太阳能电池的钝化层结构及其制造方法技术

一种太阳能电池的钝化层结构，其设置于基材上。此钝化层结构具有第一钝化层与第二钝化层。第一钝化层设置于基材上。第二钝化层设置于基材和第一钝化层之间，第二钝化层的材质为基材的材质的氧化物。由于在基材和第一钝化层之间设置有第二钝化层，因此可以有效增加光电元件的表面钝化效果和载流子寿命，并使得太阳能电池的光电转换效率大幅提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光电元件，且特别是涉及一种可提高光电转换效率的 。
技术介绍
太阳能是一种取之不竭且无污染的能源，在解决目前石化能源所面临 的污染与短缺的问题时， 一直是最受瞩目的焦点。其中，又因太阳能电池(solar cell)可直接将太阳能转换为电能，而成为目前相当重要的研究课题。硅基太阳能电池为本领域常见的一种太阳能电池。硅基太阳能电池的 原理是将高纯度的半导体材料(硅)加入一些不纯物使其呈现不同的性质，以 形成p型半导体及n型半导体，并将pn两型半导体相结合，如此即可形成 p-n接面。而p-n接面是由带正电的给体离子与带负电的受体离子所组成， 在所述正、负离子所在的区域内，存在着内建电位(built-in potential)。此内 建电位可驱赶在此区域中的可移动载流子，故此区域称为耗尽区(depletion region)。当太阳光照射到p-n结构的半导体时，光子所提供的能量可能会将 半导体中的电子激发出来，产生电子-空穴对，电子与空穴均会受到内建电 位的影响，空穴往电场的方向移动，而电子则往相反的方向移动。如果用 导线将此太阳能电池与负载(load)连接起来，形成一个回路(loop)就会有电流 流过负载，这就是太阳能电池发电的原理。如果要对太阳能电池进行改良， 最好是从提高其光电转换效率着手。一般而言，除了抗反射层之外，钝化层的优劣，是决定太阳能电池效 率的重要关键。好的钝化层可以与硅表面或缺陷处(如差排(Dislocation )、 晶界、点缺陷)的悬浮键(danglingbond)形成键结，有效降低电子空穴对在硅 表面及缺陷处的再结合率(recombination rate)，进而提高少数载流子的寿命 (lifetime),而达到提高太阳能电池效率的目的。因此，若能提高钝化层的钝 化效果，将可以提高太阳能电池的效率。
技术实现思路
本专利技术提供一种太阳能电池的钝化层结构，该结构可以提高表面钝化 效果，并可直接提高太阳能电池的光电转换效率。有鉴于此，本专利技术提出一种太阳能电池的钝化层结构，其设置于光电 转换层上，具有第一钝化层与第二钝化层。第一钝化层设置于光电转换层 上。第二钝化层设置于光电转换层与第一钝化层之间，且第二钝化层的材 质为光电转换层的材质的氧化物。在本专利技术的一实施例中，上述第一钝化层的厚度为2nm至100nm。 在本专利技术的 一 实施例中，上述第 一钝化层的材质为具有负的固定电荷(fixed charge)的金属氧化物。在本专利技术的一实施例中，上述第一钝化层的材质选自氧化铝、氧化锌与氧化铟锡之一。在本专利技术的一实施例中，上述第二钝化层的厚度为lnm至15nm。 在本专利技术的 一实施例中，上述第二钝化层的材质为氧化硅。 在本专利技术的一实施例中，上述第二钝化层的材质为氧化硅；上述第一钝化层的材质为氧化铝。本专利技术提出一种太阳能电池的钝化层结构的制造方法，具有下列步骤。首先，提供光电转换层。然后，在光电转换层上形成第二钝化层，并且在第二钝化层上形成第 一钝化层。第二钝化层的材质为光电转换层的材质的氧化物。在本专利技术的 一 实施例中，上述第 一钝化层的形成方法选自原子层气相 沉积法(ALD)、等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)、溅镀法(sputtering method)与分子束夕卜延法(MBE， Molecular beam epitaxy)之一。在本专利技术的一实施例中，上述第一钝化层的厚度为2nm至100nm。 在本专利技术的 一 实施例中，上述第 一钝化层的材质为具有负的固定电荷 的金属氧化物。在本专利技术的一实施例中，上述第一钝化层的材质选自氧化铝、氧化锌 与氧化铟锡之一。