[发明专利]动态控制微晶层中形成的膜的微结构的方法

说明书

技术领域

本发明的实施例大体涉及太阳能电池及其形成方法。更特别地，本发明的实施例涉及用于太阳能应用的微晶硅层的形成方法。

背景技术

光伏器件(PV)或太阳能电池是将太阳光转化成直流(DC)电功率的器件。PV或者太阳能电池通常具有一个或多个p-n结(p-njunction)。每个结都包括半导体材料内的两个不同区域，一侧表示为p型区而另一侧表示为n型区。当PV电池的p-n结暴露到太阳光(由光子能量构成)时，太阳光通过PV效应直接转换成电流。PV太阳能电池产生特定量的电功率且电池被平铺成模块，该模块的尺寸可传送所需量的系统功率。藉由连接多个PV太阳能电池可创造PV模块，之后藉由特定框架和连接器将该PV模块接合到面板中。

微晶硅膜(μc-Si)是用于形成PV器件的膜的一种类型。但是，尚未开发出具有制造价值而能够在高沉积速度和高膜质量及低制造成本等条件下提供PV器件的工艺。例如，硅膜的结晶度不足会引起膜的形成和结晶率(crystalline fraction)不足，从而降低PV太阳能电池的转换效率。此外，微晶硅膜(μc-Si)的常规沉积工艺的沉积速度慢，这不利地降低了制造产量并增加了制造成本。

因此，需要一种沉积微晶硅膜的改进方法。

发明内容

本发明的实施例提供了形成太阳能电池的方法。在一个实施例中，形成本征型微晶硅层的方法包括：动态增加供应到设置在处理室中的基板的表面的气体混合物中的硅烷气体，动态减小施加到供应至处理室的气体混合物中的RF功率，该气体混合物在处理室中形成等离子体，以及在存在等离子体的情况下在基板上形成本征型微晶硅层。

在另一实施例中，形成本征型微晶硅层的方法包括：在设置于处理室中的基板上形成本征型籽晶层，在形成籽晶层的同时施加低于400mW/cm²的RF功率以保持自气体混合物形成的等离子体，随后在存在等离子体的情况下在基板上形成本征型微晶硅层，其中藉由动态增加供应到气体混合物中的硅烷气体来形成本征型微晶硅层，以及动态减小施加到供应至处理室的气体混合物中的用于在该气体混合物中形成等离子体的RF功率。

在再一实施例中，形成本征型微晶硅层的方法包括：将第一气体混合物供应到设置在处理室中的基板的表面上，以在该基板上形成本征型籽晶层，其中第一气体混合物包括硅烷气体和氢气，其中在供应第一气体混合物时，该硅烷气体流速增加而氢气流速保持稳定，和供应第二气体混合物到基板表面上，以在该本征型籽晶层上形成本征型微晶硅层，其中在供应第二气体混合物时，硅烷气体流速增加，在形成本征型微晶硅层时，施加到第二气体混合物的RF功率减小。

附图说明

为了获得且能详细理解本发明的上述特征，通过参考附图中示出的本发明实施例，对简要说明如上的本发明进行更具体的描述。

图1是根据本发明一个实施例的串联结薄膜太阳能电池的示意性侧视图，在该太阳能电池内部形成有本征型微晶硅层。

图2是根据本发明一个实施例的单结薄膜太阳能电池的示意性侧视图，在该太阳能电池内部形成有本征型微晶硅层。

图3是根据本发明一个实施例的装置的截面图。

图4是描述根据本发明一个实施例的藉由动态控制沉积期间所使用的工艺参数来沉积本征型微晶硅层的方法的工艺流程图。

图5是根据本发明一个实施例的具有结合到其中的图3装置的系统的平面图。

为了便于理解，只要可能，使用相同参考数字表示图中共用的相同元件。可预期，一个实施例的元件和功能部件可有利地结合到其他实施例中而不需进一步的详述。

但是应注意，附图仅示出了本发明的示意性实施例，且由于本发明可允许其他等效实施例，因此不认为附图限制了本发明的范围。

具体实施方式

本发明描述了一种以高沉积速度和均匀结晶率沉积本征型微晶硅层的方法。在一个实施例中，可藉由动态控制沉积工艺期间所使用的工艺参数沉积本征型微晶硅层，从而动态控制最终的本征型微晶硅层中形成的膜特性和微结构。在一个实施例中，本征型微晶硅层可用于多结太阳能电池或者单结太阳能电池中。