专利名称：薄膜太阳能电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种薄膜太阳能电池及其制造方法，尤其涉及一种电极具有渐变掺质浓度的薄膜太阳能电池及其制造方法。
背景技术：
由于工业的快速发展，石化燃料逐渐耗竭与温室效应气体排放的问题日益受到全球关切，能源的稳定供应俨然成为全球性的重大课题。相较于传统燃煤、燃气式或核能发电，太阳能电池(solar cell)是利用光电或热电转换效应，直接将太阳能转换为电能，因而不会伴随产生二氧化碳、氮氧化物以及硫氧化物等温室效应气体及污染性气体，并可用以降低对石化燃料的依赖，而提供安全自主的电力来源。现今已知有许多太阳能电池的技术，是利用太阳辐射光通过太阳能电池材料的转换后，成为可利用的电力来源。硅基太阳能电池是为业界常见的一种太阳能电池，其主要是将高纯度的半导体材料(例如硅)加入掺杂物(dopants)而呈现不同的性质，例如在四族原子中掺杂三族原子以形成P型半导体，或在四族原子中掺杂五族原子以形成N型半导体， 并将P-N两型半导体相接合，如此即可形成一 P-N接面(junction)。因此，当太阳光照射到具有P-N接面的半导体时，光子提供的能量可将半导体中的电子激发出来，而产生电子 (electron)空穴(hole)对。电子与空穴续受到内建电位的影响，而各自往电场的两相对方向移动，若以导线将此太阳能电池与负载(load)连接起来，则会形成一电流回路，藉此，太阳能电池即可用以发电并供给负载电力来源。现有具有堆栈式(tandem)的太阳能电池，在光线的受光面上，主要会依序包括有基板、前电极、光电转换层与背电极等结构。其中，当太阳光由基板外侧照射至太阳能电池时，由于自然界中电极层材料多属于N型半导体(如氧化锌、氧化锡、氧化铟等)，当光电转换层中的P型半导体层与N型半导体的电极相接时，会在此P-N接面形成接面能障(Schottcky barrier)，减弱电子空穴的流动而增加载子再结合率(Recombination)，如此将造成太阳能电池的串联电阻上升等问题，更进一步地影响到太阳能电池的光电转换效率。另一方面而言，若太阳能电池中的电极是为掺杂有三族原子的透明导电层，并且若此电极是与光电转换层中含五族原子掺杂的N型半导体层接触时则当电极通过高温且长时间地制作于光电转换层中的N型半导体层上时，电极材料所含有的三族原子容易因载子的内部扩散效应而进入光电转换层中掺杂有五族原子的N型半导体层。这样的扩散效应会减弱光电转换层内五族原子建立的电场，进而影响到太阳能电池的开路电位(Voc)、填满因子(filledfactor)与光电转换效率等。
发明内容
鉴于以上，本发明的目的在于提供一种薄膜太阳能电池及其制造方法，使其电极区具有渐变的掺质浓度，藉以解决现有技术存在的问题，并维持太阳能电池一定的光电转换效率。本发明揭露一种薄膜太阳能电池，包括一基板、一第一电极区、一光电转换层以及一第二电极区。第一电极区配置于基板上，光电转换层配置于第一电极区上，且第二电极区配置于光电转换层上。其中，第一电极区与第二电极区其中的至少一个含有一 N型掺杂物， 且N型掺杂物的浓度是往光电转换层的方向递减。根据本发明的实施例，第一电极区含有N型掺杂物，第一电极区包括有一第一电极层以及至少一缓冲电极层。其中第一电极层位于基板上，且缓冲电极层位于该第一电极层上。第一电极层所含N型掺杂物的浓度高于缓冲电极层所含N型掺杂物的浓度。根据本发明的实施例，第二电极区含有N型掺杂物，第二电极区包括有一第二电极层以及至少一缓冲电极层。其中缓冲电极层位于光电转换层上，且第二电极层位于缓冲电极层上。第二电极层所含N型掺杂物的浓度高于缓冲电极层所含N型掺杂物的浓度。根据本发明的实施例，第一电极区与第二电极区均含有N型掺杂物，第一电极区包括一第一电极层与至少一第一缓冲电极层，第二电极区包括一第二电极层与至少一第二缓冲电极层，第一电极层配置于基板上，第一缓冲电极层配置于第一电极层上，第一电极层所含N型掺杂物的浓度高于第一缓冲电极层所含N型掺杂物的浓度，第二缓冲电极层配置于光电转换层上，第二电极层配置于第二缓冲电极层上，第二电极层所该N型掺杂物的浓度高于第二缓冲电极层所含N型掺杂物的浓度。