[发明专利]具有高红外光吸收率的薄膜太阳能电池及其制程方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种薄膜太阳能电池及其制程方法，特别是有关于一种具有高红外光吸收率的薄膜太阳能电池及其制程方法，是藉由氧化铟钼材料作为前透明导电薄膜以使元件有效地吸收红外光并提升光电转换效率。

背景技术

目前由于国际能源短缺，世界各国一直持续致力于研究各种可行的替代能源。其中太阳能电池具有使用方便、无污染、无转动部分、无噪音、使用寿命长、普及化、可阻隔辐射热并且尺寸可与建筑物结合而随意变化等优点，而受到瞩目。

典型的太阳能电池计有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳能电池、化合物太阳能电池以及染料敏化太阳能电池等。其中，硅基薄膜太阳能电池能与建筑物整合，是极具潜力的元件。目前，硅基薄膜太阳能电池大部分采用以玻璃作为基板的超基板(Superstrate)结构，并利用含铝氧化锌(AZO)或含氟氧化锡(FTO)作为透明导电膜的材料。然而，该些透明导电膜于红外光区的光穿透率普遍不高，因而无法有效的吸收整体太阳光能。此外，就成本来说，透明导电玻璃相对于整体元件的成本比例还是很高，故降低制作成本与增加太阳光能的吸收率为发展薄膜太阳能电池的重点。

参照美国公告专利第7,164,150号，其名称为“Photovoltaic device and manufacturing method thereof”，其主要揭示利用在电浆沉积过程中藉由通入二氧化碳流量，控制氧在晶硅层与非晶硅层接口的浓度，以达到高效率的太阳能电池。然而，该专利并未对该透明导电膜于红外光区的光穿透率以及制程状况详细揭露，如此也同时影响后续应用范围。

职是之故，申请人乃细心试验与研究，并一本锲而不舍的精神，终于研究出一种薄膜太阳能电池，特别是有关于一种具有高红外光吸收率的薄膜太阳能电池。藉由氧化铟钼材料作为透明导电膜材料可使整体元件有效地吸收红外光并提升光电转换效率。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种具有高红外光吸收率的薄膜太阳能电池结构。

本发明的另一目的在于提出一种具有高红外光吸收率的薄膜太阳能电池的制程方法。

本发明另提供一种具有高红外光吸收率的薄膜太阳能电池的制备方法，其是取代传统的AZO或者SnO₂作为前电极的太阳能电池，发展出可一种可提高红外光吸收率的氧化铟钼透明导电层，藉由该透明导电层使元件整体光电转换效率与良率提升。

为达本发明的主要目的，本发明提出一种具有高红外光吸收率的薄膜太阳能电池，包含：一基板、一第一透明导电层、一P型半导体层、一本质(i)型半导体层、一N型半导体层、一第二透明导电层及一背电极。其中，第一透明导电层形成于基板上，用于取出电能；P型半导体层形成于第一透明导电层上，用于产生电洞；本质(i)型半导体层形成于P型半导体层上，用于提高可见光谱光子的吸收范围；N型半导体层形成于本质(i)半导体层上，用于产生电子；第二透明导电层形成于N型半导体层上方；背电极则是形成于第二透明导电层上，用于取出电能。其中，该第一透明导电层为一氧化铟钼(Indium molybdenum oxides，IMO)材料，用以提高红外光的吸收率。

为达本发明的另一目的，本发明提出一种具有高红外光吸收率的薄膜太阳能电池的制程方法，其步骤包含：提供一基板；沉积一第一透明导电层于该基板上；沉积一P型半导体层于该第一透明导电层上；沉积一本质(i)型半导体层于该P型半导体层上；沉积一N型半导体层于该本质(i)半导体层上；沉积一第二透明导电层于该N型半导体层上；以及沉积一背电极于该第二透明导电层上。其中，该第一透明导电层为一氧化铟钼(Indium molybdenum oxides，IMO)材料，用以提高红外光的吸收率。其中该氧化铟钼材料的前驱物选自一氧化铟(In₂O₃)与一氧化钼(MoO₃)及其化合物。

根据本发明的一特征，其中该第一透明导电层的载子迁移率于20cm²/Vs至85cm²/Vs之间。

本发明的具有高红外光吸收率的薄膜太阳能电池具有以下的功效：

1.比起传统的AZO或者FTO，本发明的氧化铟钼材料作为透明导电层可有效地达到提高红外光吸收率的功效；

2.比起传统的AZO或者FTO，本发明所使用的氧化铟钼材料具有高电子迁移率与导电率；

3.比起使用传统的AZO或者FTO作为透明导电层的太阳能电池，本发明的太阳能电池的光电转换效率可有效提升；以及