專(zhuān)利名稱：具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池，特別是涉及一種具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池。
背景技術(shù)：
圖1為現(xiàn)有習(xí)知一種薄膜太陽(yáng)能電池的剖面示意圖。請(qǐng)參考圖1，薄膜太陽(yáng)能電池 100包括一對(duì)基板112、114、二透明導(dǎo)電層122、124、一 N型半導(dǎo)體層130、一 P型半導(dǎo)體層 140與一非晶硅層150。非晶硅層150位于N型半導(dǎo)體層130與P型半導(dǎo)體層140之間。N 型半導(dǎo)體層130位于非晶硅層150與透明導(dǎo)電層122之間，而P型半導(dǎo)體140位于非晶硅 層150與透明導(dǎo)電層124之間，如圖1所示。此外，透明導(dǎo)電層122、124、N型半導(dǎo)體層130、 P型半導(dǎo)體層140與非晶硅層150夾設(shè)于基板112、114之間。承上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)陽(yáng)光160由外側(cè)照射至薄膜太陽(yáng)能電池100時(shí)，如靠近P型半導(dǎo) 體層的一側(cè)，位于N型半導(dǎo)體層130與P型半導(dǎo)體層140之間的非晶硅層150適于受光能 而產(chǎn)生自由電子-電洞對(duì)，并藉由N型半導(dǎo)體層130與P型半導(dǎo)體層140形成的內(nèi)電場(chǎng)使 電子與電洞會(huì)分別往兩層移動(dòng)，而產(chǎn)生一種電能的儲(chǔ)存形態(tài)，此時(shí)若外加負(fù)載電路或電子 裝置，便可提供電能而使電路或裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，為了提高太陽(yáng)能電池100的光電轉(zhuǎn)換效率，通常會(huì)在基板112與透明導(dǎo) 電層122之間配置一反射電極170，如此一來(lái)，光線穿透N型半導(dǎo)體層130后會(huì)再被反射電 極170反射回非晶硅層150，以提高光線的利用率，而可提升太陽(yáng)能電池100的光電轉(zhuǎn)換效率。然而，目前在提升薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率上仍有其所面臨的瓶頸，因此， 如何能更進(jìn)一步提升薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率一直是眾人所關(guān)注的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而 亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問(wèn)題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決之道， 但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn)適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒(méi)有適切結(jié)構(gòu)能夠解決上述問(wèn) 題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng) 能電池，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。有鑒于上述現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造 多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新 型的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池，使其更具有實(shí)用性。經(jīng) 過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池存在的缺陷，而提供一種新型的 具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其進(jìn)一步分離半導(dǎo)體堆棧層受光后 所 產(chǎn)生的自由電子-電洞對(duì)，使其電性具有較佳的表現(xiàn)，非常適于實(shí)用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種具有場(chǎng)板(field plate)的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于其包括基板；第一導(dǎo)電 層，配置于所述基板上，并具有第一開(kāi)口以暴露至少部分所述基板；半導(dǎo)體堆棧層，配置于 所述第一導(dǎo)電層上，并具有第二開(kāi)口以暴露至少部分所述第一導(dǎo)電層，且所述半導(dǎo)體堆棧 