[發明專利]具有高透射率結構的透明導電氧化物層及其制造方法

有效

• 申請號: 201310231580.0
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN104037247B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 陳世偉
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0749;H01L31/18
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術領域

本發明涉及具有含高透射率結構的透明導電氧化物層的太陽能電池及其制造方法。

背景技術

太陽能電池是用于通過陽光直接生成電流的光伏組件。由于對清潔能源的日益增長的需求，近年來太陽能電池的制造急劇擴大并且繼續擴張。由于透明導電氧化物（TCO）膜用作透明涂層以及還用作電極的多功能性，它們通常用于太陽能電池中。為了提供這兩種功能，選擇呈現太陽光的高透射率和高導電性（低電阻性）的材料來制作TCO膜。先前嘗試增大透射率和電阻率的方法和技術并不完全成功。在許多情況下，通過添加摻雜物來降低電阻導致不期望的透射率降低。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種太陽能電池，包括：太陽能電池子結構，包括設置在襯底上方的吸收層；以及透明導電氧化物（TCO）層，設置在所述子結構上方，所述TCO層包括其中設有多個獨立的間隔開的結構的TCO膜，并且所述獨立的間隔開的結構具有比所述TCO膜更高的可吸收輻射的透射率。

在該太陽能電池中，所述TCO膜包括選自由摻鋁ZnO、摻鎵ZnO、摻鋁鎵ZnO、摻硼ZnO、摻銦CdO、銦錫氧化物、摻氟SnO以及它們的組合所組成的組。

在該太陽能電池中，所述獨立的間隔開的結構具有至少800nm的最小截面尺寸。

在該太陽能電池中，所述獨立的間隔開的結構具有100微米以下的最大截面尺寸。

在該太陽能電池中，所述獨立的間隔開的結構包括穿孔和高透射率顆粒中的至少一種。

在該太陽能電池中，所述TCO層的導電率至少為5×10³S/cm。

在該太陽能電池中，所述TCO層的電阻率為5×10^-4Ω·cm以下。

在該太陽能電池中，所述TCO層的透射率相對于可比較的同質TCO膜的透射率至少增加5%。

根據本發明的另一方面，提供了一種太陽能電池，包括：太陽能電池子結構，包括設置在襯底上的吸收層；以及透明導電氧化物（TCO）層，設置在所述太陽能電池子結構上方，所述TCO層包括其中設有多個間隔開的顆粒的TCO膜，所述顆粒具有至少800nm的最小截面尺寸并且嵌入所述TCO膜中，并且所述TCO層具有比可比較的同質TCO膜更高的可吸收輻射的透射率。

根據本發明的又一方面，提供了一種用于形成太陽能電池的方法，包括：提供太陽能電池子結構，所述太陽能電池子結構包括設置在襯底上方的吸收層；以及形成設置在所述子結構上方的透明導電氧化物（TCO）層，其中，所述TCO層包括其中設有多個間隔開的高透射率結構的TCO膜，并且所述TCO層具有比可比較的同質TCO膜更高的可吸收輻射的透射率。

在該方法中，所述TCO層的透射率相對于所述可比較的同質TCO膜的透射率至少增加5%。

在該方法中，形成所述TCO層包括：在所述子結構上方沉積多個間隔開的部件；以及在所述間隔開的部件之間沉積所述TCO膜。

在該方法中，所述間隔開的部件選自由顆粒、突出物、生長抑制劑以及它們的組合所組成的組。

該方法進一步包括：去除所述間隔開的部件。

在該方法中，所述間隔開的部件包括生長抑制劑，并且沉積所述TCO膜包括采用MOCVD工藝生長所述TCO膜。

在該方法中，所述間隔開的部件包括透射率大于所述TCO膜的透射率的顆粒。

在該方法中，所述間隔開的部件包括透射率小于所述TCO膜的透射率的顆粒或突出物。

在該方法中，所述間隔開的部件是顆粒，并且沉積所述多個間隔開的部件包括：形成含有懸浮在溶劑中的所述顆粒的溶液；在所述子結構上方涂覆所述溶液；以及去除所述溶劑。

在該方法中，所述間隔開的部件是突出物，并且所述方法進一步包括通過蝕刻去除所述突出物。

在該方法中，所述間隔開的高透射率結構選自由顆粒、穿孔以及它們的組合所組成的組。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，根據以下詳細的描述可以更好地理解本發明。應該強調的是，根據標準實踐，附圖的各種部件不必按比例繪制。相反，為清楚起見，各種部件的尺寸可以任意增大或縮小。在整個說明書和全部附圖中，相似的參考標號用于表示相似的部件。

圖1是具有含多個間隔開的高透射率結構的透明導電層的太陽能電池的截面圖；

圖2是根據本發明示出方法的實施例的流程圖；