薄膜型太阳能电池的制造方法技术

公开一种薄膜型太阳能电池的制造方法，因其在通过等离子体ＣＶＤ方法沉积非晶硅的Ｉ型半导体层的过程期间的优化的成分气体含量比、优化的腔室压强或优化的衬底温度，所以能够通过减少存在于非晶硅中的悬键位或Ｓｉ－Ｈ２键位的数量来降低太阳能电池的降解，，所述方法包括：在衬底上形成前电极层；在前电极层上顺序地沉积Ｐ型半导体层、Ｉ型半导体层和Ｎ型半导体层；以及在Ｎ型半导体层上形成后电极层，其中，形成Ｉ型半导体层的过程包括在满足上述条件中的至少一个的情形下通过等离子体ＣＶＤ方法形成非晶硅层，所述条件如，含硅气体和含氢气体的含量比在１∶７到１∶１０的范围内；腔室压强保持在２．０托到２．４托的范围内；以及衬底温度保持在２２５℃到２５０℃的范围内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池，更具体地，涉及一种薄膜型太阳能电池。
技术介绍
具有半导体特性的太阳能电池将光能转化为电能。 下面对根据现有技术的太阳能电池的构造和原理进行简要介绍。太阳能电池以P 型半导体与N型半导体结合在一起的PN结的构造形成。当太阳光线照射在具有PN结构造 的太阳能电池上的时候，由于太阳光线的能量而在半导体中生成空穴(+)和电子(_)。由于 在PN结的区域产生了电场，空穴(+)向P型半导体漂移，电子(_)向N型半导体漂移，因此 随着电势的出现而形成电源。 太阳能电池主要分为晶片型太阳能电池和薄膜型太阳能电池。 晶片型太阳能电池使用诸如硅的半导体材料制成的晶片。然而，薄膜型太阳能电池是通过在玻璃衬底上以薄膜的形式形成半导体而制成。 就效率而言，晶片型太阳能电池优于薄膜型太阳能电池。然而，对晶片型太阳能电 池来说，因实施其制造过程困难而难以实现较小的厚度。此外，晶片型太阳能电池使用昂贵 的半导体衬底，因此增加了它的制造成本。 尽管薄膜型太阳能电池在效率上低于晶片型太阳能电池，但薄膜型太阳能电池具有诸如实现薄外形和使用低价材料等的优点。因此，薄膜型太阳能电池适于大规模生产。 薄膜型太阳能电池通过顺序地执行以下步骤而制成在衬底上形成前电极、在前电极上形成半导体层以及在半导体层上形成后电极。 在下文中，将参照附图描述现有技术的薄膜型太阳能电池。图1是图示现有技术的薄膜型太阳能电池的剖面图。 如图1所示，现有技术的薄膜型太阳能电池包括衬底1 ;在衬底1上的前电极层 2 ;在前电极层2上的半导体层3 ;以及在半导体层3上的后电极层7。 半导体层3形成为PIN结构，其中，P(阳极)型半导体层4、I(本征)型半导体层 5和N(阴极)型半导体层6被顺序地沉积。半导体层3通常由非晶硅形成。 然而，由于经过一段时间之后降解速率的增加，使得具有非晶硅半导体层3的现 有技术的薄膜型太阳能电池存在电池效率降低的问题。导致降解速率增加的一个因素是在 半导体层3中存在多个悬键位(dangling bond sites)或Si-H2键位。在现有的加工条件 下，难以在减少悬键位或Si-H2键位的数量的同时沉积非晶硅。因此，存在于沉积的非晶硅 中的多个悬键位或Si-H2键位导致降解速率增加。 此外，必须增加非晶硅的沉积速率，以提高产量。但是，非晶硅的沉积速率的增加会导致存在于沉积的非晶硅中的悬键位或Si_H2键位的增加。如果使用更大的射频功率来 增加非晶硅的沉积速率，那么存在于沉积的非晶硅中的悬键位或Si_H2键位会增加得更多。 因此，由于非晶硅沉积速率的增加受到限制，难以提高生产率。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及一种，其基本上解决了由现有技 术的限制和缺点导致的一个或多个问题。 本专利技术的一个目的是提供一种，其能够通过减少存 在于非晶硅中的悬键位或Si_H2键位的数量，来减少太阳能电池的降解。 本专利技术的另一个目的是提供一种，即使非晶硅的沉 积速率增加，所述制造方法也能够通过阻止非晶硅中的悬键位或Si-H2键位增加来提高生 产率和减少太阳能电池的降解。 在下面的描述中将部分地提出本专利技术的其它优点、目的和特征，并且，对于本领域 的技术人员来说，部分的所述其它优点、目的和特征通过分析下文是显而易见的，或者可以 通过实施本专利技术而了解。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构可以 实现和获得本专利技术的目的和其它优点。 为了实现这些目的和其它优点并与本专利技术的意图一致，如在本文中具体地和概括 地描述的，提供一种，其包括在衬底上形成前电极层；在前 电极层上顺序地沉积P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层；以及在N型半导体层上 形成后电极层，其中，形成I型半导体层的过程包括在腔室压强保持在2. 0托到2. 4托的 范围内，且衬底温度保持在225t:到25(TC的范围内的情形下，通过等离子体CVD (Chemical V即orD印osition，化学气相沉积)方法形成非晶硅层。 本专利技术的另一个方面是提供一种，其包括在衬底 上形成前电极层；在前电极层上顺序地沉积P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层； 以及在N型半导体层上形成后电极层，其中，形成I型半导体层的过程包括在含硅气体和含 氢气体的含量比在l : 7到1 : 10的范围内，且腔室压强保持在2.0托到2.4托的范围内 的情形下，通过等离子体CVD方法形成非晶硅层。 