太阳能电池制造技术

本发明专利技术涉及一种太阳能电池，包括一第一导电层、一光电转换层以及一第二导电层。光电转换层位于第一导电层上方。光电转换层包含一硒化铜铟镓层以及一硅基材。硒化铜铟镓层接触硅基材，使硒化铜铟镓层与硅基材间形成一异质PN接面。第二导电层位于光电转换层上方。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于ー种太阳能电池。
技术介绍
太阳能似乎是ー种用之不竭的能源，因此太阳能的相关研究引起许多注意。太阳能电池便是为了将太阳能直接转换成电能而开发的装置。近年来，硒化铜铟镓薄膜太阳能电池受到极大关注，因为硒化铜铟镓(Copper indium gallium(di) selenide, CIGS)薄膜具有较佳的光电转换效率。CIGS薄膜必须与一 N型半导体材料搭配并形成一 PN接面，才能成为太阳能电池。在目前的技术中，以硫化镉 (CdS)搭配CIGS的光电转换效率最高。但是，硫化镉却是污染性极高的材料，许多国家不允许使用硫化镉。因此，也造成CIGS薄膜太阳能电池的应用受到很大的限制。有鉴于此，目前亟需ー种改良的太阳电池，期能具有高的光电转换效率，井能符合环境保护的要求。
技术实现思路
本专利技术的一目的是提供ー种太阳能电池，俾能具有高光电转换效率以及高开路电压。本专利技术的另一目的是提供ー种太阳能电池，其中不包含硫化镉的高污染性物质。本专利技术的再一目的是提供ー种太阳能电池，俾能在高温下维持较佳的光电转换效率。此太阳能电池包括一第一导电层、一光电转换层以及一第二导电层。光电转换层用以将光线转换为电能。光电转换层位于第一导电层上方。光电转换层包含ー硒化铜铟镓层以及ー硅基材。硒化铜铟镓层接触硅基材，使硒化铜铟镓层与硅基材间形成ー异质PN接面。第二导电层位于光电转换层上方。第一及第ニ导电层用以传输电能。本专利技术的优点在于本专利技术的太阳能电池的光电转换层中不包含高污染性的硫化镉，因此该太阳能电池能够广泛地被应用；本专利技术的另ー特征是硒化铜铟镓层接触硅基材而形成异质PN接面，该异质PN接面可使太阳能电池具有较小的反向饱和电压以及更高的开路电压，从而使得太阳能电池的漏电损失降低且具有较佳的光电转换效率。附图说明为让本专利技术的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下图IA绘示本专利技术ー实施方式的太阳能电池的剖面示意图；图IB绘示本专利技术ー实施方式的太阳能电池的剖面示意图；图2绘示本专利技术ー实施方式的太阳能电池与已知技术的CIGS太阳能电池的电流密度与电压的关系曲线图3绘示本专利技术三个实施例的太阳能电池的电流密度与电压的关系曲线图；其中，主要元件符号说明100:太阳能电池110:第一导电层120:光电转换层122:硒化铜铟镓层123:接面124:娃基材126:重掺杂区域130:第二导电层140:反射层142:接触窗150:辅助电极H:厚度。具体实施例方式为了使本掲示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本专利技术的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本专利技术具体实施例的唯一形式。以下所揭露的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其它的实施例，而无须进ー步的记载或说明。在以下描述中，将详细叙述许多特定细节以使读者能够充分理解以下的实施例。 然而，可在无此等特定细节的情况下实践本专利技术的实施例。在其它情况下，为简化图式，熟知的结构与装置仅示意性地绘示于图中。图IA绘示本专利技术ー实施方式的太阳能电池100的剖面示意图。太阳能电池100 包括第一导电层110、光电转换层120以及第二导电层130。光电转换层120位于第一导电层110与第二导电层130之间，并且电性连接第一导电层110以及第二导电层130。