[发明专利]串联型光电装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及串联型光电装置及其制造方法。

背景技术

目前，伴随着现有能源如石油、煤炭等将会枯竭的预测，人们越来越关注替代这些现有能源的可替代能源。其中，太阳能因其资源丰富且不污染环境而特别受到瞩目。

直接将太阳能转换为电能的装置是光电装置，即太阳能电池。光电装置主要利用了半导体接合的光电现象。即，如果光入射到分别掺杂了P型和n型杂质的半导体p-i-n接合面并被吸收，则光能在半导体内部产生电子和空穴，所产生的电子和空穴通过内部电场发生分离，由此使光电产生在p-i-n接合两端上。此时，如果在接合两端上形成电极，并由导线将其连接，则电流通过电极和导线而流向外部。

为了由太阳能替代现有能源(例如，石油等)，必须提供具有高光电转换效率的光电装置。

发明内容

本发明的目的在于，减少串联p-i-n型光电装置中第一电极的表面凹凸对第二单元电池的影响。

本发明的光电装置包括：第一电极，包括透明导电性氧化物层；第一单元电池，位于所述第一电极上，且包括依次层压的p型半导体层、纯半导体层和n型半导体层；第二单元电池，位于所述第一单元电池上，且包括依次层压的p型半导体层、纯半导体层和n型半导体层；第二电极，位于所述第二单元电池上；其中，所述第一单元电池的纯半导体层由氢化非晶硅或氢化非晶硅系物质构成，所述第二单元电池的纯半导体层由氢化微晶硅或氢化微晶硅系物质构成，相对于形成在所述第一电极表面上的凹凸的平均节距的均方根粗糙度为0.05～0.13。

本发明光电装置的制造方法包括以下步骤：在基板上沉积透明导电性氧化物层，并通过对所述透明导电性氧化物层表面的蚀刻形成第一电极；形成包括依次层压在所述第一电极上的p型半导体层、纯半导体层和n型半导体层的第一单元电池；形成包括依次层压在所述第一单元电池上的p型半导体层、纯半导体层和n型半导体层的第二单元电池；以及在所述第二单元电池上形成第二电极；其中，所述第一单元电池的纯半导体层由氢化非晶硅或氢化非晶硅系物质构成，所述第二单元电池的纯半导体层由氢化微晶硅或氢化微晶硅系物质构成，相对于形成在所述第一电极表面上的凹凸的平均节距的均方根粗糙度为0.05～0.13。

在本发明中，由于在形成第一电极时进行蚀刻工序，因此能够减少第一电极对由微晶硅或微晶硅系物质构成的第二单元电池的影响。

附图说明

图1a～图1e表示根据本发明实施例的串联型光电装置的制造过程；

图2表示未进行蚀刻工序时的、由氢化非晶硅或氢化非晶硅系物质构成的第一导电性半导体层和纯半导体层；

图3表示根据本发明实施例的光电装置的第一电极凹凸之间的节距。

符号说明

100  基板

200  第一电极

300  第一单元电池

400  第二单元电池

500  第二电极

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本实施例。

图1a～图1e表示根据本发明实施例的串联型光电装置的制造过程。在本发明实施例中，为了便于说明省略激光刻槽工序等单元电池的串联连接过程。

如图1a所示，在基板100上沉积透明导电性氧化物层。当沉积有ZnO或ITO等透明导电性氧化物层时，在透明导电性氧化物层的表面形成有凹凸。即，通过化学气相沉积法(CVD：Chemical Vapor Deposition)沉积透明导电性氧化物层时，在透明导电性氧化物层的表面形成如图1a所示的、金字塔形状的锋利的表面凹凸。此时，基板100可以由透明绝缘性材质构成，以便具有良好的光透射率且能够防止薄膜太阳能电池中的内部短路。

如图1b所示，透明导电性氧化物层的表面凹凸被湿式蚀刻。由此形成具有平缓的表面凹凸的第一电极200。湿式蚀刻能够缩短用来形成平缓的表面凹凸的工序时间。即，湿式蚀刻的蚀刻速度与干式蚀刻相比较快，因此能够缩短第一电极200的形成时间。湿式蚀刻按照将沉积有第一电极200的基板在浓度为0.5％～5％的酸性水溶液中浸泡5～20秒的方式进行。如果酸性水溶液的浓度低于0.5％，则因蚀刻率过低而花费较长时间，如果酸性水溶液的浓度高于5％，则因蚀刻率过高而难以控制蚀刻，因此存在表面凹凸不匀的问题。即，当酸性水溶液的浓度处于0.5％～5％时，既能够控制蚀刻也能够实现充分的蚀刻。