光电装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供光电装置及其制造方法，该装置包括：基板；第一单元电池，位于上述基板上，且包括ｐ型窗层、ｉ型光电转换层以及ｎ型层；中间反射膜，位于上述第一单元电池上，且包括以越远离光入射一侧碳或者氮浓度越变大的方式进行剖面分布的氢化ｎ型微晶碳化硅或者氢化ｎ型微晶氮化硅；第二单元电池，位于上述中间反射膜上，且包括ｐ型窗层、ｉ型光电转换层以及ｎ型层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
近年来，由于CO2的过度排放所导致的气候变暖和高油价，在未来能源逐渐变成左 右人类生存的最重要的问题。虽然存在风力、生物燃料、氢燃料电池等很多新的可再生能源 技术，但是作为所有能源基础的太阳能是无限的清洁能源，因此利用太阳光的光电装置备 受瞩目。入射到地球表面的太阳光相当于120，000TW，因此，在理论上由光电转换效率 (conversion efficiency)为10%的光电装置，只要覆盖地球陆地面积的0. 16%，可以产 生两倍于全球一年消耗能源的20TW电力。实际上，在过去的十年，全球的太阳光市场每年以40%的速度高速增长。目前，光 电装置市场的90%由单晶硅(single-crystalline)或者多晶硅(multi-crystalline or poly-crystalline)等块(bulk)型硅光电装置占有。但是，由于作为主要原料的太阳能级 硅片(Solar-grade silicon wafer)的生产满足不了爆发性的需求，因此在全球范围内发 生缺货现象，这成为降低生产成本的一大障碍。与此相反，使用氢化非晶硅(a_Si:H)受光层的薄膜(thin-film)硅光电装置，相 对于块型硅光电装置，其厚度可以减少至百分之一以下，因此可以大面积低价生产。另一方面，由于单一接合(Single-junction)薄膜硅光电装置具有性能极限，因 此开发多个单元电池层压的双重接合薄膜硅光电装置或者三重接合薄膜硅光电装置，以达 到高稳定效率(Stabilized efficiency)。双重接合或者三重接合薄膜硅光电装置被称之为串联光电装置。上述串联光电装 置的开路电压为各单元电池的电压之和，短路电流为各单元电池短路电流中的最小值。以串联光电装置的情况，将针对以强化单元电池之间的内反射来提高效率的中间 反射膜进行研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能提高效率的串联光电装置。本专利技术所要达到的技术课题，不局限于上述的技术课题，本专利技术所属
的 具有一般知识的人可以根据下面的叙述能够清楚地理解其它的技术课题。本专利技术的光电装置，包括基板；第一单元电池，位于上述基板上，且包括P型窗 层、i型光电转换层以及η型层；中间反射膜，位于上述第一单元电池上，且包括以越远离光 入射侧碳或者氮浓度越变大的方式剖面分布的氢化η型微晶碳化硅或者氢化η型微晶氮化 硅；第二单元电池，位于上述中间反射膜上，且包括P型窗层、i型光电转换层以及η型层。本专利技术的光电装置的制造方法，包括在基板上形成多个第一电极的阶段；在上 述多个第一电极上形成包括P型窗层、i型光电转换层以及η型层的第一单元电池层的阶4段；在上述第一单元电池层上形成包括以越远离光入射侧碳或者氮浓度越变大的方式剖面 分布的氢化n型微晶碳化硅或者氢化n型微晶氮化硅的中间反射膜的阶段；在上述中间反 射膜上形成第二单元电池层的阶段。本专利技术的光电装置的制造方法，包括在基板上形成多个第一电极的阶段；在上 述多个第一电极上形成包括P型窗层、i型光电转换层以及n型层的第一单元电池层的阶 段；将碳或者氮向上述第一单元电池层的n型层扩散，并在此形成包括以越远离光入射侧 碳或者氮浓度越变大的方式剖面分布的氢化n型微晶碳化硅或者氢化n型微晶氮化硅的中 间反射膜的阶段；在上述中间反射膜上形成第二单元电池层的阶段。本专利技术中，在形成中间反射膜时可以添加碳或者氮以提高光电装置的效率。附图说明图1为根据本专利技术一实施例的光电装置结构的剖面图图2a和图2b为根据本专利技术一实施例的光电装置的制造方法图；图3a和图3b为根据本专利技术另一实施例的光电装置的制造方法图；图4为根据本专利技术另一实施例的光电装置图。