層透過(guò)所述第一開(kāi)口而與該基板實(shí)體連接，其中當(dāng)所述半導(dǎo)體堆棧層受光后，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn) 生自由電子-電洞對(duì)；第二導(dǎo)電層，配置于所述半導(dǎo)體堆棧層上，并具有第三開(kāi)口以暴露出 至少部分所述半導(dǎo)體堆棧層，其中所述第二導(dǎo)電層透過(guò)所述第二開(kāi)口而與所述第一導(dǎo)電層 實(shí)體連接；介電層，配置于所述第二導(dǎo)電層上，并透過(guò)所述第三開(kāi)口而與所述半導(dǎo)體堆棧層 實(shí)體連接以及場(chǎng)板，配置于所述介電層上，并位于對(duì)應(yīng)所述第一開(kāi)口、所述第二開(kāi)口與所 述第三開(kāi)口至少其一的位置上，其中所述場(chǎng)板會(huì)提供電場(chǎng)，以分離所述自由電子-電洞對(duì)。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其中當(dāng)部分所述第二開(kāi)口與所述第三開(kāi)口是 位于相同位置時(shí)，所述半導(dǎo)體堆棧層與所述第二導(dǎo)電層會(huì)同時(shí)暴露出所述第一導(dǎo)電層，且 所述介電層會(huì)透過(guò)所述第二開(kāi)口與所述第三開(kāi)口而與所述第一導(dǎo)電層實(shí)體連接。前述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其中所述的第一導(dǎo)電層為透明導(dǎo)電層，其材 質(zhì)包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、銦錫鋅氧化物、氧化鋅、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、鎘銦氧 化物、鎘鋅氧化物、鎵鋅氧化物及錫氟氧化物等至少其一，而所述第二導(dǎo)電層包含反射層與 透明導(dǎo)電層至少其一。前述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其中所述的第二導(dǎo)電層為透明導(dǎo)電層，其材 質(zhì)包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、銦錫鋅氧化物、氧化鋅、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、鎘銦氧 化物、鎘鋅氧化物、鎵鋅氧化物及錫氟氧化物等至少其一，而所述第一導(dǎo)電層包含反射層與 透明導(dǎo)電層至少其一。前述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其中所述的第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層至 少其一的表面為凹凸結(jié)構(gòu)(texture)。前述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其中所述的半導(dǎo)體堆棧層為p-n接面、p-i-n 接面、p-i-p接面與n-i-n接面至少其一的半導(dǎo)體堆棧結(jié)構(gòu)。前述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其中所述的半導(dǎo)體堆棧層的材質(zhì)包含有非晶 硅、多晶硅與微晶硅至少其一，或其組合。前述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其中所述的半導(dǎo)體堆棧層摻雜有鍺合金材料 或碳元素。前述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其中所述的第一開(kāi)口的寬度實(shí)質(zhì)上介于 10-100 μ m,而所述第二開(kāi)口與所述第三開(kāi)口的寬度實(shí)質(zhì)上介于10-100 μ m。前述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其中所述的基板為玻璃基板，而其尺寸實(shí)質(zhì) 上大于等于100cm2。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上可知，為達(dá)到上述目 的，本發(fā)明提供了一種具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其可進(jìn)一步分離半導(dǎo)體堆棧層受光后 所產(chǎn)生的自由電子-電洞對(duì)，使其電性具有較佳的表現(xiàn)。本發(fā)明提出的一種具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其包括基板、第一導(dǎo)電層、半導(dǎo)體 堆棧層、第二導(dǎo)電層、介電層以及場(chǎng)板。第一導(dǎo)電層配置于基板上，并具有第一開(kāi)口以暴露 至少部分基板。半導(dǎo)體堆棧層配置于第一導(dǎo)電層上，并具有第二開(kāi)口以暴露至少部分第一導(dǎo)電層。半導(dǎo)體堆棧層透過(guò)第一開(kāi)口而與基板實(shí)體連接。