[发明专利]太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池，尤其涉及具有改良光吸收效率的太阳能电池及该太阳能电池的制造方法。

背景技术

为响应石化燃料之枯竭及预防环境污染，例如太阳能的洁净能源已备受瞩目；尤其，用以将太阳能转换成电能的太阳能电池已被迅速开发出来。太阳能电池可分成太阳热电池(solar thermal cell)及光伏太阳能电池，太阳热电池利用太阳热能产生用以转动涡轮的蒸气，而光伏太阳能电池则利用半导体将太阳光子转换成电能。

在这些太阳能电池之中，广泛地开发出利用正(P)型半导体之电子及负(N)型半导体之空穴(hole)而吸收光并将光转换成电能之光伏太阳能电池。此后，即称光伏太阳能电池为太阳能电池。

利用半导体的太阳能电池具有与PN结二级管实质上相同的结构。当光照射在P型半导体与N型半导体之间的部分上时，在半导体中之电子及空穴即因光能而被诱导出来。一般而言，当被照射到能量小于半导体之带隙能量的光时，电子及空穴具有微弱互动作用；另一方面，当被照射到能量小于半导体之带隙能量的光时，在共价键中之电子受到激发而形成作为载体之电子-空穴对。由光所产生之载体因重组而具有稳态，由光所产生之电子及空穴因内部电场而被分别传送至N型半导体及P型半导体内。因此，电子及空穴分别集中于对向电极上而作为电力使用。

另一方面，半导体的薄膜是通过气相成长法、喷雾热裂解法(spraypyrolysis method)、区域熔融再结晶法、固相结晶法其中之一而形成，区域熔融再结晶法(zone melting re-crystallization method)及固相结晶法具有相当高的效率；然而，由于其需要高处理温度，故无法使用玻璃基板或金属材料。这些方法需要具有高热稳定性的基板，如此使得制造成本增加。为 满足制造成本上的要求，非晶硅薄膜或多晶化合物薄膜系通过气相成长法或喷雾热裂解法加以沉积。然而，由于这些方法效率并不佳，例如小于约10％，故必须研究具有高效率且可用于玻璃基板上的太阳能电池的制造方法。

图1为现有技术太阳能电池的横截面图。参照图1，太阳能电池10包含基板12及堆叠于基板12上的透明导电氧化物电极14、P型半导体层16、本征半导体层18、N型半导体层20、及金属电极22。

现有技术太阳能电池具有平坦形状。因此，当作为活性层的本征半导体吸收经过基板及透明导电氧化物电极的光而产生电子-空穴对时，应形成厚的本征半导体，或者必须为具有迭层接合结构(例如串行结构)的双电池(dual cell)，以增加吸收光量。

【发明内容】

如上所述，为增加作为活性层的本征半导体层所吸收的光量，有数种状况，例如太阳能电池具有较厚的本征半导体层；然而，其却引发制造成本及制造时间增加的问题。另一方面，提供了具有作为迭层接合结构的双电池的本征半导体层的太阳能电池；然而，其引发制造成本及制造时间增加的问题，且劣化可能性亦增加。

因此，本发明的实施方案涉及基本上消除由于现有技术之限制及缺点所致的一个或多个问题的太阳能电池及其制造方法。

本发明的实施方案的目的在于提供具有本征半导体层作为活性层的太阳能电池及该太阳能电池的制造方法、所述活性层吸收增加量的光。

为达成这些及其它优点，并根据本发明实施方案的目的，如具体化及广泛说明的，一种太阳能电池，包含：在基板上的第一电极；在该第一电极上的多个支柱；在该第一电极上的半导体层，其中该半导体层的表面积大于该第一电极的表面积；及在该半导体层上方的第二电极。

在另一方面，一种制造太阳能电池的方法，包含：在基板上形成第一电极；在该第一电极上形成多个支柱；在该第一电极上形成半导体层，其中该半导体层的表面积大于该第一电极的表面积；及在该半导体层上方形成第二电极。

在另一方面，一种太阳能电池，包含：在基板表面上的多个支柱；在该具有多个支柱的基板的表面上的第一电极；在该第一电极上的半导体层，其中该半导体层的表面积大于该基板的表面积；及在该半导体层上方的第二电极。

在另一方面，一种太阳能电池的制造方法，包含：在基板表面上形成多个支柱；在该具有该多个支柱的基板表面上形成第一电极；在该第一电极上形成半导体层，其中该半导体层的表面积大于该基板的表面积；及在该半导体层上方形成第二电极。

有益效果