具体实施例方式下面结合附图详细说明根据本专利技术实施例的。光电装置可以具有双重接合和三重接合等结构，图1中以具有双重接合结构的光 电装置为举例说明。如图1所示，根据本专利技术一实施例的光电装置包括，基板10、第一电极20、第一单 元电池30、中间反射膜40、第二单元电池50以及第二电极70。在本专利技术实施例中，基板10 可以包括如玻璃等的透明绝缘材料。第一电极20形成在基板10上，并可以包括如ZnO等透明导电氧化物(TC0 ； Transparent Conducting Oxide)0第一单元电池30位于第一电极20上，并包括通过等离子体化学气相沉积(Plasma CVD ；Plasma Chemical Vapor Deposition)法形成的 p 型窗层 30p、i 型光电转换层 30i 以 及n型层30n。中间反射膜40位于第一单元电池30上，并包括氢化n型微晶碳化硅 (n-uc-SiC:H)或者氢化n型微晶氮化硅(n_ y c_SiN: H)。这时，中间反射膜40的碳或者 氮浓度以越远离光入射侧即远离基板10和第一电极30越变大的方式剖面分布。第二单元电池50位于中间反射膜40上，并包括通过化学气相沉积(CVD)法形成 的P型窗层50p、i型光电转换层50i以及n型层50n。这时，第二单元电池50可以包括氢 化非晶硅或者氢化微晶硅。第二电极70层压在第二单元电池50上。如图1所示，根据本专利技术实施例的光电装置还可以包括，通过化学气相沉积(CVD) 法成膜的背面反射膜60，以使第二单元电池50的n型层50n和第二单元电极70之间的光 捕捉效果(light trapping effect)达到最好。以根据本专利技术的光电装置的情况，基板10作为光入射的部分，可以包括光透射率高并且能防止光电装置内部产生短路的透明绝缘材料。第一电极20应将入射的光向不同的方向散射(light scattering)，并对用于形 成微晶硅薄膜的氢等离子体具有耐久性。因此，第一电极20可以包含氧化锌(ZnO)。另外，在本专利技术的实施例中，通过使用频率为13. 56MHz的射频等离子体增强化学 气相沉禾只(RF PECVD ；Radio Frequency Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition) 法或者使用频率大于13. 56MHz的甚高频(VHF ；Very HighFrequency)PECVD法形成包括ρ 型窗层30p、i型光电转换层30i以及η型层30η的第一单元电池30。RF PECVD或者VHF PECVD由于频率高，因此沉积速度快且提高膜质。中间反射膜40可以包括，碳或者氮浓度离以逐渐增大的方式剖面分布的氢化η型 微晶碳化硅或者氢化η型微晶氮化硅。另外，中间反射膜40包括，通过后续工序形成的氢 化η型微晶碳化硅或者氮化硅。第二单元电池50可以通过RF PECVD法或者VHF PECVD法在中间反射膜40上形 成，并包括P型窗层50p、i型光电转换层50i以及η型层50η。这时，第二单元电池50可 以包括微晶硅或者非晶硅。背面反射膜60通过CVD法在第二单元电池50的η型层50η上成膜，并包含氧化 锌(ZnO)，以使光捕捉效果(light trapping effect)达到最好。第二电极70将透过第二单元电池50的光重新反射到第二单元电池50上，在本实 施例中用作内电极。第二电极70可以包括氧化锌(ZnO)或者银(Ag)，可以通过CVD法或者 溅射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电装置，包括：基板；第一单元电池，位于上述基板上，且包括ｐ型窗层、ｉ型光电转换层以及ｎ型层；中间反射膜，位于上述第一单元电池上，且包括以越远离光入射一侧碳或者氮浓度越变大方式进行剖面分布的氢化ｎ型微晶碳化硅或氢化ｎ型微晶氮化硅；第二单元电池，位于上述中间反射膜上，且包括ｐ型窗层、ｉ型光电转换层以及ｎ型层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：明承烨，
申请(专利权)人：韩国铁钢株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]