根据本发明的实施例，其中光电转换层包括有邻近于第一电极区的一 P型半导体层；以及邻近于第二电极区的一N型半导体层。根据本发明的实施例，其中N型掺杂物选自由硼、铝、镓及铟所组成的群组。本发明不揭露一种薄膜太阳能电池的制造方法，包括以下步骤在一基板上形成一第一电极区；在第一电极区上形成一光电转换层；以及在光电转换层上形成一第二电极区。其中，第一电极区与第二电极区其中的至少一个含有一 N型掺杂物，且N型掺杂物的浓度是往光电转换层的方向递减。根据本发明的实施例，形成第一电极区的步骤可包括于基板上依序形成(R+1) 层电极材料层，其中第R层电极材料层的N型掺杂物的浓度高于第(R+1)层电极材料层的 N型掺杂物的浓度，R为正整数。根据本发明的实施例，形成第一电极区的步骤可包括于基板上形成一透明导电氧化物层；以及对该透明导电氧化物层掺杂N型掺杂物。根据本发明的实施例，形成第二电极区的步骤可包括于光电转换层上依序形成 (S+1)层电极材料层，其中第S层电极材料层的N型掺杂物的浓度低于第(S+1)层电极材料层的N型掺杂物的浓度，S为正整数。根据本发明的实施例，形成第二电极区的步骤可包括于光电转换层上形成一透明导电氧化物层；以及对该透明导电氧化物层掺杂N型掺杂物。所以，本发明提出的薄膜太阳能电池及其制造方法，通过使第一电极区与第二电极区其中的至少一个，具有浓度往光电转换层方向递减的N型掺杂物，藉此增进太阳能电池的效率表现。并且，本发明的薄膜太阳能电池及其制造方法能够与现有的太阳能电池工艺相整合，可有助于简化工艺并降低成本。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为根据本发明提出的薄膜太阳能电池的制造方法的步骤流程图；图2为根据本发明提出的薄膜太阳能电池的剖视结构图；图3A为根据本发明第一实施例的薄膜太阳能电池的剖视结构图；图;3B为根据本发明第一实施例的薄膜太阳能电池的剖视结构图；图4A为根据本发明第二实施例的薄膜太阳能电池的剖视结构图；图4B为根据本发明第二实施例的薄膜太阳能电池的剖视结构图；图5A为根据图3A与图的薄膜太阳能电池的剖视结构图；图5B为根据图4A与图4B的薄膜太阳能电池的剖视结构图。其中，附图标记100,100，102104104_(1)104_(2)104_(R+1)106106a106b106c108108_(1)108_(2)108_(S+1)200，200，202204206208
具体实施例方式以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求范围及附图，任何本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。图1为根据本发明实施例的薄膜太阳能电池的制造方法的步骤流程图，此种制造方法适于在太阳能电池中形成具有渐变掺质浓度的前电极或背电极，藉此维持太阳能电池较佳的光电转换效率。有关本发明提出的薄膜太阳能电池的制造方法，主要包括以下步骤
6
薄膜太阳能电池基板
第一电极区电极材料层电极材料层电极材料层光电转换层 P型半导体层本质层 N型半导体层第二电极区电极材料层电极材料层电极材料层薄膜太阳能电池基板
第一电极区光电转换层第二电极区
