TW280951B - Solar cell having a thin film silicon multilayer structure - Google Patents
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Description
280951 A7 B7 經濟部中央標準局貞工消費合作社印聚 五、發明説明（ / ) 1 1 本 發 明 偽 關 於 一 太 陽 電 池 • 包 含 實 質 上 至 少 三 傾 薄 膜 1 1 矽 之 平 行 層 • 相 互 堆 « » 及 至 少 二 傭 導 體 » 其 提 供 至 少 1 1 二 m 上 述 矽 層 給 霄 接 觸 點 * 上 述 導 黼 於 一 方 向 延 伸 > ^—S 請 1 先 1 並 在 實 霣 上 與 上 述 矽 層 橫 切 〇 閱 讀 1 上 述 型 態 之 太 陽 電 池 已 於 W0 93/ 1 2543 中發表 * 它 説 背 1 I 之 明 了 一 種 薄 膜 矽 由 熔 化 金 羼 或 其 他 已 知 技 術 中 的 溶 液 中 意 1 事 1 沈 成 澱 於 支 持 玻 璃 上 層 〇 逭 些 技 術 暗 示 了 結 晶 矽 薄 膜 之 形 項 再 填 1 〇 寫 本 已 知 太 m 池 的 缺 點 是 t 為 了提供足夠大之鼷租以Ml· 頁 1 I 收 光 線 • 它 的 厚 度 相 當 大 〇 此 外 形 成 已 知 太 陽 霣 池 之 1 1 矽 層 的 材 料 機 械 力 量 十 分 弱 » 使 得 需 要 額 外 之 建 造 和 設 1 1 計 9 伴 随 而 來 的 是 額 外 費 用 增 加 〇 1 訂 本 發 明 之 巨 的 傜 提 供 上 述 類 型 的 太 隈 霣 池 » 但 克 服 了 1 已 知 薄 膜 矽 太 陽 電 池 的 上 述 及 其 他 缺 點 〇 1 I 本 百 的 由 上 述 型 態 之 太 陽 電 池 達 成 9 其 中 薄 膜 層 包 含 1 I 了 非 結 晶 態 矽 (a -Si ) 〇 1 1 本 發 明 之 太 陽 電 池 包 括 許 多 較 前 人 發 明 之 結 晶 矽 太 陽 β 霣 池 佳 之 優 黏 9 因 為 它 以 薄 膜 tt 费 製 * 使 得 其 他 事 物 1 1 在 低 材 料 消 耗 率 下 有 一 宽 廣 範 國 9 在 低 溫 下 進 行 $ 在 沈 1 1 澱 遇 程 中 有 P * η摻雜及合金控制， 在不同種類及形狀的 1 I 廉 價 底 質 上 沈 澱 » 整合 製造簡單及低價大置生産 〇 1 1 據 本 發 明 • 一 非 結 晶 態 矽 薄 膜 太 陽 霣 池 之 厚 度 t % 一 1 1 大 小 序 列 攀 較 一 有 相 同 動 力 效 率 « 但 使 用 結 晶 矽 之 已 知 1 I 裝 置 之 厚 度 小 〇 此 外 » 本 3 發 明 之 太 m 電 池 的 機 械 力 較 已 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（C:NS ) A4規格（210X 297公釐） A 7 B7 五、發明説明（> ) 知太陽霣池的機械力強。 據本發明中一太陽電池之實例，薄膜層傺由P型非結 晶態矽（P-Si),原非結晶態矽（i-Si)及η型非結晶態矽 所提供，以公式（I)所給之顒序： p-Si,(i-Si,n-Si,i-Si,p-Si)x =, i-Si,n-SI (I) 其中x是數字0或一自然數，最好是〇 上述導 饈之一提供毎個上述P-Si靥給一霣接觸點，而S —傭上 述導饉刖提供每傾上述n-Si靥給一霣接觸點。 如果X不等於0， 此實例的架構由多重***平行層所組 成於是大大提升了由光之口趿收衍生之載體的收集力。 如果適當S擇各層接合處的空間，所有衍生載龌的收集 力會趨於一致。 在另一實例中，各a-Si層之厚度較上述各層的載鼸擴 散長度少。 在此實例中，在層間注入載醱將肋於層間電流共用， 正如同n-Si及p-Si之多重插人層提供了接觸點間霣流傳 導的平行通路，於是降低了霣阻損失。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 為了更加強接觴點間平行通路的傳導力，會提供定量 的P型結晶矽於一 P-Si靥中，且/或提供定量之η型結 晶矽於n-S i餍中。 P型且/或η型結晶矽之量曾如_好用以提供包含微 結晶矽之有限次元的小匾域那麽少，或如提供相對非結 晶態矽之結晶矽的中介層那麽多。 較佳的是，在根據本發明之一太皤電池中，a-Si與氫 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印袋 280951 A7 B7 五、發明説明（$ ) 化合。（與氫化的之a-Si以下表示為a-Si:H)。加入簠&-Si中 ，例如在％下相對Si為1的濃度，曾造成SiH-鍵之形成， 於是替代了不活潑a-Si中不連結的鐽。於是，a-Si的光 譜反應較許多其他太隈霄池材料佳，其中多數輿少數的 載體生命被發現至少有l〇ns。於是，一多層a-Si太隈霉 池與前人發明之太陽霄池有較高的效率，而沒有額外 的光閛。 