專利名稱：三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的技術(shù)，特別涉及一種三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)及其制作方法。
背景技術(shù)：
由于地球可用資源有限，為免資源耗盡，太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，太陽(yáng)能是一種綠色環(huán)保的永續(xù)能源，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能電池可以將光能儲(chǔ)存從而得到利用。太陽(yáng)能電池是半導(dǎo)體吸收光量或光子后，電子被激發(fā)并發(fā)生躍遷，激發(fā)的電子驅(qū)動(dòng)電路從而形成電池半導(dǎo)體。目前使用的各式太陽(yáng)能電池材料包括單晶硅、多晶硅、非晶硅等半導(dǎo)體種類或三五族、二六族的元素鏈接的材料。三五族太陽(yáng)能電池，又稱為聚光型太陽(yáng)能電池，具有遠(yuǎn)高于硅晶太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)也有薄膜電池的可撓性。三五族太陽(yáng)能電池是以在三五族基板上，以化學(xué)氣相沉積法形成砷化鎵薄膜，所制成的薄膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)很早就應(yīng)用在人造衛(wèi)星的太陽(yáng)能電池板上，具有可吸收光譜范圍極廣、轉(zhuǎn)換效率可高逾30%、且壽命較其它種類太陽(yáng)能電池長(zhǎng)、性質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。三五族太陽(yáng)能電池盡管不需要用到硅晶，芯片成本仍然相對(duì)高昂， 是目前需要克服的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)及其制作方法，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，包括一透明基板；一非晶硅層，形成于該透明基板上；以及至少一三五族多晶半導(dǎo)體層，形成于該非晶硅層上。其中，該透明基板的材質(zhì)為玻璃、石英、透明塑料或單晶氧化鋁。該非晶硅層是利用電漿輔助化學(xué)氣相沉積法形成于該透明基板上。該三五族多晶半導(dǎo)體層是利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法形成于該非晶硅層上。該三五族多晶半導(dǎo)體層的材料為氮化銦、氮化銦鎵、砷化鋁、砷化鋁鎵或砷化鎵。該三五族多晶半導(dǎo)體層為兩層時(shí)，包含一第一型半導(dǎo)體層及一第二型半導(dǎo)體層。該三五族多晶半導(dǎo)體層為三層時(shí)，包含一第一型半導(dǎo)體層、一本質(zhì)型半導(dǎo)體層及一第二型半導(dǎo)體層。其中，該第一型半導(dǎo)體層為P型多晶半導(dǎo)體時(shí)，第二型半導(dǎo)體層為N+型多晶半導(dǎo)體；或第一型半導(dǎo)體層為N+型多晶半導(dǎo)體時(shí)，第二型半導(dǎo)體層為P型多晶半導(dǎo)體。本發(fā)明還提供了一種太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的制作方法，包括下列步驟于一透明基板上形成一非晶硅層；以及
于該非晶硅層上依序沉積至少一層三五族多晶半導(dǎo)體層。其中，該透明基板的材質(zhì)為玻璃、石英、透明塑料或單晶氧化鋁。該非晶硅層是利用電漿輔助化學(xué)氣相沉積法形成于該透明基板上。該三五族多晶半導(dǎo)體層是利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法形成于該非晶硅層上。該三五族多晶半導(dǎo)體層的材料為氮化銦、砷化鋁、砷化鋁鎵或砷化鎵。該三五族多晶半導(dǎo)體層為兩層時(shí)，包含一第一型半導(dǎo)體層及一第二型半導(dǎo)體層。該三五族多晶半導(dǎo)體層為三層時(shí)，包含一第一型半導(dǎo)體層、一本質(zhì)型半導(dǎo)體層及一第二型半導(dǎo)體層。該第一型半導(dǎo)體層為P型多晶半導(dǎo)體時(shí)，第二型半導(dǎo)體層為N+型多晶半導(dǎo)體；或第一型半導(dǎo)體層為N+型多晶半導(dǎo)體時(shí)，第二型半導(dǎo)體層為P型多晶半導(dǎo)體。本發(fā)明的三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)是采用透明基板來(lái)取代現(xiàn)有技術(shù)中的三五族基板，可大幅降低成本。而且使用廉價(jià)的透明基板，可將太陽(yáng)能電池的面積增加，進(jìn)而增加吸光面積，提升轉(zhuǎn)換效率。
