專利名稱：利用硼參雜制作p型非晶半導(dǎo)體以改善穿隧效應(yīng)膜層的制作方法
利用硼參雜制作P型非晶半導(dǎo)體以改善穿隧效應(yīng)膜層技術(shù)領(lǐng)域
本方法是將薄膜太陽能中的技術(shù)核心PECVD的傳片技術(shù)，是屬于制作非晶硅與微晶硅的重要技術(shù)，其可以在PECVD腔體內(nèi)制作P.1. N型半導(dǎo)體薄膜且可以依腔體內(nèi)部的壓力、溫度、氣體流量等參數(shù)，制作出非晶硅以及微晶硅，而此發(fā)明的技術(shù)則是著重在于非晶娃與微晶娃兩者在堆疊時遇到的穿隧效應(yīng)tunnel junction作一個改善,可以讓電子電洞傳送正常，讓電流能夠順利傳出以提高整體太陽能薄層的Voc及Jsc以及FF值。
背景技術(shù)：
目前，業(yè)界對于薄膜太陽能電池中已有許多的研究，其中制作關(guān)鍵的太陽能薄膜的技術(shù)則有PECVD、HWCVD, LPCVD等多種，目前技術(shù)較為純熟且已應(yīng)用于量產(chǎn)的則是以 PECVD為主，而由PECVD制作的太陽能膜層則是多以非晶硅以及微晶硅的膜層較為居多，在 PECVD腔體內(nèi)部則藉由調(diào)整氣體總流量、RF power、制程壓力、電極與glass間距以及溫度等條件去制作，而制作出來的非晶硅P.1. N型半導(dǎo)體其主要在光譜上面是吸收其可見光的部分，約是從30(T850nm的光譜，而PECVD也可制作微晶硅的P.1. N型半導(dǎo)體，其主要可以制作出微晶相外，也可以吸收50(Tll00nm為紅外光的光譜，故業(yè)界及學(xué)術(shù)界無不一希望將這兩種技術(shù)結(jié)合起來，制作出非晶硅與微晶硅同在可以吸收可見光與紅外光的技術(shù)，故制作出Tandem solar cell,但是要將非晶娃與微晶娃兩者結(jié)合并不容易，主要是因為非晶娃的N型半導(dǎo)體與微晶娃的P型半導(dǎo)體兩者之間會在結(jié)合產(chǎn)生內(nèi)建電場，此內(nèi)建電場會破壞電子與電洞的流向，故此發(fā)明就是要將內(nèi)建電場影響范圍縮小，故制作出一層薄層來作電子電洞的recombination,要制作出有defect的膜層讓recombination rate提高，可以縮小內(nèi)建電場，并讓原先第一層非晶硅中P型非晶半導(dǎo)體出來的電洞與第二層微晶硅中的N 型非晶半導(dǎo)體出來的電子可以正常穿隧流通，故能提高太陽能薄膜電池效率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的是利用硼參雜制作P型非晶半導(dǎo)體以改善穿隧效應(yīng)膜層。其主要是在PECVD腔體內(nèi)進行制程，先由PECVD腔體制作非晶硅P.1. N型半導(dǎo)體薄膜，藉由調(diào)整腔體的溫度(控制約200C)、制程壓力(低壓)、氣體流量、電極與玻璃間距、以及RF power (低Power)等參數(shù),制作成第一層P型非晶半導(dǎo)體、第二層I型非晶半導(dǎo)體、第三層 N型非晶半導(dǎo)體三層，接著就是本發(fā)明，在N型微晶半導(dǎo)體后，利 用硼參雜制作P型非晶半導(dǎo)體，其控制硼所參雜的含量來制作有間隙的非晶半導(dǎo)體，由于在穿隧效應(yīng)中，要將兩層之間的N/P鍵結(jié)產(chǎn)生的內(nèi)建電場縮小，因此要制作有defect的薄膜，讓載子在內(nèi)部能夠作 recombination,且要讓recombination rate增快,才可以將內(nèi)建電場縮小,而制作硼參雜的P型非晶半導(dǎo)體，因為是非晶結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部缺陷嚴重，且此層不需要太厚，故可以保持穿透率也較高，讓光能夠容易進入到第二層的非晶硅內(nèi)，此外其也有較低的電阻值，故適合用作于穿隧效應(yīng)用，且在制作完本發(fā)明P型非晶半導(dǎo)體后，可以馬上連接P型微晶半導(dǎo)體，兩者之間的界面恰當，接著再制作微晶的I型半導(dǎo)體及非晶的N型半導(dǎo)體后，及完成此薄膜太陽能核心部分，接著再制作背電極即可得其發(fā)電效率，而此發(fā)明的P型非晶半導(dǎo)體因為放置于穿隧效應(yīng)中，可以消彌N/P內(nèi)建電場，可以讓電子電洞流通順利，故可以提高太陽能薄膜電池效率。
