專利名稱：改善界面結構的太陽能電池的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種改善界面結構的太陽能電池。
背景技術：
P型半導體層結構對太陽電池特性的影響，包括[l]光吸收是數及 折射率對于短路電流(Isc)的影響、[2]費米準位的位置(活化能)對于開 路電壓(Voc)的影響、[3]窗p、 p/i介面特性、[4]P型半導體層膜厚與 特性的均一性對于填充因子(FF)及開路電壓(Voc)的影響，因此，P型半
導體層對于轉換效率扮演重要的角色。
然而，現有太陽電池制程以化學氣相沉積(Chemical Vapor D印osition，簡稱CVD)為系統鍍制P型半導體層，皆為直接鍍膜完成， 且P型半導體層及本質層(I層)間(P/I界面)并無其他保護措施，因此， 在P型半導體層中的硼(B)摻雜源可能經過環境、時間的變遷，而擴散至
本質層(I層)，污染了本質層的品質，進而減低組件光電轉換效率。
另外，當現有太陽能電池設有兩個或兩個以上的光電轉換層時，該 界面會因一些能隙差而有位障產生(太陽能電池設有兩光電轉換層時，上 方的光電轉換層的P層是堆疊于下方的光電轉換層的N層，而堆疊的P 層與I層間容易產生位障且相互污染)。
因此，有必要研發新產品，以解決上述缺點及問題。
發明內容
本發明所要解決的主要技術問題在于，克服現有技術存在的上述缺 陷，而提供一種改善界面結構的太陽能電池，其可有效阻絕摻雜層對I 層的污染，提升波長收集效率，并有助于光電轉換層間的界面改善。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是 一種改善界面結構的太陽能電池，其特征在于，包括 一上電極； 一第一穿透導電膜，可透光；至少一光電轉換層，是設于該上電極與該 第一穿透導電膜間；該光電轉換層是由一N層、一I層及一P層堆疊而成；該P層是具有兩結構層及一設于兩結構層間的摻雜層；其中，該結 構層是由a-Si構成；而該摻雜層是由硼所構成，且該摻雜層的厚度約占 P層厚度的10%至50%; —基板，是設于該第一穿透導電膜上且可透光。
前述的改善界面結構的太陽能電池，其中上電極與光電轉換層間設 有一第二穿透導電膜。
前述的改善界面結構的太陽能電池，其中摻雜層的硼摻雜量為 lO^atoms/cm'1以上。
前述的改善界面結構的太陽能電池，其中又包括兩光電轉換層，
其間設有一電子電洞傳輸層，該電子電洞傳輸層的厚度范圍是介于O. 5nm 至10nm之間。
本發明的有益效果是，其可有效阻絕摻雜層對I層的污染，提升波 長收集效率，并有助于光電轉換層間的界面改善。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。 圖1是本發明的改善界面結構的太陽能電池的剖視示意圖 圖2是本發明的改善界面結構的太陽能電池的第二實施例的剖視示
意圖
圖3是本發明的改善界面結構的太陽能電池的第三實施例的剖視示
意圖
圖中標號說明
IO上電極 20第一穿透導電膜
30光電轉換層 31N層
32 I層 33P層
331結構層 332摻雜層
40基板 50第二穿透導電薄膜
60電子電洞傳輸層
具體實施例方式
如圖1所示，此為本發明的改善界面結構的太陽能電池的第一實施
例，其包括
一上電極10;一第一穿透導電膜20，可透光；
至少一光電轉換層30，是設于該上電極10及該第一穿透導電膜20間，
且該光電轉換層30是由一N層31(即N型半導體層，其是微晶結構，可 與相鄰電極間產生良好的歐姆接觸，增加其導電性質，使載子能在此區 域順利通過)、一I層32(即本質層，其是微晶結構，可鑲埋結晶硅，捕 捉長波長光譜，提升轉換效率)及一 P層33 (即P型半導體層)堆疊而成； 該P層33是具有兩結構層331及一設于兩結構層331間的摻雜層332， 其中，該結構層331是由a-Si所構成，而該摻雜層332是由硼摻雜源所 構成，且其厚度約占P層33厚度的10。/。至50。/o;