步骤S102 在一基板上形成一第一电极区；步骤S104 在第一电极区上形成一光电转换层；以及步骤S106 在光电转换层上形成一第二电极区。其中，第一电极区与第二电极区其中的至少一个含有N型掺杂物，且N型掺杂物的浓度是往光电转换层的方向递减。请一并参考图2所示，其为根据本发明实施例的薄膜太阳能电池的剖视结构图。 从图2可以看出，薄膜太阳能电池100包括一基板102以及配置于基板102上的第一电极区104、光电转换层106以及第二电极区108。其中，第一电极区104是配置于基板102上， 光电转换层106是配置于第一电极区104上，且第二电极区108是配置于光电转换层106 上。在本实施例中，第一电极区104与第二电极区108其中的至少一个含有N型掺杂物，且 N型掺杂物的浓度是往光电转换层106的方向递减。在下述的实施例中，第一电极区104与第二电极区108其中的至少一是在含有两价锌的氧化锌(SiO)中掺杂三族(或称为三价) 的N型掺杂物，其例如为硼、铝、镓及铟。然而，下述实施例并非用以限定本发明，在其它的实施例中，也可以经由其它种类的施体(Donors)与受体(Acceptors)之间所衍伸的能阶 (Energy Level)而形成成份相异于下述实施例的电极。在一实施例中，当第一电极区104含有N型掺杂物时，第一电极区104与光电转换层106的接触界面是为整个第一电极区104中含有N型掺质浓度最低处；在一实施例中，当第二电极区108含有N型掺杂物时，第二电极区108与光电转换层106的接触界面是为整个第二电极区108中含有N型掺质浓度最低处；在另一实施例中，第一电极区104与第二电极区108当然可同时含有N型掺杂物，而此时第一电极区104与第二电极区108中的N型掺质浓度均会往朝向光电转换层106的方向递减。换言之，本发明提出的薄膜太阳能电池的制造方法，是通过控制第一电极区104 与第二电极区108中N型掺质浓度，来达到“接近光电转换层106处掺杂浓度较低”而“远离光电转换层106处掺杂浓度较高”的掺杂结构。有关此一浓度梯度变化的制作方法，请配合参阅本发明提出的第一实施例，其是为分层式掺杂结构(multi-layer structure)，以及第二实施例，其是为渐层式掺杂结构(gradient structure)，兹详细说明如后。请参见图3A所示，根据本发明的第一实施例，一般而言，基板102可以是透明基板，其材质例如但不限为玻璃或透明树脂。以此实施例为例，基于光电转换层106的光电转换用途，基板102所称的透明是指可供光电转换层106转换的光线通过，而非仅供可见光通过方属透明。同时，此处的透明并非100%供该光线穿透，而是能使大部分的光线穿透，即应属本发明的范围。之后，于基板102上形成可作为前电极(Front Contact)的第一电极区104的方法例如是于基板102上依序形成(R+1)层电极材料层，R为任意正整数。上述电极材料层的材料例如是掺杂有N型掺杂物的透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide, TC0), 其中透明导电氧化物的材料例如为含有两价锌的氧化锌(ZnO)、氧化铟(In203)、氧化铝锌 (Al doped Ζη0，ΑΖ0)、铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZ0)，使其在掺杂三族(三价)原子(例如硼)之后形成N型半导体的透明导电材质。值得注意的是，在沉积(R+1)层电极材料层时，第R层电极材料层的N型掺杂物的浓度是高于第(R+1)层电极材料层的N型掺杂物的浓度；也就是说，在第一电极区104中，N型掺杂物的掺杂浓度会往接近光电转换层106的方向递减。具体而言，第一电极区104的形成方法是先于基板102的上表面上形成第1层电极材料层104_(1)，接着再于第1层电极材料层104_(1)上形成第2层电极材料层104_(2)， 之后依序形成第3、4、...至(R+1)层电极材料层104_(R+1)，其中最靠近基板102的第1层电极材料层104_(1)的N型掺杂物浓度是高于第2层电极材料层104_(幻的N型掺杂物浓度。由此可知，第(R+1)层电极材料层104_(R+1)为第一电极区104中N型掺杂物浓度最低处，而N型掺杂物的浓度会由第1层电极材料层104_(1)往第(R+1)层电极材料层104_ (R+1)递减。如此一来，第2、3、4、...