圖1為本發(fā)明三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例的剖視圖；圖2為本發(fā)明三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例的剖視圖；圖3為本發(fā)明中制作三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的流程圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明100、100’ -太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)；10-透明基板；12-非晶硅層；14、 14’ -三五族半導(dǎo)體層；142-第一型半導(dǎo)體層；144-第二型半導(dǎo)體層；146-本質(zhì)型半導(dǎo)體層。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明提供一種三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)及其制作方法，此太陽(yáng)能電池可應(yīng)用于建筑物的墻板、屋頂?shù)忍帲邮荜?yáng)光照射以吸收太陽(yáng)能，并將其轉(zhuǎn)換成日?？捎玫碾娔?。圖1為本發(fā)明的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)100的示意圖，該太陽(yáng)能電池包括一透明基板10、一非晶硅層12及至少一三五族多晶半導(dǎo)體層(Group III-V polycrystalsemiconductor) 14，其中透明基板10的材質(zhì)為玻璃、石英、透明塑料或單晶氧化鋁，非晶硅層12形成于透明基板10上；三五族多晶半導(dǎo)體層14的材料為氮化銦、氮化銦鎵、砷化鋁、砷化鋁鎵或砷化鎵，三五族多晶半導(dǎo)體層14形成于非晶硅層12上。如圖1所示，當(dāng)三五族多晶半導(dǎo)體層14包含兩層時(shí)，則其包含一第一型半導(dǎo)體層 142及一第二型半導(dǎo)體層144，其中當(dāng)?shù)谝恍桶雽?dǎo)體層142為P型多晶半導(dǎo)體時(shí)，第二型半導(dǎo)體層144為N+型多晶半導(dǎo)體；當(dāng)?shù)谝恍桶雽?dǎo)體層142為N+型多晶半導(dǎo)體時(shí)，第二型半導(dǎo)體層144為P型多晶半導(dǎo)體。以氮化銦鎵為例，若第一型半導(dǎo)體層142為P型多晶氮化銦鎵半導(dǎo)體層時(shí)，第二型半導(dǎo)體層144為N+型多晶氮化銦鎵半導(dǎo)體層。圖2為本發(fā)明太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)100’的另一實(shí)施例，當(dāng)三五族多晶半導(dǎo)體層14’包含三層時(shí)，其包含一第一型半導(dǎo)體層142、一第二型半導(dǎo)體層144及一本質(zhì)型半導(dǎo)體層146，其中，當(dāng)?shù)谝恍桶雽?dǎo)體層142為P型多晶半導(dǎo)體時(shí)，第二型半導(dǎo)體層144為N+型多晶半導(dǎo)體，本質(zhì)型半導(dǎo)體層146為I型多晶半導(dǎo)體；當(dāng)?shù)谝恍桶雽?dǎo)體層142為N+型多晶半導(dǎo)體時(shí)， 第二型半導(dǎo)體層144為P型多晶半導(dǎo)體，本質(zhì)型半導(dǎo)體層146為I型多晶半導(dǎo)體。以氮化銦鎵為例，若第一型半導(dǎo)體層142為P型多晶氮化銦鎵半導(dǎo)體層，則第二型半導(dǎo)體層144為 N+型多晶氮化銦鎵半導(dǎo)體層，本質(zhì)型半導(dǎo)體層146為I型多晶氮化銦鎵半導(dǎo)體層。圖3為本發(fā)明的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的制作方法，在步驟SlO中于一透明基板上利用電漿輔助化學(xué)氣相沉積法(Plasma Enhanced Chemical Vapor D印osition，PECVD)形成一非晶硅層；步驟S12再于非晶硅層上利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法(Metal-organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD)依序沉積至少一層三五族多晶半導(dǎo)體層。三五族的半導(dǎo)體本身無(wú)法形成于透明基板上，但由于三五族的半導(dǎo)體與非晶硅的鍵結(jié)(bonding)相近，晶格相近，故可透過(guò)非晶硅層而與透明基板構(gòu)成三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池。步驟S12 中沉積三五族多晶半導(dǎo)體層的步驟是在非晶硅層上依序形成第一型半導(dǎo)體層及第二型半導(dǎo)體層，或是在非晶硅層上依序形成第一型半導(dǎo)體層、本質(zhì)型半導(dǎo)體層及第二型半導(dǎo)體層。綜上所述，本發(fā)明的三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)及其制作方法是采用透明基板來(lái)取代傳統(tǒng)的三五族基板，通過(guò)非晶硅層本身晶格的特性，使三五族的多晶半導(dǎo)體層可沉積在非晶硅層上，從而完成太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)。本發(fā)明不需采用昂貴的三五族基板，可大幅降低成本，并因透明基板成本低，可制作大面積的太陽(yáng)能電池，進(jìn)而增加吸光面積，提升轉(zhuǎn)換效率。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明而言僅僅是說(shuō)明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多改變， 修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，包括一透明基板；一非晶硅層，形成于該透明基板上；以及至少一三五族多晶半導(dǎo)體層，形成于該非晶硅層上。
