專利名稱：具有分布布拉格反射器的薄膜太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種薄膜太陽能電池，且特別是有關(guān)于一種具有分布布拉格反射器的薄膜太陽能電池。
背景技術(shù)：
光伏電池(photovoltaic cells)，又常被稱為太陽能電池，是一種可以將光能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。因此，要如何增加光電轉(zhuǎn)換效率總是發(fā)展光電系統(tǒng)的一個(gè)重要課題。其中一個(gè)方法為將位于半導(dǎo)體層下方設(shè)置背反射電極，將未被半導(dǎo)體層吸收的光能，再反射回去至半導(dǎo)體層中，以利半導(dǎo)體層再一次吸收光能。因此，使用背反射電極可以增加太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種薄膜太陽能電池。因此，本發(fā)明的一方面是在提供一種薄膜太陽能電池，其具有一種新型的背反射電極。此新型背反射電極為一種導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)分布于其中的分布布拉格反射器 (distributed Bragg reflector ;DBR)。因此，可大幅降低分布布拉格反射器的電阻，又同時(shí)可以做為薄膜太陽能電池的金屬背電極。根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供一種薄膜太陽能電池，其具有分布布拉格反射器，其中該分布布拉格反射器包含多個(gè)第一折射層；多個(gè)第二折射層，其中該些第一折射層與該些第二折射層交錯(cuò)堆疊在一起，且該些第一折射層的折射率大于該些第二折射層的折射率；以及多個(gè)導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)，分布在該些第一折射層與該些第二折射層的多個(gè)交界面上。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該些導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)的材料為銀、鋁、鉬、銦或金。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該些導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)包含多個(gè)金屬納米微粒。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該些金屬納米微粒的粒徑為1-2000埃。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該些金屬納米微粒的粒徑為1-1000埃。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該些導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)包含多個(gè)金屬薄膜。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該些金屬薄膜的厚度為1-200埃。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該些導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)分布在該些第一折射層與該些第二折射層的每一該些交界面上。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該第一折射層與該第二折射層的材料選自由非晶硅、SiGe, 非晶 SiGe、非晶碳化硅、氧化硅、GaN、GaP、InN、InP、GaAs、InAs、A1N、A1P、AlAs、ZnO、ZMe、 ZnSe、CdTe、CdSe、HgTe、ZnS、CdS 和 HgS 構(gòu)成的群組。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述的薄膜太陽能電池還包含一透明基板；一透明導(dǎo)電氧化物層，位于該透明基板上；以及一半導(dǎo)體層位于該透明導(dǎo)電氧化物層與該分布布拉格反射器之間，且該半導(dǎo)體層接觸該些第一折射層之一。
由上述本發(fā)明實(shí)施方式可知，由于新型的分布布拉格反射器中配置有導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)，此新型分布布拉格反射器可同時(shí)做為背反射器以及金屬背電極。上述發(fā)明內(nèi)容旨在提供本發(fā)明的簡化摘要，以使閱讀者對(duì)本發(fā)明具備基本的理解。此發(fā)明內(nèi)容并非本發(fā)明的完整概述，且其用意并非在指出本發(fā)明實(shí)施例的重要/關(guān)鍵組件或界定本發(fā)明的范圍。在參閱下文實(shí)施方式后，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者當(dāng)可輕易了解本發(fā)明的基本精神及其它發(fā)明目的，以及本發(fā)明所采用的技術(shù)手段與實(shí)施方式。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下圖1為已知太陽能電池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的一種太陽能電池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3A 圖4B為依據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的分布布拉格反射器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。主要組件符號(hào)說明110:玻璃基板120 第一透明導(dǎo)電氧化物層130 半導(dǎo)體層132 φ型半導(dǎo)體層134 本征半導(dǎo)體層136 :n型半導(dǎo)體層140 第二透明導(dǎo)電氧化物層150:金屬背電極160 分布布拉格反射器162:第一折射層164 第二折射層166 金屬納米微粒168 金屬薄膜
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，下文針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式與具體實(shí)施例提出了說明性的描述；但這并非實(shí)施或運(yùn)用本發(fā)明具體實(shí)施例的唯一形式。實(shí)施方式中涵蓋了多個(gè)具體實(shí)施例的特征以及用以建構(gòu)與操作這些具體實(shí)施例的方法步驟與其順序。然而，亦可利用其它具體實(shí)施例來達(dá)成相同或均等的功能與步驟順序。圖1為已知太陽能電池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1中，已知太陽能電池由上至下依序包含玻璃基板110、第一透明導(dǎo)電氧化物層120、半導(dǎo)體層130、第二透明導(dