用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构制造技术

本实用新型专利技术是有关一种用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，至少包含：一第一半透明导电金属层、一p-i-n半导体层以及一透明基板，其中该第一半透明导电金属层为过渡金属或铝，其具有反射红外光的特性，因此可达到隔热的效果，且同时可降低电阻值，使可利用功率上升，从而提高转换的效率。本实用新型专利技术还提供一种用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，至少包含：一第一半透明导电金属层、一n-i-p半导体层以及一透明基板，同样可达到隔热的效果，且同时可降低电阻值，使可利用功率上升，从而提高转换的效率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是有关于一种用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，尤指一种 有效阻隔红外光并具有高导电率的薄膜太阳能电池组成结构。
技术介绍
因全球太阳能市场需求成长，造成硅原料供应不足、硅晶太阳能电池及模组生产 成本水涨船高。而薄膜太阳能电池因具有轻薄、低成本、可挠曲、多种外观设计等优点，成为 继硅晶太阳能电池之后，被认为是当前最具发展潜力的太阳能技术。太阳能发电的技术，依制造工艺区分主要分为结晶硅(Wafer base)及薄膜(Thin Film base)太阳能电池两大类。其中因硅具有无毒性、氧化物稳定等优点，加上产业界已有 成熟稳定的工业处理技术来处理硅材料，因此，硅晶太阳能电池为目前市场应用主流，占全 球市场约达九成。然而，由于近年来德国、西班牙等国在太阳能推动政策影响下，太阳能电池模组市 场需求强劲推升，2007年，太阳能电池模组的需求增温，曾导致硅原料严重缺货，价格飞涨。 虽然自2008下半年以来，因多晶硅厂商产能陆续开出，加上市场需求趋缓，促使硅原料价 格逐渐调降，但硅原料价格不稳定的经历，已让太阳能厂商更加体认风险分散的重要性；再 者，硅晶太阳能产业因设备及制造工艺技术成熟、进入门槛低，在众多竞争者的产业中，以 往的高毛利时代已难以复见，促使太阳能厂商加速将研发触角转向薄膜太阳能电池领域。薄膜太阳能电池，顾名思义，乃是在塑胶、玻璃或是金属基板上形成可产生光电效 应的薄膜，厚度仅需数μ m，因此在同一受光面积下可较硅晶圆太阳能电池大幅减少原料的 用量。薄膜太阳能电池并非是新概念的产品，实际上，以往人造卫星早已普遍采用以砷化镓 (GaAs)制造的高转换效率薄膜太阳能电池板(以单晶硅作为基板，转换效能可达30%以 上)来进行发电，但其成本昂贵，多用于航太产业，现今无法普及。故目前业界主流多采用 非晶硅(a-Si)来制作薄膜太阳能电池的光吸收层(即半导体层)。薄膜太阳能电池可在价 格低廉的玻璃、塑胶或不锈钢基板上大量制作，以生产出大面积的太阳能电池，而其制造工 艺更可直接导入已经相当成熟的TFT-LCD制造工艺，此为其优点之一，故业界无不争相投 入该领域之研究。基本上，薄膜太阳能电池相对其他类型的太阳能电池而言制造工艺较为简单，具 有成本低、可大量生产的优点。就薄膜太阳能电池基板的组成而言，其基本制造工艺会经过 三层沉积(d印osition)、三道激光划线(scribe)手续，如下面所述首先，先以物理气相沉 积工艺(PVD)在预订尺寸的玻璃基板上镀上一层透明导电薄膜(Transparent Conductive Oxide, TC0)，其选择透光性高及导电性佳的材质，如氧化铟锡(ITO)、氧化锡(Sn02)、或氧 化锌(SiO)等。接着以红外线激光划线定义其前电极图案(patterning)。至此为第一道沉 积与划线手续。第二阶段为主吸收层(Active layer)的制作，其一般以等离子辅助化学气 相沉积(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)工艺在电极面上长出一层 p-i-n类型排列的氢化非晶硅结构(p-a-Si:H/i-a-Si:H/n-a-Si:H)，此主吸收层是以p-n半导体接面(p-n junction)作为光吸收及能量转换的主体结构。此步骤后同样会进行激 光划线步骤，为制作出的主吸收层定义图案，至此为第二道沉积与划线手续。最后再以溅镀 (sputter)工艺在其上形成铝/银材质为主的背部电极(back contact)，并进行第三道激 光划线定义出其背部电极图形。然因使用透明导电层于可见光区的透明性，所选用的透明导电层的半导体必须是 宽能隙的半导体，所以选用能隙宽度必须大于可见光能量范围的透明导电层的半导体，故 增加了薄膜太阳能电池的整体厚度，且为增加透明导电层的导电性质，一般藉由掺杂微量 杂质的方式，来提升其导电性，故工艺较为麻烦，因此，如何有效阻隔红外光以达到节能效 果，以及如何降低薄膜太阳能整体厚度且如何提高光穿透率及吸收率与光电转换的效率， 为此产业亟需解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用以阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，所 要解决的技术问题是使其藉由本技术的半透明导电金属层具有反射红外光的特性，而 有效地达到隔热的效果。本技术的另一目的在于提供一种用以阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结 构，所要解决的技术问题是使其利用半透明导电金属层有效地降低电阻值，以增加导电率， 使可利用功率上升，从而提高转换的效率。本技术的再一目的在于提供一种用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结 构，所要解决的技术问题是使其藉由半透明导电金属层取代现有习知的透明导电膜，有效 地增加光层及穿透长度，并增加光反射特性，以增加整体转换效率。