[发明专利]用于基于薄膜和晶片的太阳能应用的微晶硅合金

说明书

技术领域

本发明的实施例一般涉及太阳能电池及其形成方法和装置。尤其是，本发明的实施例涉及薄膜及晶体太阳能电池中的层结构。

背景技术

晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池是太阳能电池的两种类型。晶硅太阳能电池通常使用单晶基板(即纯硅制成的单晶体基板)或多晶硅基板(即多晶体或多晶硅)。为了改进光捕获、形成电路及保护器件，将额外的膜层沉积到硅基板上。薄膜太阳能电池使用沉积在适当基板上的材料薄层，以形成一个或几个p-n结。适当基板包括玻璃、金属和聚合物基板。

为了扩展太阳能电池的商业使用，必须提高效率。太阳能电池效率涉及入射辐射转换为有效电力的比例。为了可用于更多应用，必须将太阳能电池效率提高到超过当前最佳的大约15％的性能。随着能源成本的提高，需要改进的薄膜太阳能电池及在工业条件下形成所述电池的方法和装置。

发明内容

本发明的实施例提供形成太阳能电池的方法。某些实施例提供制造太阳能电池的方法，包括在基板上形成导电层，及在所述导电层上形成p型晶体半导体合金层。本发明的某些实施例还可以包括非晶或本征半导体层、n型掺杂非晶或晶体层、缓冲层、降级掺杂层、及导电层。可以在n型晶体层上形成第二导电层。

替代实施例提供形成太阳能电池的方法，包括在基板上形成导电层，在所述导电层上形成第一掺杂晶体半导体合金层，及在所述第一掺杂晶体半导体合金层之上形成第二掺杂晶体半导体合金层。某些实施例还可以包括非掺杂非晶或晶体半导体层、缓冲层、降级掺杂层、及导电层。某些实施例还可以包括串联结结构的第三和第四掺杂晶体半导体合金层。

其它实施例提供形成太阳能电池的方法，包括在半导体基板上形成反射层，及在所述反射层之上形成晶体结，其中所述反射层包括一个或多个晶体半导体合金层。

附图说明

为了可以更加详细地理解本发明的上述特征，参考某些在附图中示出的实施例，给出上面概述的本发明的更加明确描述。然而，需要指出的是，附图仅示出本发明的典型实施例，由于本发明可以允许其它等效实施例，因此不能认为附图限制了本发明的范围。

图1是根据本发明的一个实施例的单结薄膜太阳能电池的示意侧视图。

图2是根据本发明的另一个实施例的串联结薄膜太阳能电池的示意侧视图。

图3是根据本发明的另一个实施例的单结薄膜太阳能电池的示意侧视图。

图4是根据本发明的另一个实施例的串联结薄膜太阳能电池的示意侧视图。

图5是根据本发明的另一个实施例的晶体太阳能电池的示意侧视图。

图6是根据本发明的一个实施例的装置的剖视图。

图7是根据本发明的另一个实施例的装置的平面图。

图8是根据本发明的另一个实施例的串联结薄膜太阳能电池的示意侧视图。

图9是根据本发明的另一个实施例的三结薄膜太阳能电池的示意侧视图。

为了便于理解，已经尽可能地使用相同参考数字表示附图中共有的相同元件。预计，不需要明确描述，可以有益地将在一个实施例中公开的元件用于其它实施例。

具体实施方式

薄膜太阳能电池以多种不同方式将众多类型的薄膜整合在一起。在这种器件中使用的大多数薄膜整合了半导体元素，诸如硅、锗等。所述不同薄膜的特性包括结晶度、掺杂类型及掺杂量、和电导率。大多数这种薄膜可以由化学气相沉积工艺形成，所述工艺可以包括某种程度的离子化或等离子体形成。

太阳能电池中使用的薄膜

一般由诸如硅层的整体半导体层提供电荷产生。为了与太阳能电池中存在的各种掺杂层相区别，有时也将所述整体层称为本征层。所述本征层可以具有任何预期程度的结晶度，结晶度将影响其光吸收特性。例如，诸如非晶硅的非晶本征层一般将吸收来自诸如微晶硅的具有不同结晶度的本征层的不同波长的光。出于这种原因，大多数太阳能电池将使用两种类型的层，以便获得最宽的可能吸收特性。在某些实例中，可以将本征层用作两种不同层类型之间的缓冲层，以便在所述两种层之间提供光或电性能的更平滑过渡。