复合式太阳能电池的多晶硅基板的制作方法技术

一种复合式太阳能电池的多晶硅基板的制作方法，包括以下步骤：提供一第一基材层，该第一基材层的纯度介于2N至3N之间；以及成型一第二基材层于该第一基材层上，该第二基材层的纯度介于6N至9N之间。本发明专利技术利用半导体方法等成型方法在一般纯度较低的基板上制作高质量的高纯度外延层或高纯度溅射层，以作为太阳能电池的主动层，故可减少高纯度的硅原料的使用，以取代传统块材硅的太阳能电池，借以降低整体成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硅基板的制作方法，特别涉及一种。
技术介绍
光电器件属于国内近年来的明星产业，半导体、发光二极管的产值高居世界前端，更高效率的太阳能电池也正在积极发展中，太阳能电池主要是以半导体器件吸收光线转换成电能，而通常太阳能电池吸收的光源可包括太阳光、人照光线等等。例如，根据高分子太阳能电池的原理，当太阳能电池照射光时，由导电高分子组成的光活性层吸收光能形成激子，激子于界面处分离产生电子、空穴，然后电子与空穴分别经由电子传导物质与空穴传导物质传导至不同的电极板，进而产生电流通路，以供使用。目前较具优势的太阳能电池是使用结晶类的块材硅，多晶硅晶片的制作方式通常先利用金属线锯将整块硅铸块切割变成很薄(180到200微米)的晶片。晶片通常是少量地p-type掺杂，接着在晶片的表面做n-type掺杂物,配合n_type掺杂物的表面扩散的行为，以在晶片表面下方几百纳米处形成一个P-η接面。然而，在现有技术所采用的多晶硅晶片必须具有高纯度以达到较佳的光电转换效率，而为了达到高纯度，硅材需要经过多次纯化，故耗费过多能源，使得成本高且不环保；另夕卜，在太阳能电池的实际结构中，真正提供光电转换功能的主动层只需要5至10微米的厚度，故造成其它高纯度的基板的浪费。因此，如何降低太阳能电池的成本又可达到相近的光电效能是此领域的人士努力的方向之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，以解决现有技术所采用的多晶硅晶片必须具有高纯度以达到较佳的光电转换效率，而为了达到高纯度，硅材需要经过多次纯化，故耗费过多能源，使得成本高且不环保的问题。本专利技术实施例提供一种，包括以下步骤:提供一第一基材层，该第一基材层的纯度介于2N至3N之间；以及成型一第二基材层于该第一基材层上，该第二基材层的纯度介于6N至9N之间。进一步地，在提供一第一基材层的步骤中，该第一基材层的厚度介于160至180微米之间。进一步地，在成型一第二基材层的步骤中，该第二基材层的厚度介于5至20微米之间。进一步地，在提供一第二基材层的步骤中，该第二基材层以物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、液相外延(Liquid-phase epitaxy,LPE)、派射方式成形于该第一基材层上。进一步地，在提供一第二基材层的步骤中，以化学气相沉积方法利用二氯硅烷、二硼烷与氢气为主气流，将所述的主气流通过该第一基材层，并在1000至1100°C的温度范围下进行化学气相沉积20至30分钟，以成型P型掺杂硅的该第二基材层。进一步地，在前述的化学气相沉积方法中，二氯硅烷的流量为200至300sccm，二硼烧的流量为5至IOsccm,氢气的流量为80至lOOsccm。进一步地，在提供一第二基材层的步骤中，以溅射方法成型该第二基材层。进一步地，该溅射方法以脉冲直流磁控溅射设备在背景压力为5X IO-7Torr至9X l(T7Torr、溅射功率在100W至300W、载台温度在200至250°C、沉积压力为5mTorr、通入气体流量8至IOsccm的IS气的条件下成型该第二基材层。进一步地，在成型一第二基材层于该第一基材层上的步骤后还包括一多晶化步骤。进一步地，该多晶化步骤以激光结晶方法将非晶的该第二基材层形成多晶材料。本专利技术具有以下有益的效果:本专利技术利用半导体方法等成型方法在一般纯度较低的基板上制作高质量的高纯度外延层或高纯度溅射层，以作为太阳能电池的主动层，故可减少高纯度的硅原料的使用，以取代传统块材硅的太阳能电池，借以降低整体成本。附图说明图1是显示本专利技术的第一基材层的示意图。图2是显示本专利技术的复合式太阳能电池的多晶硅基板的示意图。图3是显示本专利技术的太阳能电池的示意图。图4是显示本专利技术的的流程图。具体实施例方式本专利技术提出一种，其所制作的多晶硅基板具有复合式的结构，以减少高纯度的多晶硅材料的用量，进而达到节省多晶硅基板及太阳能电池成本的效果。请参考图4及图1、图2，本专利技术的可至少包括以下步骤:步骤SlOl:提供第一基材层11。在本实施例中，第一基材层11为一种较低纯度的硅材，例如其纯度约为2N(即99% )至3N(即99.9% )。换言之，第一基材层11为一种工业级的硅材，其取得容易且价格低廉。