當(dāng)半導(dǎo)體堆棧層受光后，其內(nèi)部 會(huì)產(chǎn)生自由電子一電洞對(duì)。第二導(dǎo)電層配置于半導(dǎo)體堆棧層上，并具有第三開(kāi)口以暴露出 至少部分半導(dǎo)體堆棧層。第二導(dǎo)電層透過(guò)第二開(kāi)口而與第一導(dǎo)電層實(shí)體連接。介電層配置 于第二導(dǎo)電層上，并透過(guò)第三開(kāi)口而與半導(dǎo)體堆棧層實(shí)體連接。場(chǎng)板配置于介電層上，并位 于對(duì)應(yīng)第一開(kāi)口、第二開(kāi)口與第三開(kāi)口至少其一的位置上，其中場(chǎng)板會(huì)提供電場(chǎng)，以分離自 由電子-電洞對(duì)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中 ，當(dāng)部分第二開(kāi)口與第三開(kāi)口是位于相同位置時(shí)，半導(dǎo)體 堆棧層與第二導(dǎo)電層會(huì)同時(shí)暴露出第一導(dǎo)電層，且介電層會(huì)透過(guò)第三開(kāi)口而與第一導(dǎo)電層 實(shí)體連接。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一導(dǎo)電層為透明導(dǎo)電層，其材質(zhì)包括銦錫氧化物、銦鋅 氧化物、銦錫鋅氧化物、氧化鋅、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、鎘銦氧化物、鎘鋅氧化物、鎵鋅氧 化物及錫氟氧化物等至少其一，而第二導(dǎo)電層包含反射層與透明導(dǎo)電層至少其一。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第二導(dǎo)電層為透明導(dǎo)電層，其材質(zhì)包括銦錫氧化物、銦鋅 氧化物、銦錫鋅氧化物、氧化鋅、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、鎘銦氧化物、鎘鋅氧化物、鎵鋅氧 化物及錫氟氧化物等至少其一，而第一導(dǎo)電層包含反射層與透明導(dǎo)電層至少其一。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層至少其一的表面為凹凸結(jié)構(gòu) (texture)在本發(fā)明的一實(shí)施例中，半導(dǎo)體堆棧層為p-n接面、p-i-n接面、p-i-p接面與 n-i-n接面至少其一的半導(dǎo)體堆棧結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，半導(dǎo)體堆棧層的材質(zhì)包含有非晶硅、多晶硅與微晶硅至 少其一，或其組合。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，半導(dǎo)體堆棧層摻雜有鍺合金材料或碳元素。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一開(kāi)口的寬度實(shí)質(zhì)上介于10-100 μ m,而第二開(kāi)口與第 三開(kāi)口的寬度實(shí)質(zhì)上介于10-100 μ m在本發(fā)明的一實(shí)施例中，基板為玻璃基板，而其尺寸實(shí)質(zhì)上大于等于100cm2。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益 效果本發(fā)明由于具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池將場(chǎng)板設(shè)置于介電層上，并藉由場(chǎng)板提供一 相似于半導(dǎo)體堆棧層內(nèi)部電場(chǎng)方向的外加電場(chǎng)，以加快分離半導(dǎo)體堆棧層內(nèi)部因照光而產(chǎn) 生的自由電子_電洞對(duì)，進(jìn)而可提升薄膜太陽(yáng)能電池的電性特性，如光電轉(zhuǎn)換效率。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，包括基板、第一導(dǎo)電 層、半導(dǎo)體堆棧層、第二導(dǎo)電層、介電層及場(chǎng)板。第一導(dǎo)電層、半導(dǎo)體堆棧層、第二導(dǎo)電層、介 電層及場(chǎng)板依序配置于基板上。第一導(dǎo)電層具有暴露基板的第一開(kāi)口。半導(dǎo)體堆棧層具有 暴露第一導(dǎo)電層的第二開(kāi)口，并透過(guò)第一開(kāi)口與基板實(shí)體連接。第二導(dǎo)電層具有暴露出半 導(dǎo)體堆棧層的第三開(kāi)口，并透過(guò)第二開(kāi)口與第一導(dǎo)電層實(shí)體連接。介電層透過(guò)第三開(kāi)口與 半導(dǎo)體堆棧層實(shí)體連接。場(chǎng)板位于相對(duì)第一、第二與第三開(kāi)口至少其一的介電層上。場(chǎng)板 會(huì)提供電場(chǎng)以進(jìn)一步分離半導(dǎo)體堆棧層內(nèi)部所產(chǎn)生的自由電子-電洞對(duì)。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用 的新設(shè)計(jì)。上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1為現(xiàn)有習(xí)知的一種薄膜太陽(yáng)能電池的剖面示意圖。
