专利名称：三五族太阳能电池结构的制作方法
技术领域：
本实用新型有关一种太阳能电池，特别是指一种利用非晶硅与三五族材质同时进行光能转换的三五族太阳能电池结构。
背景技术：
高油价时代来临及国际各国对于环保与气候暖化的关注，促使绿色能源产业快速成长，目前在全球的规模已达到数十亿美元。绿色能源又称为洁净能源(包括水资源、太阳能、风能、地热、清洁煤等)，举凡对环境有利的产业都包括在绿能的定义中。而随着节能、 低碳议题发赞，其中又以太阳能电池最受到瞩目，太阳能电池具有使用方便、取之不尽、用之不竭、无废弃物、无污染、无转动部份、无噪音、可阻隔辐射热、使用寿命长、尺寸可随意变化、并与建筑物作结合及普及化等优点。尤其台湾多数地区日照非常充足，因此相当适合推广太阳能发电的应用及产业发展。然而，目前太阳能电池仍旧尚未普及化，主要原因在于成本昂贵，并非一般家庭所能负担。除了组件制造成本较高外，因为转换效率过低，导致于整体回收时间过长也是相当大的原因。目前市面上的太阳能电池，一般转换效率仅约15% 18%，部份强调高效能的太阳能电池产品则号称可达22%以上。不论如何，整体效能仍旧偏低。尽管市面上有发表许多高效能诉求的太阳能电池，然而，却因为采用特殊的技术或是材质，也导致成本、费用更加昂贵，回收时间、效率不减反增；因此，如何在成本控制得宜下，有效提高转换效能乃是目前最需要面对的重要课题。
发明内容鉴于以上的问题，本实用新型的主要目的在于提供一种三五族太阳能电池结构， 可同时藉由非晶硅与三五族材质同时进行光能转换，有效提升光电转换效率，而可大体上解决先前技术存在的缺失。因此，为达上述目的，本实用新型所揭露的三五族太阳能电池，包含有基板、第一型非晶硅层、本质型非晶硅层、第二型非晶硅层、以及三五族的多晶半导体层。利用非晶硅层本身晶格的特性，使三五族的多晶半导体层可设置于非晶硅层上，同时，通过三五族的材质本身具有直接能隙，因此，可通过非晶硅与三五族材质同时进行光能转换，有效提升转换效率，且成本可获得适当控制，使太阳能电池的回收周期减少，进一步提高产业竞争力。为了达到上述目的，本实用新型提供了一种三五族太阳能电池结构，包含有一基板；一第一型非晶硅层，设置于该基板上；一本质型非晶硅层，设置于该第一型非晶硅层上；一第二型非晶硅层，设置于该本质型非晶硅层上；及一三五族的多晶半导体层，设置于该第二型非晶硅层上。实施时，该基板的材质选自玻璃、石英、透明塑胶、蓝宝石基板及可挠性材料的群组组合。实施时，该第一型非晶硅层为P型半导体，该第二型非晶硅层为N型半导体；或该第一型非晶硅层为N型半导体，该第二型非晶硅层为P型半导体。实施时，该P型半导体的材质选自于铜铝氧化物、铜镓氧化物、铜钪氧化物、铜铬氧化物、铜铟氧化物、铜钇氧化物、银铟氧化物的透明导电氧化物的群组组合。实施时，该N型半导体的材质选自于氧化锌、氧化锡、氧化铟锌、氧化铟锡的透明导电氧化物的群组组合。实施时，该三五族的多晶半导体层为单接面结构或多接面结构。实施时，该三五族的多晶半导体层的材质选自于砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铝镓、砷化镓铟、磷化铝镓、磷化镓铟、砷磷化铝镓、砷磷化铟镓、砷磷化铝镓铟中的一种或群
组组合。实施时，该三五族的多晶半导体层的材质选自氮化镓、氮化铟、铝化镓、氮化铝镓、 氮化铝铟、氮化铝铟镓中的一种或群组组合。与现有技术相比，本实用新型所述的三五族太阳能电池结构，特别是指一种利用非晶硅与三五族材质同时进行光能转换。为使对本实用新型的目的、特征及其功能有进一步的了解，兹配合图式详细说明如下
图1为本实用新型的三五族太阳能电池结构的示意图。附图标记说明11-基板；12-第一型非晶硅层；13-本质型非晶硅层；14-第二型非晶硅层；15-三五族的多晶半导体层。
具体实施方式
请参照图1，绘示本实用新型所提供的三五族太阳能电池结构的示意图。根据本实用新型所揭露的三五族太阳能电池结构，包含有基板11、第一型非晶硅层12、本质型非晶硅层13、第二型非晶硅层14以及三五族的多晶半导体层15。基板11的材质可为玻璃、石英、透明塑胶、蓝宝石基板或可挠性材料等。为了能够接收太阳光而产生电能，在本质型非晶硅层13两侧上分别涂上二种具不同导电性质的P型半导体及N型半导体(第一型非晶硅层12、第二型非晶硅层14)，当太阳光照射在PN接面，部份电子因而拥有足够的能量，离开原子而变成自由电子，失去电子的原子因而产生电洞。透过P型半导体及N型半导体分别吸引电洞与电子，把正电和负电分开，在PN接面两端因而产生电位差。在导电层接上电路，使电子得以通过，并与在PN接面另一端的电洞再次结合，电路中便产生电流，即可藉由譬如导线将电能予以输出。