光电池用二硅化铁的加工方法和材料技术

一种光电池装置用半导体材料制作方法，所述方法包括提供β相放射大约为９０％或更多的二硅化铁样品。所述二硅化铁样品具有范围为大约１微米到大约１０微米的第一粒径特征。所述方法包括将所述二硅化铁样品和粘结材料进行混合以形成材料混合物。所述方法包括提供具有表面区域的基板构件和对覆盖在所述基板表面区域上的材料混合物进行沉积。在一个具体的实施范例中，对所述材料混合物进行沉积后过程（如硬化过程）以形成材料层。所述材料层包括覆盖在所述基板构件上的二硅化铁样品。在一个具体的实施范例中，所述材料层具有与第一粒径大小相同的厚度特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电池用二>^化铁的加工方法和材料 相关申请的相互参考本申请在美国申请了优先权，临时专利申请号为No.60/976,317，申请 日为2007年9月28日，专利技术名称为"光电池用二硅化铁的加工方法和材料"； 美国专利技术专利申请号为No.l2/210， 173，申请日为2008年9月12日。通 常所指由霍华德W.H. LEE等人良明的"光电池用二硅化铁的加工方法和材 料"并为所有目的所引用。联邦i^资助研究或开发下专利技术权的声明 不适用 参考"序列表"，表格，或光盘提交的计算^L^序列表附件不适用
技术介绍
本专利技术涉及太阳能电池材料，具体涉及一种太阳能发电装置用半导体 材料的制作方法和结构。已通过商业化的二硅化铁实现了该方法和结构， 这仅是一个例子，但本专利技术可能还有其它配置。从开始以来，人类就一直面临着找到利用能源方法的挑战。能源可分为石化能源、水能、原子能、风能、生物能、太阳能，以及包括木材，煤等占多数的原始型能源。上个世纪，现代文明已依赖于作为重要能源的石化能源。石化能源包括天然气和石油。天然气包括丁烷和丙烷等较轻形式的气体，通常用于家庭取暖和烹饪的燃料。石油包括汽油、柴油、喷气燃料等，通常用于运输。较重形式的石化能源在一些地方也可用作家庭取暖。不幸的是，基于地球上可用总量，石化能源有限且本质上不能再生，另夕卜， 由于汽车和使用石化产品的增加，石化能源正成为相当稀缺的资源，随着时间的流逝其最终将私^。最近，已迫切需要清洁且能再生的能源。水力发电就是清洁能源的一 个例子，通过修建大型水坝，阻挡水的流动，通过水力驱动发电机发电， 如内华达州的胡佛水坝，其所发的电供加利福尼亚州洛杉矶市的大部分地 区使用。清洁且能再生的能源也包括风能、生物能，等等。也就是说，风 车将风能转换为其它更有用的能源形式，如电。其它形式的清洁能源包括 太阳能。该专利技术背景以及下面更具体的叙述揭示了太阳能详细情况。太阳能通常将来自太阳的电磁辐射转换为能源的其它有用形式，包括热能和电力。通常通过太阳能电池来应用太阳能。虽然太阳能清洁且在一定程度获得了成功，其在4MS"界广泛应用之前仍存在许多缺陷。例如，一 种太阳能电池采用结晶材料，该结晶材料由半导体锭构成，这些结晶材料 包括将电磁辐射转换为电流的光电二极体装置。结晶材料生产成本高，很 难大量生产。另外，采用结晶材料制成的装置能源转换效率低。其它类型 的太阳能电池采用薄膜技术，形成薄膜的感光材料，将电磁辐射转换为电 流。在利用薄膜技术制作太阳能电池时也存在类似的缺陷，也就是说，效 率通常也低。另外，膜的可靠性差，在常规应用环境中使用期限短。通常 通过机械设备很难将薄膜与其它材料集成为一体。本专利说明书以及下面 更具体的叙述揭示了这些常规技术的缺陷。综上所述可以看出，迫切需要生产太阳能电池材料的改进技术及合成 装置的技术。专利技术概述根据本专利技术所述实施范例，本专利技术具体涉及一种光电池装置用半导体 材料制作方法和结构。更具体地说，根据本专利技术所述实施范例提供一种基 本包括P相二珪化铁的二珪化铁材料。所述二珪化铁材料已用作光电池装 置的薄膜材料，这仅是一个例子，但所述实施范例的更广泛应用范围将获 得认可。在一个具体的实施范例中，提供一种光电池装置用半导体材料的制作 方法。所述方法包括提供二硅化铁样品。在一个具体的实施范例中，所述 二硅化铁样品大致包括90。/。或更多的P相实体且具有笫一粒径特征。所述 方法包括将所述二硅化铁样品和粘结材料进行混合以形成材料混合物。所 述方法也包括提供具有表面区域的^L构件。所述方法包括对覆盖在所述 ^L表面区域上的材料混合物进行沉积，利用沉积后过程(如硬化过程) 形成覆盖在所述^L构件上的材料层。