2.如權(quán)利要求1所述的三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，該透明基板的材質(zhì)為玻璃、石英、透明塑料或單晶氧化鋁。
3.如權(quán)利要求1所述的三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，該非晶硅層是利用電漿輔助化學(xué)氣相沉積法形成于該透明基板上。
4.如權(quán)利要求1所述的三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，該三五族多晶半導(dǎo)體層是利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法形成于該非晶硅層上。
5.如權(quán)利要求1所述的三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，該三五族多晶半導(dǎo)體層的材料為氮化銦、氮化銦鎵、砷化鋁、砷化鋁鎵或砷化鎵。
6.如權(quán)利要求1所述的三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，該三五族多晶半導(dǎo)體層為兩層時(shí)，包含一第一型半導(dǎo)體層及一第二型半導(dǎo)體層。
7.如權(quán)利要求1所述的三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，該三五族多晶半導(dǎo)體層為三層時(shí)，包含一第一型半導(dǎo)體層、一本質(zhì)型半導(dǎo)體層及一第二型半導(dǎo)體層。
8.如權(quán)利要求6或7項(xiàng)所述的三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一型半導(dǎo)體層為P型多晶半導(dǎo)體時(shí)，第二型半導(dǎo)體層為N+型多晶半導(dǎo)體；或第一型半導(dǎo)體層為 N+型多晶半導(dǎo)體時(shí)，第二型半導(dǎo)體層為P型多晶半導(dǎo)體。
9.一種太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，包括下列步驟于一透明基板上形成一非晶硅層；以及于該非晶硅層上依序沉積至少一層三五族多晶半導(dǎo)體層。
10.如權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，該透明基板的材質(zhì)為玻璃、石英、透明塑料或單晶氧化鋁。
11.如權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，該非晶硅層是利用電漿輔助化學(xué)氣相沉積法形成于該透明基板上。
12.如權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，該三五族多晶半導(dǎo)體層是利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法形成于該非晶硅層上。
13.如權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，該三五族多晶半導(dǎo)體層的材料為氮化銦、砷化鋁、砷化鋁鎵或砷化鎵。
14.如權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，該三五族多晶半導(dǎo)體層為兩層時(shí)，包含一第一型半導(dǎo)體層及一第二型半導(dǎo)體層。
15.如權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，該三五族多晶半導(dǎo)體層為三層時(shí)，包含一第一型半導(dǎo)體層、一本質(zhì)型半導(dǎo)體層及一第二型半導(dǎo)體層。
16.如權(quán)利要求14或15所述的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，該第一型半導(dǎo)體層為P型多晶半導(dǎo)體時(shí)，第二型半導(dǎo)體層為N+型多晶半導(dǎo)體；或第一型半導(dǎo)體層為N+ 型多晶半導(dǎo)體時(shí)，第二型半導(dǎo)體層為P型多晶半導(dǎo)體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)及其制作方法，所述三五族半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)包括一透明基板、一非晶硅層及至少一層三五族多晶半導(dǎo)體層(Group III-V polycrystal semiconductor)，其中非晶硅層是利用電漿輔助化學(xué)氣相沉積法形成于透明基板上，而三五族多晶半導(dǎo)體層是利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法依序形成于非晶硅層上。由于本發(fā)明是使用透明基板來(lái)取代傳統(tǒng)的三五族基板，因此本發(fā)明可大幅降低成本，增加太陽(yáng)能電池的面積，進(jìn)而增加吸光面積，提升轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)H01L31/0352GK102479848SQ20101056412
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者劉吉人, 張一熙 申請(qǐng)人:吉富新能源科技(上海)有限公司