因此，第一型非晶硅层12与第二型非晶硅层14可为P型半导体与N型半导体，换句话说，若第一型非晶硅层12为P型半导体，则第二型非晶硅层14为N型半导体；另一方面，若是第一型非晶硅层12为N型半导体，则第二型非晶硅层14为P型半导体。其中P型半导体的材质可选自于铜铝氧化物、铜镓氧化物、铜钪氧化物、铜铬氧化物、铜铟氧化物、铜钇氧化物、银铟氧化物等的透明导电氧化物的群组组合，而N型半导体的材质可选自于氧化锌、氧化锡、氧化铟锌、氧化铟锡的透明导电氧化物等材质的群组组合。而三五族的多晶半导体层15基本运作原理与上述相同，但一般硅晶材料只能夠吸收太阳光谱中400 1，IOOnm波长的能量，而三五族的多晶半导体层15透過通过多接面化合物半导体可吸收较宽广的太阳光谱能量，因而可大幅提高转换效率，譬如三接面聚光型太阳电池可吸收300 1900nm波长。除了多接面(multi junction)结构，三五族的多晶半导体层15也可以为单接面(singlejimction)结构，其中，单接面结构的三五族的多晶半导体层15为包含有P型半导体与N型半导体，多接面结构的三五族的多晶半导体层15 则包含有P型半导体、本质型半导体与N型半导体；而三五族的多晶半导体层15的材质可选自砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铝镓、砷化镓铟、磷化铝镓、磷化镓铟、砷磷化铝镓、砷磷化铟镓、砷磷化铝镓铟中的一种或其群组组合，或者可选自氮化镓、氮化铟、铝化镓、氮化铝镓、氮化铝铟、氮化铝铟镓中的一种或其群组组合等。因此，就此一三五族太阳能电池来看，除了可藉由第一型非晶硅层12、本质型非晶硅层13以及第二型非晶硅层14来予以产生电能外，三五族的多晶半导体层15的材质本身具有直接能隙，因此，可藉由非晶硅与三五族材质同时进行光能转换，有效提升三五族太阳能电池的光电转换效率。因此，藉由此一三五族太阳能电池，利用非晶硅层本身晶格的特性，使三五族的多晶半导体层可设于非晶硅层上，同时，藉由三五族的多晶半导体层的材质本身具有直接能隙，故，可同时藉由非晶硅与三五族的多晶半导体层的材质同时进行光能转换，有效提升转换效率；并且，成本可获得适当控制，使太阳能电池的回收周期减少，进一步提高产业竞争力。虽然本实用新型以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。在不脱离本实用新型的精神和范围内，所为的更动与润饰，均属本实用新型的专利保护范围。关于本实用新型所界定的保护范围请参考所附的申请专利范围。
权利要求1.一种三五族太阳能电池结构，其特征在于，包含有一基板；一第一型非晶硅层，设置于该基板上；一本质型非晶硅层，设置于该第一型非晶硅层上；一第二型非晶硅层，设置于该本质型非晶硅层上；及一三五族的多晶半导体层，设置于该第二型非晶硅层上。
2.如权利要求1所述的三五族太阳能电池结构，其特征在于，该基板的材质为玻璃、石英、透明塑胶、蓝宝石基板或可挠性材料。
3.如权利要求1所述的三五族太阳能电池结构，其特征在于，该第一型非晶硅层为P型半导体，该第二型非晶硅层为N型半导体；或该第一型非晶硅层为N型半导体，该第二型非晶硅层为P型半导体。
4.如权利要求1所述的三五族太阳能电池结构，其特征在于，该三五族的多晶半导体层为单接面结构或多接面结构。
5.如权利要求1所述的三五族太阳能电池结构，其特征在于，该三五族的多晶半导体层的材质选自于砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铝镓、砷化镓铟、磷化铝镓、磷化镓铟、砷磷化铝镓、砷磷化铟镓、砷磷化铝镓铟中的一种。
6.如权利要求1所述的三五族太阳能电池结构，其特征在于，该三五族的多晶半导体层的材质选自氮化镓、氮化铟、铝化镓、氮化铝镓、氮化铝铟、氮化铝铟镓中的一种。
专利摘要本实用新型提供了一种三五族太阳能电池结构，是在基板上形成三层非晶硅层，其包含第一型非晶硅层、本质型非晶硅层与第二型非晶硅层，再利用非晶硅层本身晶格的特性，使三五族的多晶半导体层可形成于非晶硅层上，同时，藉由三五族的材质本身具有直接能隙，故可藉由非晶硅与三五族材质同时进行光能转换，而有效提升三五族太阳能电池的光电转换效率。
文档编号H01L31/0328GK201936891SQ20102063089
公开日2011年8月17日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者刘吉人, 张一熙 申请人:吉富新能源科技(上海)有限公司