在一个具体的实施范例中，可设计 含所述二硅化铁样品的材料层。所述材料层优选具有与第一粒径大小相同 的厚度特征。才艮据所述实施范例，可实现一种或多种优点。所述方法采用无毒环保 清洁材料。另外，所述方法提供一种与传统工艺技术相兼容且基本无需 改变传统设备和工艺的技术。根据所述材料混合物的成分及形态，可设计所述混合物的各种材料属性，如电阻率、载流密度、载体迁移率及吸收系数。根据所述实施范例，可实现一种或多种优点，也可i殳计一种或多种材 料属性。本说明书将对这些材料属性和其它优点进行更加详细地描述，具 体见下文。根据这些详细的描述和参考附图可更充分地理解本专利技术的各种其它目 的、特征及优点。附图说明根据本专利技术实施范例，图1为光电池装置用半导体材料样品制作方法 的流程图。图2-3为光电池装置所采用的传统材料简图。才艮据本专利技术实施范例，图4-6为光电池装置用半导体材料制作方法的 示意图。根据本专利技术实施范例，图7为光电池装置用半导体材料制作方法的示 意图。根据本专利技术实施范例，图8为光电池装置用半导体材料另一制作方法 的示意图。根据本专利技术实施范例，图9为光电池装置用半导体材料另一制作方法 的示意图。根据本专利技术实施范例，图IO为光电池装置用半导体材料另一制作方法 的示意图。^L据本专利技术实施范例，图ll为光电池装置用半导体材料另一制作方法 的示意图。根据本专利技术实施范例，图12为光电池装置用半导体材料样品简图。 专利技术详述根据本专利技术所述实施范例，提供一种光电池装置的制作方法和材料。更具体地说，根据本专利技术所述实施范例提供一种基本包括P相二硅化铁的 二硅化铁材料。所述二硅化铁材料已用作制作光电池装置的材料，这仅是 一个例子，树艮据本专利技术所述实施范例的更广泛的适用范围将获得认可。根据本专利技术所述实施范例，图1为P相二硅化铁样品的制作方法流程图100。所述方法概括如下1. 第102步开始；2. 第104步提供p 二硅化铁含量较高的二珪化铁样品(大于90%或 更高);3. 第106步将二硅化铁样品与粘结材料混合，以形成材料混合物；4. 第108步提供具有表面区域的a构件；5. 第110步在所a面区域涂抹第一材料混合物；6. 第112步硬化；7. 第U4步:形成含覆盖在所述表面区域上的二硅化铁样品的材料层；8. 第116步进行其它步骤；9. 第118步结束。以上各步骤概括了根据本专利技术所述实施例，制作二珪化铁薄膜的方法， 所述二硅化铁覆盖在所iL&板上且基本含p相二硅化铁。如图所示，所述 方法采用了综合步骤，以制作包括粘结材料的薄膜材料和p相二硅化铁。 已采用该方法制作光电池装置，这仅是一个例子，本专利技术更广泛的应用范 围将获得认可。图2为第一传统光电池材料(200)的结构简图。如图所示，所述第一 传统样品的层体(208 )含多个粒子(202 )。所述光电池材料可由金属氧化 物、金属硫化物、金属矽化物及其它材料制成。每个粒子具有粒径(206) 的特征.如图所示，每个粒子具有由相邻粒子形成的晶界区域(204)。所 述晶界区域为电子和腔穴提供重组场所且可影响光电池装置的性能。图3为第二传统光电池材料(300)的结构简图。所述第二传统光电池 材料可提供在粘结材料(312)内。所述光电池材料的第二传统样品具有厚 度(302)。所述光电池材料也可由金属氧化物、金属硫化物、金属矽化物 及其它材料制成。所述第二传统光电池材料包括多个粒子，每个粒子具有粒径的特征。例如，粒子(304)具有粒径P1，粒子(306)具有粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电池装置用半导体材料制作方法，所述方法包括：　提供β相实体含量大约为９０％或更高的二硅化铁样品，所述二硅化铁样品具有第一粒径特征；　将所述二硅化铁样品与粘结材料混合，以形成材料混合物；　提供具有表面区域的基板构件；　 　对覆盖在所述基板表面区域的材料混合物进行沉积；以及　利用沉积后过程（如硬化过程）形成覆盖在所述基板构件上的材料层，所述材料层包括二硅化铁样品并具有与第一粒径大小相同的厚度特征。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍华德WH李，弗雷德里维克梅库莱克，高宾生，黄金曼，
申请(专利权)人：STION太阳能电池有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]