至(R+1)层电极材料层104_(R+1)可视作第一电极区104中第1层电极材料层104_(1)的缓冲电极层，以逐层降低N型掺杂物的掺杂浓度。通过堆栈多层具有不同N型掺杂物浓度的缓冲电极层，第一电极区104即可具有往光电转换层106方向递减的渐变N型掺杂浓度。在一实施例中，N型掺杂物的掺杂浓度例如是约介于OcnT3至IO2tlCnT3之间。当缓冲电极层中的N型掺杂物浓度为OcnT3时，缓冲电极层的厚度例如为50纳米(nanometer)；至于当缓冲电极层中N型掺杂物浓度为102°cm_3 时，缓冲电极层的厚度例如可为200纳米(nanometer)。在此说明的是，虽然图3A所示的实施例是以大于2层的电极材料层为例来进行说明，但本发明并不限于此。于此技术领域具有通常知识者可依照产品需求及工艺条件设计自行调整第一电极区104中缓冲电极层的总层数及各层的厚度与材料，只要使得(R+1)层电极材料层中各层之间的N型掺杂物浓度关系是往光电转换层106方向递减，均属于本发明所保护的范围。因此，在完成第一电极区104的制作后，再依序在第一电极区104上形成光电转换层106以及第二电极区108，以完成薄膜太阳能电池100的制作。在本实施例中，光电转换层106例如是由P型半导体层106a、本质层106b与N型半导体层106c所构成，其可以通过射频等离子增长型化学气相沉积法(Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, RF PECVD)、超高频等离子增长型化学气相沉禾只法(Very High Frequency Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition, VHF PECVD) 或者是微波等离子增长型化学气相沉积法(Microwave Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,MW PECVD)所实现。P型半导体层106a、本质层10 与N型半导体层106c是依序形成于第一电极区104上。P型半导体层106a的材料例如为非晶硅或微晶硅，而P型半导体层106a中所掺杂的材料例如是选自元素周期表中IIIA族元素的群组，其可以是硼 (B)、铝(Al)、镓(Ga) JB (In)或铊(Tl)。本质层106b的材料例如为未经掺杂的非晶硅或微晶娃，以作为光产生电子-空穴对的主要区域。N型半导体层106c的材料例如为非晶硅或微晶硅，而N型半导体层106c中所掺杂的材料例如是选自元素周期表中VA族元素的群组，其可以是磷(P)、砷(As)、锑(Sb)或铋(Bi)。当然，在另一实施例中，光电转换层106也可以是由依序形成于第一电极区104上的N型半导体层、本质层与P型半导体层构成。另外，在其它实施例中，光电转换层106也可以是多个由N型半导体层、本质层与P型半导体层所组成的堆栈结构堆栈而成。本发明并不限制光电转换层106中所使用的光电转换材料层的数目或结构，本领域普通技术人员当可视需要自行设计之。之后，第二电极区108再形成于光电转换层106上，以作为薄膜太阳能电池100的背电极(Back Contact)，而完成薄膜太阳能电池100的制作。第二电极区108的材料包括透明导电氧化物，其可以为铟锡氧化物、氧化铝锌、铟锌氧化物或其它透明导电材料。因此，在薄膜太阳能电池100中，由于第一电极区104是为含有N型掺杂物以呈N 型半导体的透明导电材质，为了避免此一 N型半导体与P型半导体层106a在其P-N接面 (junction)上形成接面能障，减弱光生电子空穴的流动，本发明的第一实施例是在第一电极区104中形成至少一 N型掺杂物浓度小于第1层电极材料层104_(1)中的N型掺杂物浓度的缓冲电极，藉此降低第一电极区104与光电转换层106界面上的N型掺杂物浓度，以避免第一电极区104与光电转换层106界面上载子再结合的问题，而维持光电转换层106 — 定的光电转换效率。