專利名稱：一種具有漸變緩沖層太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一光電元件，尤其關(guān)于一種具有漸變緩沖層的太陽能電池。
背景技術(shù)：
光電元件包括許多種類，例如發(fā)光二極管(Light-emitting Diode ;LED)、太陽能電池(Solar Cell)或光電二極管(Photo Diode)等。由于石化能源短缺，且人們對環(huán)保重要性的認(rèn)知提高，因此人們近年來不斷地積極研發(fā)替代能源與再生能源的相關(guān)技術(shù)，其中以太陽能電池最受矚目。主要是因為太陽能電池可直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，且發(fā)電過程中不會產(chǎn)生二氧化碳或氮化物等有害物質(zhì)， 不會對環(huán)境造成污染。太陽能電池中又以InGaP/GaAs/Ge的三接面太陽能電池最具發(fā)展?jié)摿?，然而InGaP、GaAs和Ge的彼此的晶格常數(shù)不匹配，由Ge電池向上依序成長GaAs電池與 InGaP電池時，晶格之間會形成晶格錯位，產(chǎn)生應(yīng)力，破壞外延的品質(zhì)，降低太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率。反向變質(zhì)多接面(Inverted Metamorphic Multijunction ；IMM)太陽能電池是在一成長基板上依序先成長晶格常數(shù)匹配的GaInP電池及GaAs電池，接著再成長晶格常數(shù)與 GaInP電池及GaAs電池不匹配的InGaAs電池，將一支持基板與InGaAs電池接合后移除成長基板，形成反向變質(zhì)多接面(IMM)太陽能電池。如此改善GaInP電池及GaAs電池的外延品質(zhì)，提高太陽電池的能量轉(zhuǎn)換效率。但是在能隙較低的InGaAs電池仍會產(chǎn)生晶格錯位， 降低InGaAs電池的外延品質(zhì)。上述如太陽能電池等的光電元件可包括基板及電極，可進一步地經(jīng)由焊塊或膠材將基板與一基座連接，而形成一發(fā)光裝置或一吸光裝置。另外，基座更具有至少一電路，經(jīng)由一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，例如金屬線，電連接光電元件的電極。

發(fā)明內(nèi)容
第一實施例的一反向變質(zhì)多接面(IMM)太陽能電池至少包括一支持基板；一底電池位于支持基板之上；一漸變緩沖層位于底電池之上；一中間電池位于漸變緩沖層之上； 以及一頂電池位于中間電池之上。


附圖用以促進對本發(fā)明的理解，為本說明書的一部分。附圖的實施例配合實施方式的說明用以解釋本發(fā)明的原理。圖1為依據(jù)本發(fā)明的第一實施例的剖面圖。圖2為依據(jù)本發(fā)明的第一實施例的漸變緩沖層的剖面圖。主要元件符號說明1:太陽能電池10:支持基板
12:底電池14 漸變緩沖層141 第一緩沖層142、144、146、148 漸變附屬層143、145、147 碲摻雜中間層149:第二緩沖層16:中間電池18:頂電池
具體實施例方式本發(fā)明的實施例會被詳細(xì)地描述，并且示出在附圖中，相同或類似的部分會以相同的標(biāo)號在各附圖以及說明出現(xiàn)。如圖1所示，一反向變質(zhì)多接面(IMM)太陽能電池1包括一支持基板10 ；—底電池12位于支持基板10之上；一漸變緩沖層14位于底電池12之上；一中間電池16位于漸變緩沖層14之上；以及一頂電池18位于中間電池16之上。頂電池18的能隙大于中間電池16與底電池12的能隙，其材料包括InGaP、InGaAs、AlGaAs或AlGalnP。中間電池16的能隙大于底電池12的能隙，其材料包括GaAs、GaInP, InGaAs, GaAsSb或InGaAsN。底電池 12的材料包括Ge、GaAs或InGaAs。頂電池18、中間電池16與底電池12可以吸收不同頻譜的光線并產(chǎn)生電流。如圖2所示，漸變緩沖層14包括一第一緩沖層141位于底電池12與中間電池16 之間；多個漸變附屬層142、144、146與148位于第一緩沖層141與中間電池16之間；多個碲摻雜中間層143、145與147位于彼此相鄰的多個漸變附屬層142、144、146與148之間；以及一第二緩沖層149位于漸變附屬層148與中間電池16之間。本實施例的漸變附屬層以142、144、146與148四層為例，但不限于此，漸變附屬層的數(shù)量亦可為大于四或小于四。本實施例的碲摻雜中間層以143、145與147三層為例，但不限于此，碲摻雜中間層的數(shù)量亦可為大于三或小于三。第一緩沖層141的材料包括InGaAs、GaAs、AlGaAs JnGaP或 AlGaInP ；第二緩沖層149的材料包括GaAs。