圖2為本發(fā)明一實(shí)施例具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池的剖視圖。圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池的剖視圖。100:薄膜太陽(yáng)能電池112、114、210 基板122:透明導(dǎo)電層130 :N型半導(dǎo)體層140 =P型半導(dǎo)體層150 非晶硅層160:陽(yáng)光170:反射電極200 具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池 202 光線220:第一導(dǎo)電層222:第一開(kāi)口230:半導(dǎo)體堆棧層232:第二開(kāi)口240:第二導(dǎo)電層242:第三開(kāi)口250:介電層260 場(chǎng)板270 絕緣區(qū)
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池其具體實(shí)施方式
、結(jié) 構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí) 施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚的呈現(xiàn)。為了方便說(shuō)明，在以下的實(shí)施例中，相同的元件以相同 的編號(hào)表示。請(qǐng)參閱圖2所示，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池的局部剖視 圖。請(qǐng)參考圖2，具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池200包括基板210、第一導(dǎo)電層220、半導(dǎo)體堆 棧層230、第二導(dǎo)電層240、介電層250以及場(chǎng)板260。第一導(dǎo)電層220配置于基板210上，并具有第一開(kāi)口 222以暴露出至少部分基板 210。在本實(shí)施例中，基板210例如是玻璃基板，而其尺寸例如是大于等于100cm2。此外，第 一導(dǎo)電層220例如是透明導(dǎo)電層，而其材質(zhì)包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、銦錫鋅氧化物、 氧化鋅、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、鎘銦氧化物、鎘鋅氧化物、鎵鋅氧化物及錫氟氧化物等至 少其一。半導(dǎo)體堆棧層230配置于第一導(dǎo)電層220上，并具有第二開(kāi)口 232以暴露至少部 分第一導(dǎo)電層220。半導(dǎo)體堆棧層230透過(guò)第一開(kāi)口 222而與基板210實(shí)體連接。當(dāng)半導(dǎo) 體堆棧層230受光后，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生自由電子_電洞對(duì)。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體堆棧層230 可以是p-n接面(p-n junction)與p-i-n接面(p-i-n junction)至少其一的半導(dǎo)體堆棧 結(jié)構(gòu)，意即半導(dǎo)體堆棧層230可以是采用P型半導(dǎo)體層、本質(zhì)層與N型半導(dǎo)體層堆棧而成， 且其堆棧結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)也可以是P-i-n堆棧于p-i-n的方式。在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體堆棧層230也可以是p-i-p接面或n-i-n接面(p-i-n junction)至少其一的半導(dǎo)體堆棧結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，上述的半導(dǎo)體堆棧層230的材質(zhì)可以是包含非晶硅、多晶硅與微晶硅至少其一，或其組合。換言之，具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池200可以是多晶硅薄膜太陽(yáng) 能電池、非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池或微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池。此外，上述的半導(dǎo)體堆棧層230 更可以摻雜有鍺合金材料或碳元素，以使半導(dǎo)體堆棧層230具有不同的能隙，而可吸收不 同波長(zhǎng)范圍的光線并將其轉(zhuǎn)換成電能。第二導(dǎo)電層240配置于半導(dǎo)體堆棧層230上，并具有第三開(kāi)口 242以暴露出至少 部分半導(dǎo)體堆棧層230。