[發明專利]制作ZnO于堆疊太陽能硅薄膜以提高發電效率

無效

• 申請號: 201210064227.3
• 申請日: 2012-03-13
• 公開（公告）號: CN103311319A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 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: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本方法是將薄膜太陽能中的技術核心堆疊太陽能電池中，加入一層Zno在非晶硅薄膜與微晶硅薄膜之間，主要的用意是要讓光藉由Zno反射層達到折射的效果，可以讓光從前電極入射后，在非晶硅薄膜與微晶硅薄膜之間產生折射，更光有更多路徑選擇，且從背電極反射時也可以有同樣效果，藉此來提升堆疊太陽能薄膜電池的Jsc，以便能夠提高效率。

背景技術

業界對于薄膜太陽能電池中已有許多的研究，其中在薄膜太陽能中技術較為純熟且最省成本的則是硅薄膜技術，此最常顯現的則是非晶與微晶硅薄膜兩種，硅薄膜最主要是透過PECVD技術來進行制程，其最主要的就是吸收光譜的不同，在非晶硅中可以吸收可見光(300~850nm波長)，而微晶硅則是吸收紅外光(500nm~1100nm波長)，因此可以吸收的光譜更寬廣也能達到更高效率，但是缺點則是光在從前電極入射到非晶硅與微晶硅后，則是直接再從背電極作反射，以達到發電效果，但是其直接作反射會讓光在內部停留時間較短，故在長時間下，其效率則會衰退較為嚴重，因此本發明則是在非晶硅與微晶硅當中利用sputter技術，制作了ZnO膜層，藉由ZnO的穿透性、折射率低及表面粗糙度，讓光可以在非晶與微晶之間持續作光反射，讓光可以停留較長時間，如此當光經過light?soaking?后仍有穩定及高的發電效率。

發明內容

本發明主要目的是制作ZnO于堆疊太陽能硅薄膜以提高發電效率。其主要是把TCO玻璃先在PECVD腔體內制作非晶硅薄膜，隨后則進行本發明ZnO膜層的制作，其是利用Sputter將ZnO靶材進行濺鍍，把ZnO鍍膜在非晶硅薄膜上，最后再放回到PECVD腔體內制作微晶硅薄膜，以及背電極，即完成此制程。本發明ZnO膜層制作在非晶硅與微晶硅薄膜中，制作出具有高穿透性、且有反射性、低折射率及高表面粗糙的ZnO薄膜，其主要目的是當光從TCO玻璃入射后，先到達非晶硅薄膜，然后再到達ZnO膜層時，除了光會透過ZnO穿透往微晶硅薄膜進入外，其光也可以在ZnO作折射與反射，藉此讓更多的光能夠在非晶硅薄膜作吸收，以能夠提高非晶硅薄膜的Jsc，此外當光從背電極作反射時，其光也會在微晶硅與ZnO作折射，藉此方法可以當此試片在經過Light?soaking之后，已有穩定的效率，且光能夠停留在非晶硅與微晶硅較長時間，如此可以達到太陽能電池有較低的衰退，以便達到穩定及高的發電效率。

附圖說明

下面是結合附圖和實施例對本發明進一步說明：圖1是本發明之PECVD制程腔體示意圖；圖2是本發明之Sputter制程腔體示意圖；圖3是本發明之非晶硅/ZnO/微晶硅制程膜層順序示意圖。

主要元件符號說明：1?…傳動滾輪2?…TCO玻璃3…定位Sensor4?…抽氣Pump5?…蝶閥6…Slit?valve7…Showerhead8…氣流孔9…RF?power?supply10…DC?supply11…Cry?Pump12…ZnO靶材。

具體實施方式

????茲將本發明配合附圖，詳細說明如下所示：請參閱圖1，為本發明制作ZnO于堆疊太陽能硅薄膜以提高發電效率的PECVD設備示意圖，由圖中知，當TCO玻璃2由滾輪1傳到PECVD后，先進行sensor?3校正定位，隨后Pump?4開始抽真空至底壓，并進行加熱器加熱，讓玻璃達到均溫，接著開始鍍膜P型、I型及N型非晶與微晶薄膜，其氣體是從氣流孔8隨入showerhead?7并擴散到腔體內，并且由蝶閥5來控制整體制程壓力，當PECVD腔體氣體擴散均勻后，再開啟RF?power?supply?9來進行電漿制程，完成之后蝶閥會全開將殘留氣體由腔體內部抽光，保持腔體底壓，如此來完成非晶的P.I.N型半導體薄膜與微晶的P.I.N型半導體薄膜。

???請參閱圖2，此為本發明制制作ZnO于堆疊太陽能硅薄膜以提高發電效率的Sputter設備示意圖，已鍍膜過非晶的玻璃2在Slit?valve?6開啟后，由滾輪1傳至Sputter內，并由Cryo?Pump?11抽真空至底壓，隨后通入氣體5?O2或Ar，并調整制程壓力，隨后開啟DC?Sputter?10，開啟時ZnO靶材12開始進行濺鍍，而由于AZO靶材比玻璃尺寸小，故其玻璃鍍膜是采用滾輪1慢速行進，讓玻璃可以均勻的進行AZO鍍膜，當完成鍍膜后即完成本發明ZnO膜層的鍍膜。