[发明专利]制作P型穿隧层以改善双层堆叠太阳能之NP介面

说明书

技术领域

本方法是将薄膜太阳能中的技术核心PECVD的传片技术，其是在PECVD腔体内制作，先利用已镀过背电极的玻璃进行N.I.P的微晶及非晶半导体薄膜，且以依腔体内部的压力、温度、气体流量等参数进行制作，而此发明的技术则是着重在于微晶硅与非晶硅两者在堆叠时遇到的穿隧效应tunnel junction作一层recombination layer改善，可以让电子电洞传送正常，让电流能够顺利传出以提高整体太阳能薄层的Voc及Jsc以及FF值。 

背景技术

业界对于薄膜太阳能电池中已有许多的研究，其中制作关键的太阳能薄膜的技术则有PECVD、HWCVD、LPCVD等多种，目前技术较为纯熟且已应用于量产的则是以PECVD为主，而由PECVD制作的太阳能膜层则是多以非晶硅以及微晶硅的膜层较为居多，而在这非晶硅与微晶硅的的膜层又可分成两种制程方式，为P.I.N的Superstrate以及N.I.P的Substrate两种，特别在N.I.P制程中可以因为膜层本身特性不同，可在N.P介面制程出高Band gap layer，可以让电子顺利跃迁并产生电流，而这两种制作主要则是在制程顺序不同，其余都是在PECVD腔体内部调整气体流量、RF power、制程压力、电极与glass间距以及温度等条件去制作，而制作微晶硅的N.I.P型半导体，可以吸收500~1100nm为红外光的光谱，而制作出来的非晶硅N.I.P型半导体则是吸收其可见光的部分，约是从300~850nm的光谱，利用微晶硅与非晶硅同在可以吸收红外光与可见光技术，故制作出Tandem solar cell，但在制作过程中，微晶硅的P型半导体与非晶硅的N型半导体两者之间会在结合产生内建电场，此内建电场会破坏电子与电洞的流向，故此发明就是要将内建电场影响范围缩小，故制作出一层薄层来作电子电洞的recombination，要制作出有defect的膜层让recombination rate提高，可以缩小内建电场，并让原先bottom cell中微晶硅p型微晶半导体出来的电洞与top cell非晶硅中的N型非晶半导体出来的电子可以正常穿隧流通，藉此提高太阳能薄膜发电效率。 

发明内容

本发明主要目的是制作P型穿隧层以改善双层堆叠太阳能之NP介面。主要在PECVD腔体内进行制程，先将已镀膜完背电极的玻璃放入到PECVD腔体，制作微晶硅N.I.P型半导体薄膜，藉由调整腔体的温度、制程压力、气体流量、电极与玻璃间距、以及RF power等参数，制作Bottom cell中N型微晶半导体、I型微晶半导体、P型微晶半导体三层，接着就是本发明，在P型微晶半导体镀膜完成后，利用TMB/SiH4的参杂厚度去进行P型非晶半导体镀膜，主要制作P型非晶半导体的目的是因其导电度高，且defect density大，故其内部缺陷严重，因此可以用作穿隧效应用，且因为此膜层是在PECVD腔体内制作，故不会有让玻璃破真空产生SiO2氧化层(因其破真空氧化层厚度不易控制，会造成厚度太厚，电阻值提高且穿透性差而影响穿隧效应)，完成后再进行top cell的N型非晶半导体、I型非晶半导体及P型微晶半导体，此部分用P型微晶半导体主要制作宽的Band gap，让光入射的时后可以让更多光能够穿透进入到I型半导体内，完成后利用sputter制作前电极，即完成薄膜太阳能电池，并藉由P型非晶半导体来去除在Bottom cell P型微晶与Top cell N型非晶产生的内建电场，增加recombination rate，可让电子电动顺利流动，并提高双层堆叠太阳能薄膜发电效率。 

实施方式

兹将本发明配合附图，详细说明如下所示：请参阅图1，为本发明制作P型穿隧层以改善双层堆叠太阳能之NP介面的PECVD示意图，图中可知，当已镀完背电极Ag及AZO的玻璃2经由滚轮1传到PECVD内部时，Pump 4抽至底压，随后气体SiH4, H2, TMB, PH3会依要镀的N型、I型、P型半导体薄膜作气体的调配，并由气流孔8流入Showerhead 7并扩散到腔体内，随后蝶阀5控制制程压力并由RF power supply 9开启电浆进行制程，完成后由Slit valve 6将玻璃传出，此制程则包含bottom cell的微晶半导体、此发明的P型非晶半导体recombination layer及top cell的非晶半导体，当完成这些膜层即完成PECVD镀膜。