第二導(dǎo)電層240透過(guò)第二開(kāi)口 232而與第一導(dǎo)電層220實(shí)體連 接。在本實(shí)施例中，第二導(dǎo)電層240例如是透明導(dǎo)電層，而其材質(zhì)包括銦錫氧化物、銦鋅氧 化物、銦錫鋅氧化物、氧化鋅、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、鎘銦氧化物、鎘鋅氧化物、鎵鋅氧化 物及錫氟氧化物等至少其一。換言之，當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電層220與第二導(dǎo)電層240皆為透明導(dǎo)電 層時(shí)，半導(dǎo)體堆棧層230適于吸收來(lái)自兩側(cè)光線202并轉(zhuǎn)換成電能。在一實(shí)施例中，第一導(dǎo)電層220可以是反射層(未繪示)與透明導(dǎo)電層(未繪示) 的迭層結(jié)構(gòu)，此時(shí)第二導(dǎo)電層240需為透明導(dǎo)電層，其中反射層位于透明導(dǎo)電層與基板210 之間，且反射層的材質(zhì)例如是使用銀或鋁之類(lèi)反射性較佳的金屬。如此，光線202便僅能由 第二導(dǎo)電層240的一側(cè)進(jìn)入，在通過(guò)第二導(dǎo)電層后傳遞至半導(dǎo)體堆棧層230，以使半導(dǎo)體堆 棧層230受光而產(chǎn)生自由電子-電洞對(duì)，而部分未被半導(dǎo)體堆棧層230所吸收的光線202 會(huì)穿透半導(dǎo)體堆棧層230，并被第一導(dǎo)電層220的反射層結(jié)構(gòu)所反射，而再次的傳遞回半導(dǎo) 體堆棧層230，以提高光線的利用率，進(jìn)而可提升薄膜太陽(yáng)能電池200的光電轉(zhuǎn)換效率。在另一實(shí)施例中，上述的第一導(dǎo)電層220可以是僅采用透明導(dǎo)電層的設(shè)計(jì)，而第 二導(dǎo)電層240可以是采用上述反射層與透明導(dǎo)電層的迭層結(jié)構(gòu)。如此一來(lái)，光線202則會(huì) 從第一導(dǎo)電層220的一側(cè)進(jìn)入而傳遞至半導(dǎo)體堆棧層230。同理，采用此設(shè)計(jì)也會(huì)形成如上 述單面受光的結(jié)構(gòu)。換言之，當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電層220與第二導(dǎo)電層240皆為透明導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)時(shí)，具有場(chǎng)板的 薄膜太陽(yáng)能電池200則是采用雙面照光的設(shè)計(jì)。而當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電層220與第二導(dǎo)電層240其 中之一為透明導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)，另一為反射層與透明導(dǎo)電層的堆棧結(jié)構(gòu)時(shí)，具有場(chǎng)板的薄膜太 陽(yáng)能電池200則是采用單面照光的設(shè)計(jì)，其中具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池200是采用何種 設(shè)計(jì)端視使用者的需求而定，上述僅為舉例說(shuō)明。值得一提的是，上述的第一導(dǎo)電層220與第二導(dǎo)電層240至少其一的表面為凹凸 結(jié)構(gòu)(texture structure)，如此，可有效提高光線202傳遞至半導(dǎo)體堆棧層230的效率。介電層250配置于第二導(dǎo)電層240上，并透過(guò)第三開(kāi)口 242而與半導(dǎo)體堆棧層230 實(shí)體連接。在本實(shí)施例中，介電層250可為單層或多層結(jié)構(gòu)，且其材質(zhì)例如是無(wú)機(jī)材質(zhì)(如 氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化鉿、氧化鋁、或其它材質(zhì)、或上述的組合)、有機(jī)材質(zhì) (如光阻、苯并環(huán)丁烯(enzocyclobutane，BCB)、環(huán)烯類(lèi)、聚酰亞胺類(lèi)、聚酰胺類(lèi)、聚酯類(lèi)、 聚醇類(lèi)、聚環(huán)氧乙烷類(lèi)、聚苯類(lèi)、樹(shù)脂類(lèi)、聚醚類(lèi)、聚酮類(lèi)、或其它材料、或上述的組合)、或高 分子聚合物，或上述的組合。本實(shí)施例以二氧化硅或是氮化硅為例，但不限于此。場(chǎng)板260配置于介電層250上，并位于對(duì)應(yīng)第一開(kāi)口 222、第二開(kāi)口 232與第三開(kāi) 口 242至少其一的位置上，其中場(chǎng)板260會(huì)提供電場(chǎng)，以分離自由電子-電洞對(duì)。在本實(shí)施 例中，場(chǎng)板260主要是提供一外加電場(chǎng)于半導(dǎo)體堆棧層230內(nèi)，藉以加快分離半導(dǎo)體堆棧層230內(nèi)因受光而產(chǎn)生的自由電子-電洞對(duì)，進(jìn)而可提升薄膜太陽(yáng)能電池200的電性特性(如 光電轉(zhuǎn)換效率)。