除此之外，本发明提出的薄膜太阳能电池更可通过前电极区中N型掺杂物具有往光电转换层递减的渐变浓度，而同时具备了与光电转换层低接面能障(contact barrier) 以及电极底部低电阻的双重特性，藉此进一步地增进太阳能电池的效率表现。其次，上述的分层式掺杂结构也可应用在薄膜太阳能电池100的背电极区，以在第二电极区108形成N型掺杂物的浓度梯度分布。请参见图:3B所示，薄膜太阳能电池100 所包含的基板102、第一电极区104与光电转换层106是同前述，故在此不在赘述，唯值得说明的是，如图3B所示，形成第二电极区108的步骤例如是于光电转换层106上依序形成 (S+1)层电极材料层，S为任意正整数。该些电极材料层的材料例如是掺杂有N型掺杂物的透明导电氧化物 (Transparent Conductive Oxide，TC0)，其中透明导电氧化物的材料例如为氧化锌(ZnO)、 氧化铟 Gn203)、氧化铝锌(Al doped ZnO, ΑΖ0)、铟锌氧化物(indium zinc oxide, IZ0)， 使其在掺杂高价数原子(例如三价硼掺杂于含两价锌的氧化锌中)之后形成N型半导体的透明导电材质。值得注意的是，在沉积(S+1)层电极材料层时，第S层电极材料层的N型掺杂物的浓度是低于第(S+1)层电极材料层的N型掺杂物的浓度；也就是说，在第二电极区 108中，N型掺杂物的掺杂浓度会往接近光电转换层106的方向递减，使得最靠近光电转换层106的第1层电极材料层108_(1)的N型掺杂物浓度为第二电极区108中N型掺杂物浓度最低处。如此一来，第1、2、3、...至S层电极材料层108_汾可视作第二电极区108中第(S+1)层电极材料层108_(S+1)的缓冲电极层，以逐层降低N型掺杂物的掺杂浓度。举例而言，本实施例可以在一系列温度由高到低的工艺腔体中，以依序地在基板102上成长出(S+1)层电极材料层，其中基板102是由高温的工艺腔体逐渐地被运送至低温的工艺腔体。如此一来，前期成长的电极材料层的掺杂量会较高，后期成长的电极材料层的掺杂量会降低。通过这种控制不同工艺腔体温度的方式，便可以使透明导电氧化物层中N型掺杂物的浓度朝向光电转换层逐渐地变淡。在一实施例中，N型掺杂物的掺杂浓度例如是约介于OcnT3至102°cm_3之间。当缓冲电极层中的N型掺杂物浓度为OcnT3时，缓冲电极层的厚度例如为50纳米(nanometer)； 至于当缓冲电极层中P型掺杂物浓度为IO2tlCnT3时，缓冲电极层的厚度例如可为200纳米 (nanometer)0因此，在薄膜太阳能电池100中，由于第二电极区108是为含有N型掺杂物的透明导电材质，为了避免界面的载子扩散(diffusion)而降低薄膜太阳能电池100开路电位 (Voc)、填满因子(filled factor)与光电转换效率，因此本发明还可在第二电极区108中形成至少一 N型掺杂物浓度小于第(S+1)层电极材料层108_(S+1)中的N型掺杂物浓度的缓冲电极，藉此降低第二电极区108与N型半导体层106c界面上的N型掺质浓度。由于本实施例的第二电极区108的N型掺杂物(例如为三价硼)的价数相异于N型半导体层106c 的N型掺杂物(例如为五价磷)的价数，所以这种逐渐降低第二电极区108的N型掺杂物的浓度的作法能够避免因界面的载子扩散(diffusion)，而造成光电转换层106的光电转换效率降低的问题。同样地，虽然图:3B所示的实施方式是以大于2层的电极材料层为例来进行说明， 但本发明并不限于此。于此技术领域普通技术人员可依照产品需求及工艺条件设计自行调整第二电极区108中缓冲电极层的总层数及各层的厚度与材料，只要使得(S+1)层电极材料层中各层之间的N型掺杂物浓度关系是往光电转换层106方向递减，均属于本发明所保护的范围。承前所述，此种浓度梯度变化的制作方法并不以本发明第一实施例提出的分层式掺杂结构为限。换言之，根据本发明的第二实施例，分别如图4A与图4B所示，具有渐变掺质浓度的前电极或背电极可以是仅为单层的渐层式掺杂结构。薄膜太阳能电池200包括一基板202以及配置于基板202上的第一电极区204、光电转换层206以及第二电极区208。其中各层的材料构件与组成第一实施例的薄膜太阳能电池100大致相同，然而二者的差异主要是在于第一电极区204与第二电极区208的形成