在本专利技术的 一 实施例中，上述第二钝化层的形成方法为进行热氧化制程。在本专利技术的一实施例中，上述第二钝化层的厚度为lnm至15nm。5在本专利技术的 一 实施例中，上述第二钝化层的材质为氧化硅。在本专利技术的 一 实施例中，上述第 一钝化层的材质为以原子层气相沉积 法形成的氧化铝，上述第二钝化层的材质为氧化硅。本专利技术因采用在基材和第 一钝化层之间设置有第二钝化层的结构，可 以提高钝化层的钝化效果，使得太阳能电池光电转换效率大幅提高。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特列举优选实施例， 并配合附图，作详细"i兌明如下。附图说明图1是本专利技术的一优选实施例的一种太阳能电池的钝化层结构的剖面图。图2是本专利技术的 一优选实施例的 一种太阳能电池的剖面图。主要附图标记说明10:基材20、 106a、 106b:第一钝化层30、 104a、 104b:第二钝化层100:太阳能电池102:光电转换层108a、 108b:抗反射层110:第一电极112:第二电极114: P型半导体层116: N型半导体层102a:第一面102b:第二面具体实施方式图1所绘示的为本专利技术优选实施例的一种太阳能电池的钝化层结构的 剖面图。请参照图1，本专利技术的太阳能电池的钝化层结构设置于基材IO上，其具有第一钝化层20与第二钝化层30。第一钝化层20设置于基材IO上。第 二钝化层30设置于基材10与第一钝化层20之间，第二钝化层30的材质 与第一钝化层20的材质不同。基材IO例如是太阳能电池的光电转换层。第一钝化层20的厚度例如为2nm至100nm。第一钝化层20的材质例 如是氧化铝、氧化锌或氧化铟锡。第一钝化层20的形成方法例如是原子层 沉积法、溅镀法(sputtering method)、等离子体增强化学气相沉积法(PECVD) 和分子束外延法(MBE, Molecular beam epitaxy)中的一种。第二钝化层30例如设置于基材10与第一钝化层20之间。第二钝化层 30的材质例如是基材10的材质的氧化物。举例来说，若基材10的材质为 硅，则第二钝化层30的材质为氧化硅。第二钝化层30的厚度例如为lnm 至15nm。第二钝化层30的形成方法例如是热氧化制程。本专利技术的，由于在基材10和第 一钝化层20之间设置有第二钝化层30，因此可以有效增加表面钝化效果与 载流子寿命。上述说明了本专利技术的提高表面钝化效果的结构及其制造方法。接着， 说明将本专利技术的提高表面钝化效果的结构应用于太阳能电池时的实施例。图2所绘示的为本专利技术的优选实施例的 一种太阳能电池的剖面图。请参照图2，该太阳能电池IOO例如是由光电转换层102、第二钝化层 104a、第二钝化层104b、第一钝化层106a、第一钝化层106b、抗反射层108a、 抗反射层108b、第一电极110与第二电极112构成。光电转换层102的材质例如是硅及其合金、硫化镉(CdS)、铜铟镓二硒 (CuInGaSe2, CIGS)、铜铟二硒(CuInSe2， CIS)、碲化镉(CdTe)、有机材料 (organic material)或上述材料堆叠的多层结构。上述硅包括单晶硅(single crystal silicon)、 多晶硅(polycrystal silicon)、 非晶珪(amorphous silicon))。 上 述硅合金是指硅中加入氢原子(H)、氟原子(F)、氯原子(C1)、锗原子(Ge)、 氧原子(O)、碳原子(C)或氮原子(N)等原子。在本实施例中，太阳能电池100以硅基太阳能电池为例作说明。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池的钝化层结构，其设置于光电转换层上，包括：　第一钝化层，设置在所述光电转换层上；以及　第二钝化层，设置在所述光电转换层与所述第一钝化层之间，且所述第二钝化层的材质为所述光电转换层的材质的氧化物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文檠，陈建勋，蓝崇文，黄建荣，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]