光电转换层120可将光线转换为电能，所产生的电能经由第一导电层110以及第二导电层130传输至一外部负载装置(未绘不)。光电转换层120包含硒化铜铟镓层122以及硅基材124。硒化铜铟镓层122接触硅基材124，使硒化铜铟镓层122与硅基材124间形成一异质PN接面123。根据本专利技术的ー实施例，光电转换层120中不包含硫化镉。在已知技术中，通常会形成一硫化镉层于硒化铜铟镓层122上，用以形成PN接面。但是，硫化镉具有极高的污染性，很多国家不允许使用硫化镉。因此，根据本专利技术的实施方式的太阳能电池，能够广泛地被应用。本专利技术的另ー特征是硒化铜铟镓层122接触硅基材124而形成异质PN接面123。 硒化铜铟镓与硅所形成的异质PN接面，可使太阳能电池100具有较小的反向饱和电压 (,reverse saturation current)以及！！高的开路电Bi (open-circuit voltage；。 小的反向饱和电压可使太阳能电池的漏电损失降低。高的开路电压可使太阳能电池具有较佳的光电转换效率。硒化铜铟镓层122可为P型硒化铜铟镓或N型硒化铜铟镓。在硒化铜铟镓层122 为P型硒化铜铟镓的实施方式中，娃基材124为N型娃基材124。娃基材124可包含一重掺杂区域126。重掺杂区域126位在娃基材124邻近第一导电层110的表面附近。在此实施方式中，重掺杂区域126为N+重掺杂区域(N+region)，用以提高太阳能电池100的内建电场。因此，重掺杂区域126亦可称为表面电场层。在另ー实施方式中，硒化铜铟镓层122为 N型硒化铜铟镓，且硅基材124为P型硅基材124。在此实施方式中，重掺杂区域126为P+重掺杂区域，重掺杂区域126位在硅基材124邻近第一导电层110的表面附近。上述硅基材124可例如为单晶硅晶图或成长于其它基板上的单晶硅、多晶硅或非晶硅。硅基材124的厚度可例如为约100至约500 u m。在ー实施方式中，硒化铜铟镓层122在厚度方向上具有一镓浓度分布。例如，在硒化铜铟镓层122接触硅基材124的ー侧，硒化铜铟镓层122中的镓浓度较小。反之，在远离硅基材124的另ー侧，硒化铜铟镓层122中的镓浓度较高，如图IA所示。本案专利技术人发现， 虽然硒化铜铟镓层122中的镓浓度越高，可使开路电压提高。不过，在某些实施方式中，却可能同时导致太阳能电池100的温度系数降低。換言之，会造成太阳能电池在高温下的光电转换效率大幅下降，而导致太阳能电池整体效率降低。因此，在本实施方式中，硒化铜铟镓层122具有一镓浓度分布，以降低温度对于太阳能电池效率的影响程度。从而，使太阳能电池不但在常温下具有较高光电转换效率，并且在高温下维持这样的效率。硒化铜铟镓层 122的镓元素成分比例可例如为镓元素バ镓元素+铟元素)比例约0. 2至0. 9。硒化铜铟镓层122与硅基材124两者都具有光电转换的特性。因此，当光线穿透硒化铜铟镓层122时，未被硒化铜铟镓层122吸收的光线，可再被硅基材124吸收并被转换成电能。因此，根据本专利技术的实施方式，具有极高的光电转换效率。可使用共蒸镀、溅镀、印刷或其它制造方法在硅基材124上形成硒化铜铟镓层 122。在一实施例中，硒化铜铟镓层122的厚度H为约0. Iiim至约5 iim，明确地为约0. Iiim 至约2iim，更明确地为约0. Iiim至约Iii m。因此，相较于已知技术，根据本专利技术的实施方式，可具有较小的硒化铜铟镓层厚度。第一导电层110及第ニ导电层130分别配置于光电转换层120的两侧，用以传输光电转换层120所产生的电能。具体而言，光电转换层120位于第一导电层110上方，第二导电层130位于光电转换层120上方。第一导电层110及第ニ导电层130可藉由各种物理气象沉积技术来形成。在图IA绘示的实施方式中，光线由第二导电层130的一侧进入太阳能电池100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨伯川，詹逸民，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：