方法与结构。如图4A所示，形成第一电极区204的方法例如是先通过化学气相沉积法(CVD)、物理气相沉积法(PVD)或是喷涂法在基板202表面上形成一层透明导电氧化物层(TCO)。之后，再对该透明导电氧化物层掺杂N型掺杂物。其中，根据本发明的第二实施例，可通过控制植入N型掺杂物时的植入能量、浓度或扩散等参数来调整透明导电氧化物层中N型掺杂物的浓度分布，使得分布在透明导电氧化物层中的N型掺杂物实质上能够随着厚度改变， 而往光电转换层206的方向递减。同样地，如图4B所示，形成第二电极区208的方法例如是通过化学气相沉积法 (CVD)、物理气相沉积法(PVD)或是喷涂法在光电转换层206上形成一层透明导电氧化物层 (TCO)。之后，再对该透明导电氧化物层掺杂N型掺杂物。其中，根据本发明的第二实施例， 可通过控制植入N型掺杂物时的植入能量、浓度或扩散等参数来调整透明导电氧化物层中 N型掺杂物的浓度分布，使得分布在透明导电氧化物层中的N型掺杂物实质上能够随着厚度改变，而往光电转换层206的方向递减。其次，本发明提出的薄膜太阳能电池及其制造方法当然也可同时将第一电极区与第二电极区制作为具有上述渐变掺质浓度的掺杂结构。请参阅图5A与图5B所示，其分别为根据本发明图3A与图;3B、以及图4A与图4B同时在第一电极区与第二电极区形成渐变掺质浓度的剖视结构图。因此，如图5A所示，薄膜太阳能电池100’含有N型掺质浓度往光电转换层106的方向递减的第一电极区104与第二电极区108，薄膜太阳能电池200’含有N 型掺质浓度往光电转换层206的方向递减的第一电极区204与第二电极区208。并且，第二电极区108与208和与的接触的光电转换层106与206的半导体层形态相同(其例如均为 N型半导体)，并且光电转换层106与206的此半导体层的的掺杂物的价数不同于第二电极区108与208的掺杂物的价数。藉此，相较于现有技术而言，太阳能电池100’与200’具有较佳的光电转换效率。
所以，综上所述，本发明提出的薄膜太阳能电池及其制造方法，是通过具有渐变掺质浓度的第一电极区或第二电极区，使得二者在与光电转换层接触界面上的掺质浓度降低，进而提升太阳能电池的光电转换效率。此种制造方法包括图3A、图;3B与图5A所示的分层式掺杂结构，以及图4A、图4B与图5B所示的单层渐层式掺杂结构，均可用以实现本发明的发明目的。除此之外，当与P型半导体层接触的电极区的靠近光电层的表面的N型掺质浓度低时，可以使得材料具有较低的接面能障(contact barrier)；当与N型半导体层接触的电极区的靠近光电层的表面的N型掺质浓度低时，可以降低载子扩散的状况；另外当与P型或 N型半导体层接触的电极区底部所掺杂的N型掺质浓度高时，则可以使得电极区具有较低的电阻值。因此，本发明的部分实施例提出的薄膜太阳能电池另通过其与P型半导体层接触的电极区与光电转换层界面的掺杂浓度设计达到低接触能障与低电阻的双重特性，进一步地增进太阳能电池的效率表现。另外，在本发明的部分实施例提出，与N型半导体层接触的电极区与光电转换层界面的掺杂浓度设计达到低载子扩散与低电阻的双重特性，进一步地增进太阳能电池的效率表现。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种薄膜太阳能电池，其特征在于，包括一基板；一第一电极区，配置于该基板上；一光电转换层，配置于该第一电极区上；以及一第二电极区，配置于该光电转换层上；其中，该第一电极区与该第二电极区其中的至少一个含有一 N型掺杂物，且该N型掺杂物的浓度是往该光电转换层的方向递减。