此外，a-Si可與鍺（Ge),硪（C)及上述材料之混合等 蘧出之材料摻雜。 a-Si層可為本霣的，或與霉力或光學上活躍的雜質摻 雜，且加以選擇使霉池對太陽光譜之反應成為最好。 據此發明之一太陽電池實例，包含了例如用於薄膜矽 靥之底質及上靥，和相對地一覆蓋的頂層或底層。底質 或上層及頂層或底層相對地會以自身已知的方法提供， 因此至少底質或上層.或相對地頂層或底靥是透明的， 或因此相對地底質及頂層或上層及底層皆是透明的。 藉由製造一 η型匯流排給一與一用於相鄰罨池之p型 匯流抹凹槽之霉池，在金鼷化過程中有2傾匾域可以連 結。逭提供了相鄰a-Si電池之自動連纗相互連結，消除 相互連結，繼而焊接除了輸出鉛的部分。二相鄰凹槽可 能際上重叠，形成一較宽凹槽，有相對摻雜的邊壁。在 此例中，將凹槽再次自動充滿金屬可提供串聯連結。 現在本發明將參考所附圖示來說明： 圖1顯示根據本發明之a-Si:H多層太陽霉池之第一實 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------------IT------f — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4·〉 例的槪要切面部分， 圖2顯示根據本發明之a-Si:H多靥太陽霄池之第二實 例的概要切面部分。 園1顯示多重太陽®池1.包含原氳化非結晶態矽（i_ Si)之***平行層2,3,4,為氫化非結晶η型矽（n-Si)之 靥5,6所包圍之上述各層2,3,4,及氫化非結晶態P型 矽（P-Si)之層7,8。對於層2 -凹槽面之横切已形成，它 的壁10,12及9.11已被摻雜，以形成相對的非結晶態 π - Si 15和非結晶態P-Si。在凹漕中•金颺接觸點13, 14己由 相對輿非結晶態n - Si 15及P-S 16之直接接觸所提 供。由本質靥2-3之偶發光線衍生之載體向n-Si層5,6或 P-Si層7,8相對地擴散，其取決於倍號，且藉由相對的 層5-8間金臑接觸點13,14傅送，該金靥接觸點因此可提 供一光電流給一相連罨路（未顯示）。太陽電池1已以重 覆型態在層的方向延伸，如此用以提供一多重太陽電池 於單一底質（未顯示）上•此太限霣池之接觸點為串聯。 太陽笛池/可以重覆四値連鑛相互交叠之非結晶態矽層 之順序，在輿各層横切之方向輕易地延伸。 圈2顯示根據本發明之另一多重太陽電池21之簧施例 。此電池21大致上有與圖1中顯示的太陽霣池1相同的 結構。相對應的部分已用相對應的參考符號標示。圖2 顯示的太陽電池21之結構的優點是於輸送相對應橄晶矽 25,26小層之非結晶態！1-5丨與9-5丨層5,6及7,8之電流中 形成.於是大大地減少了逭些層的電阻。更進一步的減 少電池21之電阻已藉相對地摻入撤晶η型矽35及p型矽 36於凹槽壁10,12及9,11中來達成。 本紙張尺度適用中國國家標準（C:NS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
Claims (1)
- 經濟部中央梂準局WC工消費合作社印裂 280951 bI C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種太陽電池，包括至少3値實質的薄睽平行矽層， 相互堆叠，及至少二個導體與至少該2個層作電接觸 ，該導體於實質上由該層横切之方向延伸，其特擻在 於薄膜靥包含非結晶態矽（a-Si)。 2. 如申請專利範圍第1項之太陽霣池.其中薄膜層由p 型非結晶態矽（P-Si),原非結晶態矽（i-Si)及η型非 結晶態矽（n-Si>相對地提供，以公式（I)所給的顒序： p-Si,(i-Si,n-Si,i-Si,p-Si)x =, i-Si,n~SI (I) 其中x是數字0或自然數，各該導體之一提供各該 P-Si層給一霉接觸點，S —導腰刖提供各n-Si層給一 電接觸點。 3. 如申請專利範圍第2項之太賜轚池，其中0忘xS5。 4. 如申請專利範圍第2或第3項之太陽電池，其中每個 薄膜層之厚度較各該層中介質擴散長度小。 5. 如申請專利範圍第2或3項之太陽電池，其中定量之 P型結晶矽提供於一 P-Si層之内。 6. 如申請專利範困第2或3項之太陽電池，其中定量之 η型結晶矽提供於一 n-Si層之内。 7. 如申請専利範圍第1或2項之太陽霣池，其中a - Si為與 氫化合。 8. 如申讅專利範圍第7項之太陽霣池，其中a-Si中氫（H) 之濃度對Si而言約為1%。 9. 如申請專利範圍第1或2項之太陽電池，其中a -Si摻有由鍺 (Ge),碩（C)和前述材料組合中選出的一材料。 10. 如申謓專利範圔第1或2項之太陽電池，其中a - Si摻有光 學上活潑的雜質。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規私· (7210_X297公釐） ---------Ά------1T------^ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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