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，该制造方法包括下述步骤：在基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成将光能转换成电能的第一单元电池；在所述第一单元电池上形成排列有金属纳米粒子的中间反射膜；以及在所述中间反射膜上形成将光能转换成电能的第二单元电池。

【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 成左右人来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现象 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，短路电流由各单元电池短路电流中的最小值 来决定。以串联光电装置的情况，将针对通过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够提高效率的串联结构的光电装置。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的制造方法，包括下述步骤基板上形成第一电极；在所述 第一电极上形成将光能转换成电能的第一单元电池；在所述第一单元电池上形成排列有 金属纳米粒子的中间反射膜；以及在所述中间反射膜上形成将光能转换成电能的第二单 元电池。本专利技术的光电装置，包括第一电极，位于基板上；第一单元电池，位于所述第一电极，且将光能转换成电能；中间反射膜，位于所述第一单元电池上，且排列有金 属纳米粒子；第二单元电池，位于所述中间反射膜上，且将光能转换成电能。本专利技术中，包括含有金属纳米粒子的中间反射膜，因此可以提高光电装置的效率。附图说明图Ia至图Ih为根据本专利技术实施例的光电装置的制造方法图。 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，在图1中以具有双重接合结构 的光电装置为示例进行说明。图Ia至图Ih表示根据本专利技术实施例的光电装置的制造方法。如图Ia所示，先准备基板100。基板100可以为绝缘透明基板或者绝缘不透明 基板。绝缘透明基板可包括在p-i-n型光电装置中，绝缘不透明基板可包括在n-i-p型光 电装置。关于p-i-n型光电装置和n-i-p型光电装置，以后进行详细说明。如图Ib所示，在基板100上形成第一电极210。本专利技术的实施例中，第一电极 210可以通过化学气相沉积(CVD，Chemical VaporDeposition)法形成，并且可以由二氧 化锡(SnO2)或者氧化锌(ZnO)等透明导电氧化物(TCOTransparent Conductive Oxide)来 构成。当其为n-i-p型光电装置时，第一电极210可以包括不透明导电物质。如图Ic所示，激光照射在第一电极210侧或基板100侧，使得第一电极210被 划线(scribe)。由此在第一电极210上形成第一分离槽220。S卩，第一分离槽220将贯 通第一电极210，因此能够防止相邻的第一电极210之间发生短路。如图Id所示，第一单元电池230通过CVD法被层压在第一电极210上。此 时，第一单元电池230将光能转换成电能，并包括ρ型半导体层、纯半导体层和η型半导 体层。为了形成ρ型半导体层，如果包括硅元素的单硅烷(SiH4)等原料气体和包括乙硼 烷(B2H6)等三族元素的掺杂气体被混入到反应腔室内，则ρ型半导体层通过CVD法被层 压。包括硅元素的原料气体流入到反应腔室后通过CVD法而形成纯半导体层。如果包 括磷化氢(PH3)等五族元素的掺杂气体和包括硅元素的原料气体被混入到反应腔室，则η 型半导体层通过CVD法来形成。根据各层的形成顺序，可以形成在第一电极210上依次层压ρ型半导体层、纯 半导体层、η型半导体层的p-i-n型单元电池和在第一电极上210上依次层压η型半导体 层、纯半导体层、ρ型半导体层的n-i-p型单元电池。如图Ie所示，在第一单元电池210上排列能够进行光反射的金属纳米粒子。金 属纳米粒子在光入射时产生表面等离子体共振(surface plasmon resonance)现象，因此能够强化光的强度。通过金属纳米粒子240产生表面等离子体共振现象，从而使光电装置 的效率增加，关于光电装置效率增加的原因以后进行详细说明。金属纳米粒子的排列可通过化学气象沉积法、溅射法等的真空沉积法或者喷 雾法、表面涂层法等的常温排列法来形成。由此形成含有金属纳米粒子的中间反射膜250a。在喷雾法中，使混合有金属纳米粒子的甲醇、乙醇、异丙基和酒精等挥发性溶液 通过喷雾器来喷出以实现金属纳米粒子的排列。金属纳米粒子可按照如图Ie的方式进行排列，但如图1所示，通过使金属纳米 粒子240嵌入于金属氧化膜、氧化膜、氮化膜或者碳合金内的方式，可形成包括金属纳 米粒子240和金属氧化膜、氧化膜、氮化膜或者碳合金的中间反射膜250b。如图If所 示的中间反射膜250b也可以通过下述方式来形成使金属纳米粒子排列在第一单元电池 上，然后通过真空沉积使金属氧化膜、氧化膜、氮化膜或者碳合金按照覆盖金属纳米粒 子的方式来形成。另外，中间反射膜250b还可以通过下述方式来形成通过真空沉积在第一单元 电池230上形成金属氧化膜、氧化膜、氮化膜或者碳合金，在金属氧化膜、氧化膜、氮 化膜或者碳合金上排列金属纳米粒子后，通过真空沉积使另外的金属氧化膜、氧化膜、 氮化膜或者碳合金按照覆盖金属纳米粒子的方式形成。由此，金属纳米粒子能够稳定地 排列在金属氧化膜、氧化膜、氮化膜或者碳合金内。金属纳米粒子可以包括金、银、铝、钼、铜、镍、铬、锌、钛、锡其中的至少 一种。另外，金属纳米粒子可以包括氧化锌、铟锡氧化物(ITO，Indium Tin Oxide)、铟 氧化锌(IZO, Indium Zinc Oxide)、二氧化锡(SnO2,)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)等金属氧化物。如图Ig所示，将光能转换成电能的第二单元电池260形成在中间反射膜250a， 250b上。第二单元电池260包括ρ型半导体层、纯半导体层和η型半导体层，并根据各层 的形成顺序，可以为在中间反射膜250本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电装置的制造方法，该制造方法包括以下步骤：在基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成将光能转换成电能的第一单元电池；在所述第一单元电池上形成排列有金属纳米粒子的中间反射膜；以及在所述中间反射膜上形成将光能转换成电能的第二单元电池。

【技术特征摘要】
...

【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