太阳能电池及其制造方法技术

公开了一种太阳能电池及其制造方法，其中，所述太阳能电池包括：包含具有ＰＮ结构的半导体晶片的第一电池；在所述第一电池的一个表面上形成的、包含具有ＰＩＮ结构的薄膜半导体层的第二电池；在所述第二电池的一个表面上形成的第一电极层；以及在所述第一电池的另一个表面上形成的第二电极层。与现有技术中的太阳能电池不同，根据本发明专利技术所述的太阳能电池能够在所述第一电池中吸收长波长范围的光，而在所述第二电池中吸收短波长范围的光。结果是，根据本发明专利技术所述的太阳能电池可以吸收所有范围内的光，由此实现了２０％或２０％以上的高效率。另外，整个加工时间变短，因为不需要在长的时间段内形成硅薄膜的过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种太阳能电池，更具体地说，涉及一种利用晶片型太阳能电池和薄 膜型太阳能电池的结合而制造出的太阳能电池。
技术介绍
具有半导体特性的太阳能电池将光能转化成电能。下面将简短地说明根据现有技 术所述的太阳能电池的结构和原理。所述太阳能电池形成为PN结结构，其中，P(正)型半 导体与N(负)型半导体形成结。当太阳光入射到所述具有PN结结构的太阳能电池上时， 由于所述太阳光的能量的缘故，在所述半导体中产生了空穴⑴和电子(_)。在PN结区域 中所产生的电场的作用下，所述空穴(+)向所述P型半导体漂移，而所述电子(_)向所述N 型半导体漂移，由此产生了电力，并出现了电势。 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由诸如硅等半导体材料制成的衬底。具体说，晶片型太阳 能电池可以利用具有PN结构的单晶硅来制造，或者利用具有PN结构的多晶硅来制造。利 用具有PN结构的单晶硅制造的晶片型太阳能电池能够实现高效率，因为单晶硅的纯度高 并且晶体缺陷密度低。然而，价格高昂的单晶硅不适于批量生产。同时，由于多晶硅价格低 廉并且工艺成本便宜，所以利用具有PN结构的多晶硅制造的晶片型太阳能电池适合于批 量生产。然而，利用具有PN结构的多晶硅制造的晶片型太阳能电池很难实现高效率。另 夕卜，利用具有PN结构的多晶硅制造的晶片型太阳能电池吸收长波长范围内的光，但利用多 晶硅制造的晶片型太阳能电池很难吸收短波长范围内的光。因此，在利用多晶硅制造的晶 片型太阳能电池中，效率的最大值约为19%，这使得不能实现高效率太阳能电池。薄膜型太阳能电池通过在玻璃制成的衬底上形成薄膜型半导体来制造。由于纵断 面(profile)很薄的薄膜型太阳能电池能够用价格低廉的材料来制造，所以它适合于批量 生产。薄膜型太阳能电池包括具有PIN结构的薄膜型硅层，其中所述PIN结构由P(正)型 硅层、I (本征)型硅层和N(负)型硅层顺序沉积而成。然而，所述薄膜型硅层的低的光吸 收效率和薄的纵断面会对光吸收效率产生限制。因此，提出了具有双层PIN结构而不是单层PIN结构的薄膜型太阳能电池。然而， 具有双层PI N结构的薄膜型太阳能电池的一个问题是加工时间长。另外，即使采用双层 PIN结构来制造薄膜型太阳能电池，效率也只有约15 %或更小。利用具有PN结构的多晶硅制造的晶片型太阳能电池和具有双层PIN结构的薄膜 型太阳能电池由于其适合于批量生产而得到了发展。然而，在利用具有PN结构的多晶硅制 造的晶片型太阳能电池的情况下，由于不能同等地吸收全部范围内的光，所以不能实现高 效率。另外，在具有双层PIN结构的薄膜型太阳能电池的情况下，由于加工时间长，很难实 现高效率以及提高产率。
技术实现思路
技术问题所以，考虑了上述问题后做出了本专利技术，本专利技术的目标是，提供一种能够获得高效率并减少加工时间的。技术方案为了实现这些目标以及其他优点并且与本专利技术的目的一致，如在此举例并概括描 述的，一种太阳能电池包括包含具有PN结构的半导体晶片的第一电池；在所述第一电池 的一个表面上形成的、包含具有PIN结构的薄膜半导体层的第二电池；在所述第二电池的 一个表面上形成的第一电极层；以及在所述第一电池的另一个表面上形成的第二电极层。所述太阳能电池还包括位于所述第二电池和所述第一电极层之间的、具有不平滑 表面的透明导电层。所述第一电池包含P型多晶硅层和在所述P型多晶硅层的一个表面上的N型多晶 硅层。