在本实施例中，第一基材层11选购自豫新化工的工业级硅产品，其型号为411、421、553、2202、3303等；另外，第一基材层11的厚度约介于160至180微米(um)之间。步骤S103:成型一第二基材层12于第一基材层11上。本专利技术的第二基材层12迭层地成形于该第一基材层11上，相较于第一基材层11，第二基材层12属于一种高纯度的娃材,例如其纯度约为6N(即99.9999% )至9N(即99.9999999% );另外，第二基材层12的厚度约介于5至20微米(um)之间。前述的第二基材层12主要为一种高纯度的硅材，又称电子级的硅材，其主要用于作为太阳能电池的主动层，而第二基材层12的厚度较佳地小于电子扩散长度，如此可减少因主动层过厚所导致的电子空穴复合问题，也可降低高纯度硅材的使用，以降低材料成本。第二基材层12可通过物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、液相外延(Liquid-phase epitaxy, LPE)等半导体方式成形于第一基材层11上,但不以此为限。以下将详细说明本实施例的化学气相沉积方法及溅射方法的具体步骤。化学气相沉积是将反应源以气体形式通入反应腔中，经由氧化，还原或与基板反应的方式进行化学反应，其生成物藉内扩散作用而沉积基板表面上，而其它工艺气体则可被由基板表面所带离。具体而言，化学气相沉积工艺可以分为下列五个主要的步骤:(a)、首先在沉积室中导入反应气体以及稀释用的惰性气体，反应气体与惰性气体所组成的混合气体，又称主气流(mainstream) ; (b)、主气流中的反应气体原子或分子往内扩散移动通过停滞的边界层而到达基板表面；(C)、反应气体原子被吸附(adsorbed)在基板上；(d)、吸附原子在基板表面移动，并且产生薄膜成长所须要的表面化学反应；(e)、表面化学反应所产生的气体生成物被分解，并且往外扩散通过边界层而进入主气流中，并由沉积室中被排除。本具体实施例制作具有掺杂的硅材的第二基材层12成形于前述的第一基材层11，其中硅原子的气体材料源可为二氯硅烷(Dichlorsilane，SiH2Cl2)、硅烷、三氯硅烷或四氯硅烷等等，而硼(B)掺杂的气体材料源可为二硼烷(Diborane，B2H6)以作为P型掺杂硅，PH3或AsH3可作为N型掺杂硅，承载气体可选用氢气。具体而言，本具体实施例的主气流包括二氯硅烷、二硼烷与氢气，利用主气流通过第一基材层11，并在1000至1100°C的温度范围下进行化学反应20至30分钟，即可外延成长出约15微米(um)的ρ-Si (即P型掺杂硅)的第二基材层12。另外，在其它的工艺条件方面，二氯硅烷的流量可约为200至300sccm(标准立方公分，standard cm3/min), 二硼烧的流量可约为5至IOsccm,氢气的流量可约为80至IOOsccm,第一基材层11可被加热至约300至350°C,压力也可约在0.8至ITorr的间调整。此外，第二基材层12也可为一溅射层，例如利用溅射方法，以脉冲直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合式太阳能电池的多晶硅基板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一第一基材层，该第一基材层的纯度介于2N至3N之间；以及成型一第二基材层于该第一基材层上，该第二基材层的纯度介于6N至9N之间。

【技术特征摘要】
1.一种复合式太阳能电池的多晶硅基板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤: 提供一第一基材层，该第一基材层的纯度介于2N至3N之间；以及 成型一第二基材层于该第一基材层上，该第二基材层的纯度介于6N至9N之间。2.按权利要求1所述的复合式太阳能电池的多晶硅基板的制作方法，其特征在于，在提供一第一基材层的步骤中，该第一基材层的厚度介于160至180微米之间。3.按权利要求2所述的复合式太阳能电池的多晶硅基板的制作方法，其特征在于，在成型一第二基材层的步骤中，该第二基材层的厚度介于5至20微米之间。4.按权利要求1所述的复合式太阳能电池的多晶硅基板的制作方法，其特征在于，在提供一第二基材层的步骤中，该第二基材层以物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、液相外延(Liquid-phase epitaxy, LPE)、派射方式成形于该第一基材层上。5.按权利要求1所述的复合式太阳能电池的多晶硅基板的制作方法，其特征在于，在提供一第二基材层的步骤中，以化学气相沉积方法利用二氯硅烷、二硼烷与氢气为主气流，将所述的主气流通过该第一基材层，并在1000至1100°C的温度范围下...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兆杰，
申请(专利权)人：智盛全球股份有限公司，
类型：发明
国别省市：