一基板40，是設于該第一穿透導電膜20上且可透光。 更詳細地說，本發明的P層33是由a-SiC組成，其硼摻雜源是以B(CH3)3 來代替B晶，碳摻雜源是以C孔取代C仏。
另外，本發明將該摻雜層332設于兩結構層331間，可達到下列的功
能 能有效防止硼摻雜源對于I層的污染； 可有效增加硼的摻雜率(摻雜層的硼摻雜量是可達1019atOmS/Cm3 以上)； 可使該P層33的厚度更薄； 對短波長收集效率提升。另夕卜，如圖2所示，其中，該上電極IO 與該光電轉換層30間又可設一可透光的第二穿透導電膜50，其有助于提 升短路電流(Isc)，進而提升量子效率，以提高整體效率。
如圖3所示，此為本發明的第三實施例，其與第一實施例的差異處， 是設有兩光電轉換層30，且兩光電轉換層30間又設有一由二氧化鈦(Ti02) 所構成的電子電洞傳輸層60(厚度范圍是介于0. 5nm至10nm之間)，其可 有效傳輸電子與電洞，且可阻絕兩光電轉換層30的N層31與P層33相 互污染，進而提升開路電壓(Voc)及短路電流(Isc)，達到更高的轉換效 率。
當然，本發明在使用時，光源的照射方向是由該基板40進入(如圖1 至圖3所示)。
綜上所述，本發明的優點及功效可歸納為1、有效阻絕摻雜層對I層的污染。現有太陽能電池制程是由『電漿
輔助化學氣相沉積』(plasma enhanced CVD、縮寫PECVD)系統鍍制，摻 雜于P型半導體層(即P層)的硼，容易因環境及時間的變化，而擴散至 本質層(即I層)而降低轉換效率；而本發明由硼所構成的摻雜層是設于 兩個由a-Si所構成的結構層間，不僅該摻雜層的硼摻雜量可達 1(Tatoms/cm3以上，更可有效的阻絕該摻雜層對該I層的污染，使薄膜品 質提升，維持良好的光電轉換效率。
2、 提升波長收集效率。本發明的I層為微晶結構，可鑲埋結晶硅， 增加長波長光譜的捕捉，而該P層的設計厚度可使得厚度更薄，提升對 短波長收集效率，故，本發明可有效提升波長的收集效率，進而提高轉 換效率。
3、 電子電洞傳輸層有助于光電轉換層間的界面改善。現有太陽能電 池于相互堆疊的光電轉換層間，界面會因一些能隙差而有位障產生；而 本發明是在相互堆疊的光電轉換層間設有電子電洞傳輸層，除了可有效 的傳輸電子及電洞外，亦可有效的阻絕兩個堆疊的光電轉換層的P層與N 層間的相互污染，提升光電轉換效率。
權利要求
1.一種改善界面結構的太陽能電池，其特征在于，包括一上電極；一第一穿透導電膜，可透光；至少一光電轉換層，是設于該上電極與該第一穿透導電膜間；該光電轉換層是由一N層、一I層及一P層堆疊而成；該P層是具有兩結構層及一設于兩結構層間的摻雜層；其中，該結構層是由a-Si構成；而該摻雜層是由硼所構成，且該摻雜層的厚度約占P層厚度的10％至50％；一基板，是設于該第一穿透導電膜上且可透光。
2 .根據權利要求1所述的改善界面結構的太陽能電池，其特征在 于所述上電極與光電轉換層間設有一第二穿透導電膜。
3 .根據權利要求1所述的改善界面結構的太陽能電池，其特征在 于所述摻雜層的硼摻雜量為1(Tatoms/cm3以上。
4 .根據權利要求1所述的改善界面結構的太陽能電池，其特征在 于，其又包括兩光電轉換層，其間設有一電子電洞傳輸層，該電子電洞傳輸層的 厚度范圍是介于O. 5腿至10nm之間。
全文摘要
一種改善界面結構的太陽能電池，包括一上電極；一第一穿透導電膜，可透光；至少一光電轉換層，是設于該上電極與該第一穿透導電膜間；該光電轉換層是由一N層、一I層及一P層堆疊而成；該P層是具有兩結構層及一設于兩結構層間的摻雜層；其中，該結構層是由a-Si構成；而該摻雜層是由硼所構成，且該摻雜層的厚度約占P層厚度的10％至50％；一基板，是設于該第一穿透導電膜上且可透光。本發明可有效阻絕摻雜層對I層的污染，提升波長收集效率，并有助于光電轉換層間的界面改善。
文檔編號H01L31/075GK101556976SQ200810089549
公開日2009年10月14日 申請日期2008年4月8日 優先權日2008年4月8日
發明者楊燕智, 簡永杰 申請人:東捷科技股份有限公司