在本實(shí)施例中，場(chǎng)板260設(shè)置于介電層250的位置主要是選在對(duì)應(yīng)第一開(kāi) 口 222、第二開(kāi)口 232與第三開(kāi)口 242至少其一的位置上，并使場(chǎng)板260所形成的電場(chǎng)方向 與半導(dǎo)體堆棧層230內(nèi)部的內(nèi)電場(chǎng)方向相似，如此一來(lái)，將可加快分離半導(dǎo)體堆棧層230內(nèi) 因受光而產(chǎn)生的自由電子-電洞對(duì)，而具有上述提及的優(yōu)點(diǎn)。在本實(shí)施例中，第一開(kāi)口 222、第二開(kāi)口 232與第三開(kāi)口 242的寬度可以是介于 10-100 μ m，其中本實(shí)施例是以第一開(kāi)口 222的寬度為30 μ m，而第二開(kāi)口 232與第三開(kāi)口 242的寬度為60 μ m為舉例說(shuō)明，但不限于此。一般而言，第一開(kāi)口 222、第二開(kāi)口 232、第三 開(kāi)口 242主要是因?yàn)檫M(jìn)行雷射圖案化制程時(shí)所形成的，因此開(kāi)口 222、232、242的寬度是取 決于激光束的尺寸，換言之，當(dāng)使用者使用其它的雷射機(jī)臺(tái)時(shí)，其開(kāi)口 222、232、242也可能 是其它數(shù)值。在本實(shí)施例中，具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池200更包括一絕緣區(qū)270。一般來(lái)說(shuō)， 形成上述的膜層220、230、240、250、260于基板110之后，接著會(huì)進(jìn)行絕緣制程(isolation process)以于薄膜太陽(yáng)能電池200的周?chē)纬山^緣區(qū)270，其中形成此絕緣區(qū)270的方式 例如是采用雷射移除技術(shù)、玻璃磨邊機(jī)或化學(xué)機(jī)械拋光制程以移除位于外圍區(qū)270上的膜層。請(qǐng)參閱圖3所示，圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池的剖視圖。在另一實(shí)施例中，當(dāng)部分第二開(kāi)口 232與第三開(kāi)口 242是位于相同位置時(shí)，半導(dǎo)體 堆棧層230與第二導(dǎo)電層240會(huì)同時(shí)暴露出第一導(dǎo)電層220，且介電層250會(huì)透過(guò)第三開(kāi) 口 242而與第一導(dǎo)電層220實(shí)體連接，而形成如圖3所繪示的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池 200a。在薄膜太陽(yáng)能電池200a中，場(chǎng)板260的位置也可以采用上述的設(shè)計(jì)，如此一來(lái)，薄膜 太陽(yáng)能電池200a也可具有上述薄膜太陽(yáng)能電池200所描述的優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，上述具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池至少具有下列優(yōu)點(diǎn)。首先，透過(guò)對(duì)第一 導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層的膜層設(shè)計(jì)，可使薄膜太陽(yáng)能電池在雙面照光或單面照光時(shí)，具有較 佳的光利用率，以可提高薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。此外，場(chǎng)板設(shè)置于介電層上，可 藉由場(chǎng)板提供一相似于半導(dǎo)體堆棧層內(nèi)部電場(chǎng)方向的外加電場(chǎng)，如此可加快分離半導(dǎo)體堆 棧層內(nèi)部因照光而產(chǎn)生的自由電子-電洞對(duì)，進(jìn)而可提升薄膜太陽(yáng)能電池的電性特性。以上所述，僅是 本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾 為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì) 