多個附屬漸變層142、144、146與148的材料包括 hxGa(l_x)P、InxGa(1-x)As 或(Alyfei(l-y))xIn(l-x)As，其中多個漸變附屬層的 h 含量χ自靠近支持基板往遠(yuǎn)離支持基板的方向遞減，且0 < χ < 1，0 < y < 1。多個漸變附屬層142、144、146與148僅被摻雜η型雜質(zhì)，例如硅、硒或硫，濃度約為E17cm-3-E20cm-3， 未被摻雜碲(Te)。多個碲摻雜中間層143、145與147被摻雜碲(Te)與η型雜質(zhì)，厚度約為lA-500 Α,其中η型雜質(zhì)例如為硅、硒或硫，濃度約為E17cm-3-E20cm-3，碲濃度約為 E17cm-3-E20cm-3o多個硫摻雜中間層143、145與147的材料包括hxGa (l_x) P、InGaAs或 AlInGaAs, 0< χ < 1。以碲摻雜中間層143為例，形成碲摻雜中間層143的方法包括在成長氣室形成漸變附屬層144之后，持續(xù)通入形成漸變附屬層144的氣體，同時通入具有η型雜質(zhì)的Si2H6與具有碲雜質(zhì)的DETe以形成碲摻雜中間層143，上述同時通入具有雜質(zhì)的反應(yīng)氣體的時間約為1-90秒，碲摻雜中間層145與147的形成方法與碲摻雜中間層143類似。 由于反向變質(zhì)多接面(IMM)太陽能電池1是在一成長基板(未顯示)上依序先成長晶格常數(shù)匹配的頂電池18及中間電池16，接著再成長晶格常數(shù)與頂電池18及中間電池16不匹配的底電池12，將一支持基板10與底電池12接合后移除成長基板，形成反向變質(zhì)多接面 (IMM)太陽能電池1，所以底電池12與中間電池16之間會產(chǎn)生晶格錯位。漸變緩沖層14可減少底電池12與中間電池16之間晶格錯位的產(chǎn)生，碲可改善漸變附屬層142、144、146與 148的外延品質(zhì)，有助漸變緩沖層14降低因底電池12與中間電池16晶格常數(shù)不匹配所產(chǎn)生的應(yīng)力，提升底電池12的外延品質(zhì)。 上述實施例僅為示例性說明本發(fā)明的原理及其功效，而并非用于限制本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的技術(shù)原理及精神的情況下， 對上述實施例進行修改及變化。因此本發(fā)明的權(quán)利保護范圍由權(quán)利要求書所限定。
權(quán)利要求
1.一太陽能電池，包括一支持基板；一底電池，位于該支持基板之上；一漸變緩沖層，位于該底電池之上，包括多個漸變附屬層，其中該多個漸變附屬層不被摻雜碲；以及多個碲摻雜中間層，位于任二相鄰的該多個漸變附屬層之間；一中間電池，位于該漸變緩沖層之上；以及一頂電池，位于該中間電池之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中該多個漸變附屬層包括η型雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中該多個漸變附屬層的材料為選自由 InxGa(1-χ)P、InxGa(1-χ)As 與(AlyGa(l_y))xln(l_x)As 所構(gòu)成的群組，O < χ < 1,0 < y < 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池，其中該多個漸變附屬層的In含量χ自靠近該支持基板往遠(yuǎn)離該支持基板的方向遞減。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中該多個碲摻雜中間層包括η型雜質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中該多個碲摻雜中間層的材料為選自由 InxGa(1-χ)P、InGaAs 與 AlInGaAs 所構(gòu)成的群組，0 < χ < 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中該漸變緩沖層還包括 一第一緩沖層，位于該底電池與該多個漸變附屬層之間；以及一第二緩沖層，位于該中間電池與該多個漸變附屬層之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池，其中該第一緩沖層的材料為選自由InGaAs、 GaAs、AlGaAs、InGaP與AlGaInP所構(gòu)成的群組；以及該第二緩沖層的材料包括GaAs。
全文摘要
一反向變質(zhì)多接面(IMM)太陽能電池，包括一支持基板；一底電池位于支持基板之上；一漸變緩沖層位于底電池之上；一中間電池位于漸變緩沖層之上；以及一頂電池位于中間電池之上。
文檔編號H01L31/0352GK102194903SQ20101014292
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者李世昌, 李榮仁, 林宣樂 申請人:晶元光電股份有限公司