具體實施方式
茲將本發(fā)明配合附圖，詳細說明如下所示請參閱第一圖，為本發(fā)明利用硼參雜制作P型非晶半導(dǎo)體以改善穿隧效應(yīng)膜層，由圖中可知，當TCO玻璃2由滾輪I傳置到PECVD 腔體內(nèi)部時，會由Pump 4抽氣至底壓,接著氣體從氣流孔8流入到showerhead 7并且擴散到腔體內(nèi)，隨后由蝶閥5控制制程壓力，并且RF power 9開啟電漿進行制程，當完成后Slit valve 6會將玻璃傳送出去，而在這個PECVD腔體內(nèi)就是制作P型非晶、I型非晶、N型微晶、 P型非晶(此為本發(fā)明硼參雜的P型非晶半導(dǎo)體)在此制程中就是利用B2H6，硅烷及氫氣制作、P型微晶、I型微晶、N型非晶，完成后即完成此制程。
請參閱第二圖，此為本發(fā)明利用硼參雜制作P型非晶半導(dǎo)體以改善穿隧效應(yīng)膜層，首先由膜面粗糙的TCO制作P型非晶半導(dǎo)體，隨后制作I型非晶半導(dǎo)體及N型微晶半導(dǎo)體，隨后則開始制作硼參雜的P型非晶半導(dǎo)體薄膜，此膜層由于是非晶相，所以其defect較高，可以提升recombination rate速度,且會讓內(nèi)建電場縮小,且穿透率較高及與下一層的 P型微晶半導(dǎo)體介面較佳，故此發(fā)明可以改善穿隧效應(yīng)，而隨后制作完I型微晶與N型非晶及金屬電極后則完成此制程，其插入一層薄膜的P型非晶半導(dǎo)體，可以改善穿隧效應(yīng)，藉此可以提升太陽能的Jsc，提升太陽能效率。
以上說明，對本發(fā)明而言只是說明性的，非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解， 在不脫 離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修正、變化或等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。


下面是結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明，圖1 是本發(fā)明之PECVD制程方式示意圖，圖2是本發(fā)明之制程膜層示意圖。
主要元件符號說明1…傳動滾輪2…TCO玻璃3…定位Sensor4…抽氣Pump5 …蝶閥 6…Slit valve7... Showerhead8…氣流孔 9…RF power supply。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明主要目的是利用硼參雜制作P型非晶半導(dǎo)體以改善穿隧效應(yīng)膜層，其主要是在PECVD腔體內(nèi)進行制程，先由PECVD腔體制作非晶硅P.1. N型半導(dǎo)體薄膜，藉由調(diào)整腔體的溫度(控制約200C)、制程壓力(低壓)、氣體流量、電極與玻璃間距、以及RFpower (低Power)等參數(shù),制作成第一層P型非晶半導(dǎo)體、第二層I型非晶半導(dǎo)體、第三層N型非晶半導(dǎo)體三層，接著就是本發(fā)明，在N型微晶半導(dǎo)體后，利用硼參雜制作P型非晶半導(dǎo)體，其控制硼所參雜的含量來制作有間隙的非晶半導(dǎo)體，由于在穿隧效應(yīng)中，要將兩層之間的N/P鍵結(jié)產(chǎn)生的內(nèi)建電場縮小，因此要制作有defect的薄膜，讓載子在內(nèi)部能夠作recombination,且要讓recombination