[发明专利]太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池(Solar cell)及其制造方法，并且特别地，本发明涉及一种覆盖由至少一种氧化物(Oxide)所形成的多层原子层结构(Multi-atomic-layer)的太阳能电池，并且该多层原子层结构被用作表面钝化层(Surface passivation layer)以及透明导电层(Transparent conductive layer)，并且更进一步，被用作抗反射层(Anti-reflective layer)。

背景技术

太阳能电池因为其将发自光源(例如，太阳光)中容易取得的能量转换成电力，以操控例如计算器、计算机、加热器…等电子装置，所以太阳能电池已被广泛地使用。

请参考图1，传统的硅太阳能电池(Silicon solar cell)1其层状的堆叠结构的截面视图描绘于图1中。

该传统的硅太阳能电池1典型地包含PN结(PN junction)13。该PN结13夹在p型基材12与n型区14之间，并且位于靠近照射面(前表面)11处。在此所称的“照射面”指的是传统太阳能电池被启动或运作时，暴露在光能下的表面。因此，所称的“非照射面”指的是相对于该照射面的另一表面。

图1中所示的硅太阳能电池1，其PN结13的基本结构包含中度掺杂的(浓度约为10¹⁵cm^-3)p型基材(p)12，以及位于该基材12上且邻近该照射面11的重掺杂的(浓度约为10²⁰cm^-3)n型区(n⁺)14。传统的太阳能电池其商业化的具体实施例，典型地还包含由氧化物(例如，二氧化硅)所构成且覆盖在该n型区14的大部分表面上的表面钝化层(或经粗纹化)15、覆盖在该表面钝化层15上的抗反射层16、作为电极用的n型金属接触层17、覆盖该p型基材12表面的P⁺型区18，以及覆盖该P⁺型区18表面的p型金属接触层19。

浅层的PN结13是为了有助于电子与空穴的收集而设计的，电子与空穴产生于该PN结13的两侧。光的每一个光子进入硅基材12并且由该硅基材12吸收，以转移光子的能量给原为键合状态(共价键)的电子，并且以此释放原为键合状态的电子成游离的电子。此种可移动的电子，以及其所遗留下原在共价键处的空穴(此种空穴也是可移动的)，包含了从该太阳能电池流出的电流的潜在要素。为了贡献该电流，上述的电子以及空穴不可以重新结合，而是被与该PN结13相关的电场所分离。若是电子与空穴发生了分离，该电子将会移动至该n型金属接触层17，并且该空穴会移动至该p型金属接触层19。

随着硅太阳能电池的发展，其产生光电效应的结构例如多重结(Multi-junction)的技术也持续被研究着。关于硅太阳能电池内各类型的光电效应结构在此不多做赘述。在此仅点出制造表面钝化层、抗反射层以及电极(位于照射面处的硅接触)，明显繁琐的制造方法。

因此，本发明的范围即为能运用于硅太阳能电池内的多层原子层结构，并且该多层原子层结构被用作表面钝化层以及透明导电层，并且更进一步，被用作抗反射层。特别地，相较于现有技术，该多层原子层结构的制造方法较为精简。

此外，随着薄膜型太阳能电池的发展，形成薄膜型太阳能电池内各层的制造方法，其对薄膜型太阳能电池所引发的热冲击(Thermal impact)与热破裂(Thermal crack)的可能性务必降低，以提升工艺合格率。

因此，本发明的另一范围即在于针对太阳能电池，特别是薄膜型太阳能电池，形成表面钝化层、透明导电层以及抗反射层的制造方法，并且不会对太阳能电池本身造成热冲击。

发明内容

根据本发明的较佳具体实施例的太阳能电池包含半导体结构组合以及由至少一种氧化物形成的多层原子层结构。该半导体结构组合包含至少一个PN结，并且具有照射面。该多层原子层结构覆盖该半导体结构组合的该照射面。特别地，该多层原子层结构被用作表面钝化层以及透明导电层，并且更进一步，被用作抗反射层。

根据本发明的实施例，该至少一种氧化物包含氧化铝。

根据本发明的实施例，该氧化铝经过原子层沉积处理，并在范围为从室温至400℃中的处理温度下形成于该第一多层原子层结构内。

根据本发明的实施例，该氧化铝的该原子层沉积处理的原料采用TMA前体与H₂O前体或O₃前体。