對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于其包括基板；第一導(dǎo)電層，配置于所述基板上，并具有第一開(kāi)口以暴露至少部分所述基板；半導(dǎo)體堆棧層，配置于所述第一導(dǎo)電層上，并具有第二開(kāi)口以暴露至少部分所述第一導(dǎo)電層，且所述半導(dǎo)體堆棧層透過(guò)所述第一開(kāi)口而與該基板實(shí)體連接，其中當(dāng)所述半導(dǎo)體堆棧層受光后，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生自由電子-電洞對(duì)；第二導(dǎo)電層，配置于所述半導(dǎo)體堆棧層上，并具有第三開(kāi)口以暴露出至少部分所述半導(dǎo)體堆棧層，其中所述第二導(dǎo)電層透過(guò)所述第二開(kāi)口而與所述第一導(dǎo)電層實(shí)體連接；介電層，配置于所述第二導(dǎo)電層上，并透過(guò)所述第三開(kāi)口而與所述半導(dǎo)體堆棧層實(shí)體連接；以及場(chǎng)板，配置于所述介電層上，并位于對(duì)應(yīng)所述第一開(kāi)口、所述第二開(kāi)口與所述第三開(kāi)口至少其一的位置上，其中所述場(chǎng)板會(huì)提供電場(chǎng)，以分離所述自由電子-電洞對(duì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于其中當(dāng)部分所述第 二開(kāi)口與所述第三開(kāi)口是位于相同位置時(shí)，所述半導(dǎo)體堆棧層與所述第二導(dǎo)電層會(huì)同時(shí)暴 露出所述第一導(dǎo)電層，且所述介電層會(huì)透過(guò)所述第二開(kāi)口與所述第三開(kāi)口而與所述第一導(dǎo) 電層實(shí)體連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于其中所述的第一導(dǎo) 電層為透明導(dǎo)電層，其材質(zhì)包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、銦錫鋅氧化物、氧化鋅、鋁錫氧化 物、鋁鋅氧化物、鎘銦氧化物、鎘鋅氧化物、鎵鋅氧化物及錫氟氧化物等至少其一，而所述第 二導(dǎo)電層包含反射層與透明導(dǎo)電層至少其一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于其中所述的第二導(dǎo) 電層為透明導(dǎo)電層，其材質(zhì)包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、銦錫鋅氧化物、氧化鋅、鋁錫氧化 物、鋁鋅氧化物、鎘銦氧化物、鎘鋅氧化物、鎵鋅氧化物及錫氟氧化物等至少其一，而所述第 一導(dǎo)電層包含反射層與透明導(dǎo)電層至少其一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于其中所述的第一導(dǎo) 電層與所述第二導(dǎo)電層至少其一的表面為凹凸結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于其中所述的半導(dǎo)體 堆棧層為p-n接面、p-i-n接面、p-i-p接面與n-i-n接面至少其一的半導(dǎo)體堆棧結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于其中所述的半導(dǎo)體 堆棧層的材質(zhì)包含有非晶硅、多晶硅與微晶硅至少其一，或其組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于其中所述的半導(dǎo)體 堆棧層摻雜有鍺合金材料或碳元素。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于其中所述的第一 開(kāi)口的寬度實(shí)質(zhì)上介于10-100 u m,而所述第二開(kāi)口與所述第三開(kāi)口的寬度實(shí)質(zhì)上介于10-100umo
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于其中所述的基板 為玻璃基板，而其尺寸實(shí)質(zhì)上大于等于100cm2。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種具有場(chǎng)板的薄膜太陽(yáng)能電池，包括基板、第一導(dǎo)電層、半導(dǎo)體堆棧層、第二導(dǎo)電層、介電層及場(chǎng)板。第一導(dǎo)電層、半導(dǎo)體堆棧層、第二導(dǎo)電層、介電層及場(chǎng)板依序配置于基板上。第一導(dǎo)電層具有暴露基板的第一開(kāi)口。半導(dǎo)體堆棧層具有暴露第一導(dǎo)電層的第二開(kāi)口，并透過(guò)第一開(kāi)口與基板實(shí)體連接。第二導(dǎo)電層具有暴露出半導(dǎo)體堆棧層的第三開(kāi)口，并透過(guò)第二開(kāi)口與第一導(dǎo)電層實(shí)體連接。介電層透過(guò)第三開(kāi)口與半導(dǎo)體堆棧層實(shí)體連接。場(chǎng)板位于相對(duì)第一、第二與第三開(kāi)口至少其一的介電層上。場(chǎng)板會(huì)提供電場(chǎng)以進(jìn)一步分離半導(dǎo)體堆棧層內(nèi)部所產(chǎn)生的自由電子-電洞對(duì)，進(jìn)而可提升薄膜太陽(yáng)能電池的電性特性，如光電轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)H01L31/042GK101859802SQ200910134438
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者張一熙, 李家嫻 申請(qǐng)人:張一熙;李家嫻