rate增快,才可以將內(nèi)建電場縮小,而制作硼參雜的P型非晶半導(dǎo)體，因為是非晶結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部缺陷嚴重，且此層不需要太厚，故可以保持穿透率也較高，讓光能夠容易進入到第二層的非晶硅內(nèi)，此外其也有較低的電阻值，故適合用作于穿隧效應(yīng)用，且在制作完本發(fā)明P型非晶半導(dǎo)體后，可以馬上連接P型微晶半導(dǎo)體，兩者之間的界面恰當，接著再制作微晶的I型半導(dǎo)體及非晶的N型半導(dǎo)體后，及完成此薄膜太陽能核心部分，接著再制作背電極即可得其發(fā)電效率，而此發(fā)明的P型非晶半導(dǎo)體因為放置于穿隧效應(yīng)中，可以消彌N/P內(nèi)建電場，可以讓電子電洞流通順利，故可以提高太陽能薄膜電池效率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用硼參雜制作P型非晶半導(dǎo)體以改善穿隧效應(yīng)膜層，其中在腔體內(nèi)的蝶閥可以控制氣體制程壓力，當氣體壓力需要控制高壓時，其蝶閥可以將開度縮小，讓氣體可以充滿腔體內(nèi)達到高壓以便能夠進行制程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用硼參雜制作P型非晶半導(dǎo)體以改善穿隧效應(yīng)膜層，其Showerhead分成三層設(shè)計，第一層與第二層為筆直狀，但其是交錯設(shè)計，而第三層為漏斗狀，可以將氣體均勻擴散到TCO玻璃表面上，并由RF power開啟電漿進行制程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用硼參雜制作P型非晶半導(dǎo)體以改善穿隧效應(yīng)膜層，其在第一層top非晶硅與第二層bottom微晶硅當中制作了參雜硼的P型非晶薄膜半導(dǎo)體，其P型非晶薄膜半導(dǎo)體本身受到硼參雜，故其電阻值較低，且此設(shè)計較薄的半導(dǎo)體膜層，故其厚度較薄，穿透性較佳，而且其非晶的defect較大,可以讓載子進行recombination,且因為有defect,故recombination rate較高，且會造成N/P的內(nèi)建電場縮小，藉此可以讓topcell與bottom cell之間穿隧效應(yīng)改善。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用硼參雜制作P型非晶半導(dǎo)體以改善穿隧效應(yīng)膜層，其P型非晶半導(dǎo)體與bottom cell之間的P型微晶半導(dǎo)體，之間的界面較佳，且其兩者之間的界面致密性佳，且穿透率高，可以讓光能夠順利的進入到微晶硅內(nèi)部，藉此可以讓Jsc提高，以提高太陽能薄膜電池的效率。
全文摘要
本發(fā)明是利用硼參雜制作P型非晶半導(dǎo)體以改善穿隧效應(yīng)膜層。其主要是在PECVD內(nèi)進行，先制作非晶硅P.I.N型半導(dǎo)體薄膜，制作P、I、N型非晶三層，接著本發(fā)明，在N型微晶半導(dǎo)體后，利用硼參雜作P型非晶，控制硼參雜制作非晶，由于穿隧效應(yīng)中，要將兩層之間的N/P鍵結(jié)產(chǎn)生電場縮小，故制作缺陷薄膜，讓載子在內(nèi)部作復(fù)合，將內(nèi)建電場縮小，硼參雜的P型非晶結(jié)構(gòu)，內(nèi)部缺陷嚴重，此層較薄可保持高穿透率，讓光易進入I層非晶硅內(nèi)，較低電阻值作穿隧效應(yīng)，完成P型非晶后，連接P型微晶，兩者界面恰當，再作微晶I型及非晶N型后，完成薄膜太陽能，再作背電極得發(fā)電效率，此發(fā)明P型半導(dǎo)體于穿隧效應(yīng)中可讓電子電洞流通順利，故可提高太陽能薄膜電池效率。
文檔編號H01L31/20GK103022269SQ20111028372
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者戴嘉男, 劉幼海, 劉吉人 申請人:吉富新能源科技(上海)有限公司