本专利技术的另一个方面是提供一种，其包括在衬底 上形成前电极层；在前电极层上顺序地沉积P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层； 以及在N型半导体层上形成后电极层，其中，形成I型半导体层的过程包括在含硅气体和含氢气体的含量比在i : 7到i : io的范围内，且衬底温度保持在225t:到25(rc的范围内的情形下，通过等离子体CVD方法形成非晶硅层。 本专利技术的另一个方面是提供一种，其包括在衬底 上形成前电极层；在前电极层上顺序地沉积P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层； 以及在N型半导体层上形成后电极层，其中，形成I型半导体层的过程包括在含硅气体和含 氢气体的含量比在l : 7到1 : IO的范围内的情形下，通过等离子体CVD方法形成非晶硅层。 本专利技术的另一个方面是提供一种，其包括在衬底 上形成前电极层；在前电极层上顺序地沉积P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层；以及在N型半导体层上形成后电极层，其中，形成I型半导体层的过程包括在腔室压强保持在2. 0托到2. 4托的范围内的情形下，通过等离子体CVD方法形成非晶硅层。 本专利技术的另一个方面是提供一种，其包括在衬底上形成前电极层；在前电极层上顺序地沉积P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层；以及在N型半导体层上形成后电极层，其中，形成I型半导体层的过程包括在衬底温度保持在225t:到25(TC的范围内的情形下，通过等离子体CVD方法形成非晶硅层。 应该理解，本专利技术的上面的概括描述和下面的详细描述是例证性和说明性的，并且意在提供所主张的本专利技术的进一步解释。附图说明 包括在本专利技术中以提供本专利技术的进一步理解的附图合并在本申请中并且构成本 申请的一部分，其阐明了本专利技术的实施例，并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。在附 图中 图1是图示现有技术的薄膜型太阳能电池的剖面图； 图2A至图2D是图示根据本专利技术一个实施例的的一 系列剖面图； 图3是图示根据本专利技术一个实施例的等离子体化学气相沉积装置(等离子体CVD 装置)的剖面图； 图4是图示降解速率根据成分气体含量比变化的曲线图； 图5是图示降解速率根据腔室压强变化的曲线图； 图6是图示降解速率根据衬底温度变化的曲线图； 图7是图示当只优化腔室压强时，以及对腔室压强和衬底温度都进行优化时的降 解速率的变化的曲线图； 图8A和图8B是图示降解速率根据沉积速率变化的曲线图。 具体实施例方式现在将详细描述本专利技术的优选实施例，其例子在附图中阐明。在任何可能的情况下，将在所有附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。 在下文中，将参照附图描述根据本专利技术的。 图2A至图2D是图示根据本专利技术一个实施例的的一系列剖面图。图3是图示根据本专利技术一个实施例的等离子体化学气相沉积装置(在下文中，称为等离子体CVD装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜型太阳能电池的制造方法，其包括：在衬底上形成前电极层；在所述前电极层上顺序地沉积Ｐ型半导体层、Ｉ型半导体层和Ｎ型半导体层；以及在所述Ｎ型半导体层上形成后电极层，其中，形成所述Ｉ型半导体层的过程包括在腔室压强保持在２．０托到２．４托的范围内，且衬底温度保持在２２５℃到２５０℃的范围内的情形下，通过等离子体ＣＶＤ方法形成非晶硅层。

【技术特征摘要】
KR 2008-12-1 10-2008-0120811一种薄膜型太阳能电池的制造方法，其包括在衬底上形成前电极层；在所述前电极层上顺序地沉积P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层；以及在所述N型半导体层上形成后电极层，其中，形成所述I型半导体层的过程包括在腔室压强保持在2.0托到2.4托的范围内，且衬底温度保持在225℃到250℃的范围内的情形下，通过等离子体CVD方法形成非晶硅层。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述I型半导体层的所述过程包括在含硅气 体和含氢气体的含量比在l : 7到1 : IO的范围内的情形下形成所述非晶硅层。3. —种薄膜型太阳能电池的制造方法，其包括 在衬底上形成前电极层；在所述前电极层上顺序地沉积P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层；以及 在所述N型半导体层上形成后电极层，其中，形成所述I型半导体层的过程包括在含硅气体和含氢气体的含量比在1:7到 1 : 10的范围内，且腔室压强保持在2.0托到2.4托的范围内的情形下，通过等离子体CVD方法形成非晶硅层。4. 一种薄膜型太阳能电池的制造方法，其包括 在衬底上形成前电极层；在所述前电极层上顺序地沉积P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层；以及 在所述N型半导体层上形成后电极层，其中，形成所述I型半导体层的过程包括在含硅气体和含氢气体的含量比在1:7到 1 : 10的范围内，且衬底温度保持在225t:到25(rC的范围内的情形下，通过等离子体CVD方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昌浩，康萤同，李炫灏，李龙炫，金善明，
申请(专利权)人：周星工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]