[發(fā)明專(zhuān)利]高性能選擇性發(fā)射極元件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580042525.4
• 申請(qǐng)日: 2015-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106663713B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金俊東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 仁川大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/068
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/068;H01L31/18
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司11332
• 代理人: 呂琳,楊生平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高性能選擇性發(fā)射極元件及其制造方法，尤其涉及一種光效率以及電氣性能優(yōu)秀的光電元件及其制造方法。

背景技術(shù)

最近伴隨人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題和能源枯竭的日益重視，太陽(yáng)能作為能源豐富無(wú)環(huán)境污染問(wèn)題且能源效率較高的替代能源備受人們的關(guān)注。

太陽(yáng)能包括利用太陽(yáng)熱生成驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)所需蒸汽的太陽(yáng)熱電池和利用半導(dǎo)體性質(zhì)將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換為電能的太陽(yáng)光電池。

為了構(gòu)建太陽(yáng)光電池，將光轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為電的光電元件是必需品。作為光電元件的一種，光電二極管(photodiode)使用Si或GaAsP等的單結(jié)晶，并采用p-n結(jié)或pin結(jié)。

對(duì)于上述光電二極管，提升將所入射的太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換為電能的轉(zhuǎn)換效率(efficiency)尤為重要。因此，人們不懈地進(jìn)行著對(duì)其結(jié)構(gòu)和材質(zhì)的研究。

光電元件的轉(zhuǎn)換效率收到光學(xué)方面以及電氣方面等兩種方面的影響。在光學(xué)方面主要取決于如何將更多光能提供給光吸收體，而在電氣方面主要取決于如何在將再結(jié)合損失將至最低的同時(shí)捕獲更多載流子從而降低其電氣損失。

先行技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)大韓民國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利第10-2014-0020372號(hào)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的課題在于，提供一種能夠克服如上所述的光學(xué)及電氣方面的問(wèn)題并改善其轉(zhuǎn)換效率的高性能選擇性發(fā)射極元件。

本發(fā)明要解決的另一課題在于，提供一種能夠克服如上所述的光學(xué)及電氣方面的問(wèn)題并改善其轉(zhuǎn)換效率的高性能選擇性發(fā)射極元件的制造方法。

本發(fā)明要解決的課題并不局限如上述課題，相關(guān)從業(yè)人員將能夠通過(guò)下述記載進(jìn)一步明確理解未被提及的其他課題。

技術(shù)方案

為了解決上述課題，適用本發(fā)明之一實(shí)施例的選擇性發(fā)射極(selective emitter)元件包括：半導(dǎo)體基板；發(fā)射極層，包括位于上述基板上方并具有一定的周期的第1區(qū)域和位于上述第1區(qū)域之間的第2區(qū)域，其中上述第1區(qū)域的上表面的高度大于或等于第2區(qū)域的上表面的高度；以及透明導(dǎo)電層，形成于上述發(fā)射基層上方。

上述第1區(qū)域的摻雜濃度能夠大于或等于上述第2區(qū)域的摻雜濃度。

上述發(fā)射極層的摻雜濃度能夠從上述發(fā)射極層的表面向深度方向逐漸減小。

上述第1區(qū)域的上表面的摻雜濃度能夠等于上述第2區(qū)域的表面的摻雜濃度。

上述第1區(qū)域能夠采取向上凸起的形狀(oonvex-shape)。

上述第1區(qū)域能夠包括與上述半導(dǎo)體基板的上表面呈銳角的傾斜部。

上述透明導(dǎo)電體圖案能夠包括ITO(銦錫氧化物，Indium-tin-oxide)、AZO(鋁鋅氧化物，Aluminum-zinc-oxide)、氧化錫(tin-oxide)、氧化銦(In2O3)、Pt、Au或IZO(銦鋅氧化物，Indium-zinc-oxide)中的至少一種。

其中，還能夠包括：正面電極，位于上述透明電極層的上方并包括第1導(dǎo)電體；以及背面電極，位于上述半導(dǎo)體基板的下方并包括第2導(dǎo)電體。

上述正面電極能夠包括Al、W、Co、Ni、Cu、Ru、Pd、Ag、Pt、Au、In、Sn、CoW、CoWP以及NiB中的至少一種。

上述半導(dǎo)體基板能夠包括Si、Ge或GaAs中的至少一種。

其中，還能夠包括：第1反射防止層，位于上述發(fā)射極層和上述透明導(dǎo)電層之間，用于減少入射光的反射。

其中，還能夠包括：第2反射防止層，位于上述導(dǎo)電層的上方，用于減少入射光的反射。

上述第1或第2反射防止層能夠包括SiN_X或TiO_X(其中，x為自然數(shù))中的至少一種。

為了解決上述另一課題，適用本發(fā)明之一實(shí)施例的選擇性發(fā)射極元件的制造方法包括：在半導(dǎo)體基板的上方形成以特定周期反復(fù)的虛擬圖案的步驟；在上述半導(dǎo)體基板以及上述虛擬圖案上方形成遮罩的步驟；通過(guò)移除上述虛擬圖案以及上述虛擬圖案上方的遮罩使上述半導(dǎo)體基板中的一部分裸露的步驟；對(duì)上述裸露的半導(dǎo)體基板進(jìn)行蝕刻的步驟；以及在上述蝕刻后的半導(dǎo)體基板上方形成透明導(dǎo)電層的步驟。

上述蝕刻能夠包括濕法蝕刻(wet etching)。

其中，在上述形成虛擬圖案的步驟之前，還能夠包括：對(duì)上述半導(dǎo)體基板進(jìn)行摻雜的步驟。