为了实现上述目的，依据本技术提出的一种用于阻隔红外光的薄膜太阳能电 池组成结构，至少包含一第一半透明导电金属层，具有一反射红外光的特性，且该第一半 透明导电金属层的一面是一照射面，用以接收一自然光，并用以取出电能与提升光电转换 的效率；一 p-i-n半导体层，其形成于该第一半透明导电金属层下方，用以产生电子空穴对 (或称为电子电洞对)，以提供光电流并增加光吸收率；以及一透明基板，其形成于该P-i-n 半导体层下方。本技术薄膜太阳能电池组成结构，进一步包含一第二半透明导电金属层，形 成于前述透明基板与P-i-n半导体层之间。为了实现上述目的，依据本技术还提出另一种用于阻隔红外光的薄膜太阳能 电池组成结构，至少包含一第一半透明导电金属层，具有一反射红外光的特性，且该第一 半透明导电金属层的一面是一照射面，用以接收一自然光，并用以取出电能与提升光电转 换的效率；一 n-i-p半导体层，其形成于该第一半透明导电金属层下方，用以产生电子空穴 对，以提供光电流并增加光吸收率；以及一透明基板，其形成于该n-i-p半导体层下方。本技术薄膜太阳能电池组成结构，进一步包含一第二半透明导电金属层，形 成于前述透明基板与n-i-p半导体层之间。本技术还可采用以下技术措施进一步实现。前述的用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，其中所述的透明基板的材料 为玻璃、石英、透明塑胶、蓝宝石基板或是透明可挠性的材料。前述的用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，其中所述的第一半透明导电 金属层及第二半透明导电金属层为单一过渡金属或铝；或所述第一半透明导电金属层及第 二半透明导电金属层包括一第一透明导电氧化物以及一过渡金属或铝的其中之一；亦或所 述第一半透明导电金属层及第二半透明导电金属层包括一第一透明导电氧化物、一过渡金 属或铝的其中之一以及一第二透明导电氧化物。前述的用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，其中所述的过渡金属为银或 镍，其中所述银的厚度介于3nm 25nm之间。前述的用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，其中所述的第一透明导电氧 化物及第二透明导电氧化物为氧化锌铝(AZO)、氧化锌镓(GZO)或氧化锌硼(ZnO)。本技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本 技术的用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，至少具有下列优点本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，其特征在于至少包含：一第一半透明导电金属层，具有一反射红外光的特性，且该第一半透明导电金属层的一面是照光面，用以接收一自然光，并用以取出电能与提升光电转换的效率；一ｐ－ｉ－ｎ半导体层，其形成于该第一半透明导电金属层下方，用以产生电子空穴对，以提供光电流并增加光吸收率；以及一透明基板，其形成于该ｐ－ｉ－ｎ半导体层下方。

【技术特征摘要】
1.一种用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，其特征在于至少包含一第一半透明导电金属层，具有一反射红外光的特性，且该第一半透明导电金属层的 一面是照光面，用以接收一自然光，并用以取出电能与提升光电转换的效率；一 p-i-n半导体层，其形成于该第一半透明导电金属层下方，用以产生电子空穴对，以 提供光电流并增加光吸收率；以及一透明基板，其形成于该P-i-n半导体层下方。2.如权利要求1所述的用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，其特征在于其进 一步包含一第二半透明导电金属层，形成于前述透明基板与P-i-n半导体层之间。3.如权利要求1所述的用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，其特征在于其中 所述的透明基板的材料为玻璃、石英、透明塑胶、蓝宝石基板或是透明可挠性的材料。4.如权利要求1所述的用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，其特征在于其中 所述的第一半透明导电金属层及第二半透明导电金属层为单一过渡金属或铝。5.如权利要求1所述的用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，其特征在于其中 所述的第一半透明导电金属层及第二半透明导电金属层包括一第一透明导电氧化物以及 一过渡金属或铝的其中之一。6.如权利要求1所述的用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，其特征在于其中 所述的第一半透明导电金属层及第二半透明导电金属层包括一第一透明导电氧化物、一过 渡金属或铝的其中之一以及一第二透明导电氧化物。7.如权利要求4至6中任一权利要求所述的用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结 构，其特征在于其中所述的过渡金属为银或镍。8.如权利要求7所述的用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，其特征在于其中 所述的银的厚度介于3nm 25nm之间。9.如权利要求5或6所述的用于阻隔红外光的薄膜太阳能电池组成结构，其特征在 于其中所述的第一透明导电氧化物及第二透明导电氧化物为氧化锌铝、氧化锌镓或氧化锌 硼。10.一种用于阻隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：张一熙，梅长锜，刘吉人，
申请(专利权)人：吉富新能源科技上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31