此时，在所述P型多晶硅层的另一个表面上另外形成P+型多晶硅层，并且所述第二 电池顺序包含P型非晶硅层、I型非晶硅层和N型非晶硅层。所述第一电池包含N型多晶硅层和在所述N型多晶硅层的一个表面上的P型多晶 硅层。此时，在所述N型多晶硅层的另一个表面上另外形成N+型多晶硅层，并且所述第二 电池顺序包含N型非晶硅层、I型非晶硅层和P型非晶硅层。在本专利技术的另一方面中，一种制造太阳能电池的方法包括形成包含具有PN结构 的半导体晶片的第一电池；在所述第一电池的一个表面上形成包含具有PIN结构的薄膜半 导体层的第二电池；以及在所述第二电池的一个表面上形成第一电极层，并在所述第一电 池的另一个表面上形成第二电极层。此时，所述方法还包括在所述第二电池和所述第一电极层之间形成具有不平滑表 面的透明导电层。另外，形成所述第一电池的步骤包括制备(Pr印are)P型多晶硅晶片；以 及通过利用N型掺杂物对所述P型多晶硅晶片进行掺杂而在所述P型多晶硅晶片的一个表 面上形成N型多晶硅层。另外，制备所述P型多晶硅晶片的步骤包括，在所述P型多晶硅晶 片上形成一个不平滑的表面，以便在所述N型多晶硅层中形成一个不平滑表面。此外，所述 方法还包括在所述P型多晶硅晶片的另一个表面上形成P+型多晶硅层。另外，形成所述第 二电池的步骤包括，顺序沉积P型非晶硅层、I型非晶硅层和N型非晶硅层。此时，形成所述第一电池的步骤包括形成N型多晶硅晶片；以及通过利用P型掺 杂物对所述N型多晶硅晶片进行掺杂而在所述N型多晶硅晶片的一个表面上形成P型多晶 硅层。在这种情形中，制备所述N型多晶硅晶片的步骤包括，在所述N型多晶硅晶片上形成 一个不平滑的表面，以便在所述P型多晶硅层中形成一个不平滑表面。此外，所述方法还包 括在所述N型多晶硅晶片的另一个表面上形成N+型多晶硅层。另外，形成所述第二电池的 步骤包括，顺序沉积N型非晶硅层、I型非晶硅层和P型非晶硅层。在本专利技术的另一方面中，一种太阳能电池包括包含半导体晶片的第一电池；在所 述第一电池的一个表面上形成的、包含薄膜半导体层的第二电池；在所述第二电池的一个表 面上形成的第一电极层；以及在所述第一电池的另一个表面上形成的第二电极层，其中，所 述第一电池中所吸收的光的波长范围不同于所述第二电池中所吸收的光的波长范围。此时，所述第一电池包含具有PN结构的多晶硅层，而所述第二电池包含具有PIN结构的非晶硅层。应该明白，前面对本专利技术的一般描述和下面对本专利技术的具体描述均为示范性和说明性的，旨在对权利要求书所限定的本专利技术进行进一步说明。有益效果根据本专利技术所述的具有下述优点。首先，根据本专利技术所述的太阳能电池包括用于第一电池的具有PN结构的半导体 晶片、以及用于第二电池的具有PIN结构的薄膜半导体层。因此，与现有技术中的太阳能电 池不同，根据本专利技术所述的太阳能电池能够在所述第一电池中吸收长波长范围内的光，而 在所述第二电池中能够吸收短波长范围内的光。结果是，可以使本专利技术所述的太阳能电池 吸收所有范围内的光，由此可以实现约20%或20%以上的高效率。另外，根据本专利技术所述的太阳能电池使用具有PN结构的半导体晶片作为所述第 一电池。所以，整个加工时间变短，因为不需要在长的时间段内形成硅薄膜的过程。另外，根据本专利技术所述的太阳能电池由具有PIN结构的非晶硅薄膜半导体层和具 有PN结构的多晶硅半导体晶片形成，从而可以防止所述非晶硅在长时间暴露在光下时产 生退化。当形成根据本专利技术所述的具有PIN结构的薄膜半导体层时，P型非晶硅层被形成 为与太阳光入射面相邻，由此能够提高对入射光所产生的载流子的收集效率。此外，所述透明导电层和所述N型多晶硅层可以具有不平滑表面，或者，所述透明 导电层和所述P型多晶硅层可以具有不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，包括：包含具有ＰＮ结构的半导体晶片的第一电池；在所述第一电池的一个表面上形成的、包含具有ＰＩＮ结构的薄膜半导体层的第二电池；在所述第二电池的一个表面上形成的第一电极层；以及在所述第一电池的另一个表面上形成的第二电极层。

【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：洪震，金桢植，
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]