[发明专利]太阳能电池的基板和其生产方法

说明书

相关申请

本申请要求2008年3月5日提交的美国临时申请第61/034,103号的权益，该申请以引用方式并入本文。

技术领域

本发明提供一种生产硅膜的制造方法，所述硅膜可以直接用于制造比当前所用的高级晶体硅晶片便宜的高效太阳能电池。

背景技术

对于生产高效光电池(例如，太阳能电池)的需求在持续增加。太阳能电池是将入射光转换为横跨负荷的电流形式的电能的电子器件。具体来说，太阳能电池包括两个端子，该两个端子以这样的方式连接到负荷：当电池由恰当波长的光照射时，横跨这些端子产生直流电。

太阳能电池通常由200μm厚的高纯度晶体硅晶片制成。高纯度晶体硅为生产中涉及实质困难和能量的材料，因此相对昂贵。因此，已在尽力采用除了厚晶体硅晶片以外的材料来制作太阳能电池。例如，已探索了经由在各种表面上沉积包含CdTe、Cu(InGa)Se₂或其合金中的一或多种物质的薄膜来生产太阳能电池的方法。然而，已发现，由于较低的效率、制造中的限制、寿命、有毒组分或有限可用性的缘故，由除了高纯度晶体硅以外的材料制作的太阳能电池在实现工业化中遇到了难题。

本发明提供一种生产硅膜的制造方法，所述硅膜可以直接用于制造比当前所用的高级晶体硅晶片便宜的高效太阳能电池。

发明内容

本发明的多个方面包括用于在基板上沉积硅的方法。在某些实施例中，所述方法包括用足以在基板上沉积硅的方式进行沉积或者使包含硅的基板与卤代硅烷接触。在某些实施例中，该方法包括提供基板、一或多个气体源以及反应容器，该反应容器与该基板和该一或多个气体源流体连通。在某些实施例中，该基板为低级或冶金级硅，其可以在硅沉积到基板上之前经受纯化处理。在某些实施例中，该反应容器包括流化床，因此，可以称为流化床反应容器。在某些实施例中，该反应容器包括包含硅的流化床，并且该气体包括卤化物。

因此，在某些实施例中，该方法包括以使得卤代硅烷生产并且将其引导向含硅基板以使硅在这里沉积在基板上的方式来(例如)在约1个大气压(atm)下将卤化物气体从气体源引导入含硅流化床。在某些实施例中，该方法进一步包括在基板上共同沉积一或多种掺杂剂，例如，P型或N型掺杂剂。在本发明的其他方面中，本文还提供由此产生的基板及其在太阳能电池的制造中的用途。

附图说明

根据惯例，附图的各种特征可以不按比例绘制。相反，各种特征的尺寸可以为了清晰度而任意地扩大或缩小。附图中包括的是以下各图：

图1图示本发明用于将硅沉积在基板上的方法的实施例；

图2图示用于生产包括沉积于其上的硅的基板的六个反应容器的系统的实施例；

图3图示用于生产包括沉积于其上的硅的基板的三个反应容器的系统的另一实施例；

图4图示包含反应床的连续馈送反应容器的实施例；以及

图5图示连续馈送反应容器的实施例，其中该反应容器不包含反应床。

在进一步描述本技术之前，应了解，本发明并不限于所述的具体实施例，同样地可以理所当然的变化。还应理解，本文中所使用的术语仅出于描述具体实施例的目的，而并不旨在限制。除非另行定义，否则本文所使用的所有科技术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。

在提供了值的范围的情况下，应理解，在该范围的上限与下限之间的各居中值(除非本文另有明确指示，否则表示包括该下限的十分之一单位的值)和该所述范围中的任何其他所述值或居中值都涵盖在本发明之内。这些较小范围的上限与下限可以独立地包括在较小范围中，并且也涵盖在本发明之内，受到所述范围中的任何明确地排除限制。在所述范围包括一个或两个限制的情况下，排除那些所包括限制中的一者或两者的范围也包括在本发明中。

本申请中引用了各种公开、专利以及公开的专利申请。本申请中参考的这些公开、专利以及公开的专利申请的公开内容以引用方式全文并入本发明。本文中申请人对公开、专利或公开的专利申请的引用并非表示申请人承认所述公开、专利或公开的专利申请为现有技术。

必须注意，除非本文另有明确指示，否则如本文及所附权利要求书中所用，单数形式“一”和“该”包括多个所指物。因此，例如，提及的一种“太阳能电池或含硅基板”包括多种此类材料，并且提及的“该卤化物”包括提及的所属领域的技术人员已知的一或多种卤化物和其等效物，等等。应进一步注意，可以将权利要求书起草为排斥任何可选要素。同样地，此陈述旨在结合主张要素的详述或“否定性”限制的使用而用作使用如“单独地”、“仅”等此类排斥性术语的前置基础。