2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，该第一电极区含有该N型掺杂物，该第一电极区包括一第一电极层，配置于该基板上；以及至少一缓冲电极层，配置于该第一电极层上，该第一电极层所含该N型掺杂物的浓度高于该至少一缓冲电极层所含该N型掺杂物的浓度。
3.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，该第二电极区含有该N型掺杂物，该第二电极区包括至少一缓冲电极层，配置于光电转换层上；以及一第二电极层，配置于该至少一缓冲电极层上，该第二电极层所含该N型掺杂物的浓度高于该至少一缓冲电极层所含该N型掺杂物的浓度。
4.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，该第一电极区与该第二电极区均含有该N型掺杂物，该第一电极区包括一第一电极层与至少一第一缓冲电极层，该第二电极区包括一第二电极层与至少一第二缓冲电极层，该第一电极层配置于该基板上，该第一缓冲电极层配置于该第一电极层上，该第一电极层所含该N型掺杂物的浓度高于该第一缓冲电极层所含该N型掺杂物的浓度，该第二缓冲电极层配置于该光电转换层上，该第二电极层配置于该第二缓冲电极层上，该第二电极层所含该N型掺杂物的浓度高于该第二缓冲电极层所含该N型掺杂物的浓度。
5.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，该光电转换层包括一 P型半导体层，邻近于该第一电极区；以及一 N型半导体层，邻近于该第二电极区。
6.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，该N型掺杂物选自由硼、铝、镓及铟所组成的群组。
7.一种薄膜太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括在一基板上形成一第一电极区；在该第一电极区上形成一光电转换层；以及在该光电转换层上形成一第二电极区；其中，该第一电极区与该第二电极区其中的至少一个含有一 N型掺杂物，且该N型掺杂物的浓度是往该光电转换层的方向递减。
8.根据权利要求7所述的薄膜太阳能电池的制造方法，其特征在于，形成该第一电极区的步骤包括于该基板上依序形成R+1层电极材料层，其中第R层电极材料层的该N型掺杂物的浓度高于第R+1层电极材料层的该N型掺杂物的浓度，R为正整数。
9.根据权利要求7所述的薄膜太阳能电池的制造方法，其特征在于，形成该第一电极区的步骤包括于该基板上形成一透明导电氧化物层；以及对该透明导电氧化物层掺杂该N型掺杂物。
10.根据权利要求7所述的薄膜太阳能电池的制造方法，其特征在于，形成该第二电极区的步骤包括于该光电转换层上依序形成S+1层电极材料层，其中第S层电极材料层的该N型掺杂物的浓度低于第S+1层电极材料层的该N型掺杂物的浓度，S为正整数。
11.根据权利要求7所述的薄膜太阳能电池的制造方法，其特征在于，形成该第二电极区的步骤包括于该光电转换层上形成一透明导电氧化物层；以及对该透明导电氧化物层掺杂该N型掺杂物。
全文摘要
一种薄膜太阳能电池及其制造方法，使其电极区具有渐变的掺质浓度。此种太阳能电池包含有一基板、一第一电极区、一光电转换层与一第二电极区。其中，第一电极区配置于基板上，光电转换层配置于第一电极区上，且第二电极区配置于光电转换层上。第一电极区与第二电极区其中的至少一个含有N型掺杂物，且N型掺杂物的浓度是往光电转换层的方向递减。利用此种薄膜太阳能电池及其制造方法，可增进太阳能电池的转换效率，并可与现有的太阳能电池工艺相整合，有助于简化工艺并降低成本。
文档编号H01L31/0224GK102544125SQ20111022551
公开日2012年7月4日 申请日期2011年8月2日 优先权日2010年12月29日
发明者张志雄, 李岳勋, 林志雄, 林昆志, 简毓苍 申请人:宇通光能股份有限公司