應中，要將兩層之間的N/P鍵結產生的內建電場縮小，因此要制作有defect的薄膜，讓載子在內部能夠作recombination，且要讓recombination?rate增快，才可以將內建電場縮小，而制作硼參雜的P型非晶半導體，因為是非晶結構，其內部缺陷嚴重，且此層不需要太厚，故可以保持穿透率也較高，讓光能夠容易進入到第二層的非晶硅內，此外其也有較低的電阻值，故適合用作于穿隧效應用，且在制作完本發明P型非晶半導體后，可以馬上連接P型微晶半導體，兩者之間的界面恰當，接著再制作微晶的I型半導體及非晶的N型半導體后，及完成此薄膜太陽能核心部分，接著再制作背電極即可得其發電效率，而此發明的P型非晶半導體因為放置于穿隧效應中，可以消彌N/P內建電場，可以讓電子電洞流通順利，故可以提高太陽能薄膜電池效率。?

具體實施方式

????茲將本發明配合附圖，詳細說明如下所示：請參閱第一圖，為本發明利用硼參雜制作P型非晶半導體以改善穿隧效應膜層，由圖中可知，當TCO玻璃2由滾輪1傳置到PECVD腔體內部時，會由Pump?4抽氣至底壓，接著氣體從氣流孔8流入到showerhead?7并且擴散到腔體內，隨后由蝶閥5控制制程壓力，并且RF?power?9開啟電漿進行制程，當完成后Slit?valve?6會將玻璃傳送出去，而在這個PECVD腔體內就是制作P型非晶、I型非晶、N型微晶、P型非晶(此為本發明硼參雜的P型非晶半導體)在此制程中就是利用B2H6，硅烷及氫氣制作、P型微晶、I型微晶、N型非晶，完成后即完成此制程。?