[发明专利]光电转换结构、应用其的太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电转换结构、应用其的太阳能电池及其制造方法。

背景技术

随着科技的进步，人类对于能源的需求也日益增加。有鉴于有限的石油资源已渐渐无法应付人类大量的能源需求，业界与科学家们纷纷投入新能源的研究与发展，而太阳能即为大众欲发展的新能源之一。

太阳能电池能够吸收太阳光，并将太阳光的光能转换为电能。为了增加太阳光的提取量，一般而言会形成多个微米与/或纳米结构于太阳能电池的入光面上，以破坏太阳能电池的入光面的反射。然而因形成的纳米结构的表面过于粗糙，使得太阳能电池所产生的载子具有高复合率，如此一来反而会降低太阳能电池的短路电流密度(Jsc)与开路电压(V)。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的一方案提供一种光电转换结构，包含基板、第一半导体结构与第二半导体结构。基板具有两相对的第一表面与第二表面。第一表面具有多个微米结构以及多个纳米结构。纳米结构分布于微米结构表面上，且纳米结构的高度为约500纳米至900纳米。第一半导体结构置于基板的第一表面上。第二半导体结构置于基板的第二表面上。

在本发明一个或多个实施方式中，每一微米结构为金字塔、凹洞或其混合。

在本发明一个或多个实施方式中，每一微米结构的高度为约1微米至20微米。

在本发明一个或多个实施方式中，第一半导体结构为N型半导体层，且第二半导体结构为P型半导体层。或者第一半导体结构为P型半导体层，且第二半导体结构为N型半导体层。

在本发明一个或多个实施方式中，第一半导体结构包含i型半导体层与p型半导体层。i型半导体层置于基板的第一表面，且置于p型半导体层与基板的第一表面之间。第二半导体结构包含i型半导体层与n+型半导体层。i型半导体层置于基板的第二表面，且i型半导体层置于n+型半导体层与基板的第二表面之间。

本发明的另一方案提供一种太阳能电池，包含上述光电转换结构、第一电极结构与第二电极结构。第一半导体结构置于第一电极结构与基板之间。第二半导体结构置于第二电极结构与基板之间。

在本发明一个或多个实施方式中，第一电极结构包含透明导电层与至少一金属电极。第一半导体结构置于透明导电层与基板之间。部分透明导电层置于金属电极与第一半导体结构之间。

在本发明一个或多个实施方式中，第二电极结构为一金属层。

在本发明一个或多个实施方式中，第二电极结构包含透明导电层与至少一金属电极。第二半导体结构置于透明导电层与基板之间。部分透明导电层置于金属电极与第二半导体结构之间。

在本发明一个或多个实施方式中，光电转换结构的基板的第二表面具有多个微米结构，且第二电极结构包含透明导电层与至少一金属电极。第二半导体结构置于透明导电层与基板之间。金属电极全面覆盖透明导电层。

本发明的又一方案提供一种光电转换结构的制造方法，包含下列步骤(应了解到，在本实施方式中所提及的步骤，除特别说明其顺序外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)：

提供基板。

形成多个微米结构于基板的第一表面。

蚀刻微米结构，使得每一微米结构表面形成多个纳米结构。

蚀刻纳米结构。

形成第一半导体结构于基板的第一表面上。

形成第二半导体结构于基板的第二表面上。

在本发明一个或多个实施方式中，步骤(4)包含：

(4.1)将纳米结构的高度蚀刻至500纳米至900纳米。

在本发明一个或多个实施方式中，蚀刻纳米结构的方法为各向同性湿式蚀刻。

在本发明一个或多个实施方式中，蚀刻纳米结构的方法为各向异性湿式蚀刻。

在本发明一个或多个实施方式中，步骤(3)包含：

(3.1)形成多个催化剂于微米结构上。

(3.2)借由催化剂蚀刻微米结构，以形成纳米结构于微米结构表面。

在本发明一个或多个实施方式中，步骤(3)包含：

(3.3)一并将催化剂去除。

在本发明一个或多个实施方式中，催化剂为金属纳米粒子。

在本发明一个或多个实施方式中，蚀刻微米结构的方法为各向异性湿式蚀刻。

在本发明一个或多个实施方式中，形成微米结构的方法包含形成第一微米结构，且第一微米结构的形成方法为各向同性湿式蚀刻。