包括柔性或硬性基板的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，该光电装置包括，基板；第一电极，位于上述基板上；第二电极，位于上述第一电极的对面，从中光被入射；第一单元电池，位于上述第一电极和上述第二电极之间，并包括纯半导体层，该纯半导体层包括在上述第二电极一侧的表面上形成凹凸的晶硅晶粒；第二单元电池，位于上述第一单元电池和上述第二电极之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包括硬性或柔性基板的光电装置及其制造方法。
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)或多晶硅(multi-crystalline or poly-crystalline)等块(bulk)型硅光电装置占有。但是，由于太阳能级硅片 (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)吸光层的薄膜(thin-film)硅光电装置相对于块型硅光电装置能够使其厚度减少至百分之一以下，且能够大面积低价生产。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三重接合薄膜硅光电装置，以达到高稳定效率(Stabilized efficiency)。以双重接合或三重接合薄膜硅光电装置的情况，为了通过光散射来提高效率，进行着对电极表面的凹凸的研究。
技术实现思路
本专利技术的光电装置及其制造方法，其目的在于在光电装置的电极表面上形成凹凸。本专利技术所要解决的技术课题，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。根据本专利技术的光电装置包括，基板；第一电极，位于上述基板上；第二电极，位于上述第一电极的对面，从中光被入射；第一单元电池，位于上述第一电极和上述第二电极之间，并包括纯半导体层，该纯半导体层包括在上述第二电极一侧的表面上形成凹凸的晶硅晶粒；第二单元电池，位于上述第一单元电池和上述第二电极之间。根据本专利技术的光电装置的制造方法包括，形成上述第一单元电池的η型半导体层的步骤；在上述η型半导体层上形成包括围住晶硅晶粒的非晶硅物质的上述第一单元电池的纯半导体层的步骤；对上述纯半导体层的表面进行蚀刻的步骤；上述纯半导体层上形成上述第一单元电池的P型半导体层的步骤。 根据本专利技术的光电装置及其制造方法，可以在电极表面上通过单元电池的晶硅晶粒形成充分的凹凸。附图说明图Ia和图Ib表示根据本专利技术实施例的光电装置；图2a至图2h表示根据本专利技术实施例的光电装置的制造方法。附图标号说明100基板110第一电极120第二电极130第一单元电池131=n型半导体层133纯半导体层133a 氢化非晶硅物质133t、晶娃晶粒135=P型半导体层140第二单元电池141=n型半导体层143纯半导体层145=P型半导体层150中间反射膜具体实施例方式下面参照附图详细说明根据本专利技术实施例的光电装置。图1表示根据本专利技术实施例的光电装置。如图1所示，根据本专利技术实施例的光电装置包括，基板100 ；第一电极110 ；第二电极120 ；第一单元电池130 ；第二单元电池140。基板100可以为柔性基板或硬性基板。柔性基板可以是不锈钢(stainlesssteel)、铝箔等金属基板，也可以是聚邻苯二甲酸酯(PEN， PolyethyleneNaphthalate)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET， Poly Ethylene Terephthalate)等塑料基板。基板为金属基板的情况下，为了使其与基板上形成的电极绝缘，在基板表面上可以形成绝缘膜。硬性基板可以是玻璃基板。第一电极110位于基板100上。以n-i-p型光电装置的情况，光通过第二单元电池140入射，因此邻接于基板100的第一电极110可以具有透光性，也可以不具有透光性。 因此，第一电极110可以由金属构成，也可以由例如透明导电氧化物(TCO，Transparent Conductive Oxide)等的透光性导电物质构成。第二电极120位于第一电极110的对面，从中光被入射。如前面所述，n-i-p型光电装置的情况下，由于光是通过第二单元电池140入射，因此相比于第一电极110，光先入射至第二电极120。因此，第二电极120可以由透光性导电物质构成。第一单元电池130位于第一电极110和第二电极120之间，并包括纯半导体层 133，该半导体层包括在第二电极120表面形成凹凸的晶硅晶粒。第一单元电池130包括依次层压的η型半导体层131、纯半导体层133和ρ型半导体层135。因此，在η型半导体层 131、纯半导体层133和ρ型半导体层135中，η型半导体层131离第一电极110最近。在本专利技术的实施例中，第一单元电池130相比于第二单元电池140光后入射，因此比起短波长区域的光更多吸收长波长区域的光。为了更加充分地吸收长波长区域的光，第一单元电池130的纯半导体层133可以包括氢化微晶硅物质层。氢化微晶硅物质层可以由氢化微晶硅(i-yc-Si:H)或氢化微晶硅锗(i-yc-SiGe: 构成。氢化微晶硅物质层包括，氢化非晶硅物质133a和被氢化非晶硅物质133a围住的晶硅晶粒13北。由于晶硅晶粒13 向第二电极120突出，因此在纯半导体层133的表面中第二电极120的表面上形成凹凸。关于如上所述的使晶硅晶粒13 向第二电极120突出的方法，下面进行详细的说明。通过如上所述的通过晶硅晶粒133b形成的表面凹凸，在第二单元电池140的η型半导体层141、纯半导体层143和ρ型半导体层145的表面上也形成凹凸。因此，入射到第二单元电池140的光可以散射。n-i-p型光电装置的情况下，即使在基板100表面或第一电极110表面上形成凹凸，但由于第一单元电池130和第二单元电池140的厚度大，因此在光入射的第二单元电池 140的表面上可能形成不了充分的凹凸。即，由于第一单元电池130和第二单元电池140 的厚度大，因此通过沉积形成第一单元电池130和第二单元电池140时，其表面可能变得平坦。与此相反，根据本专利技术实施例的光电装置的情况下，第一单元电池130的晶硅晶粒向第二单元电池140突出，因此在第一单元电池130上形成第二单元电池140时，第二单元电池140上形成凹凸。如上所述，包括氢化微晶硅物质层的纯半导体层133的平均结晶体体积分率可以为 25% 75%。纯半导体层133的结晶体体积分率为25%以上时，可以防止纯半导体层133和ρ 型半导体层135之间的界面或纯半导体层133和η型半导体层131之间的界面上生成氢化非晶硅孵化层(incubation layer)。因此，可以圆满形成空穴跃迁(hole transition)或电子跃迁(electron transition)，由此减少再结合，并提高光电转换效率。纯半导体层133的结晶体体积分率为75%以下时，可以防止晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光电装置，包括：基板；第一电极，位于上述基板上；第二电极，位于上述第一电极的对面，从中光被入射；第一单元电池，位于上述第一电极和上述第二电极之间，并包括纯半导体层，该纯半导体层包括在上述第二电极一侧的表面上形成凹凸的晶硅晶粒；第二单元电池，位于上述第一单元电池和上述第二电极之间。

【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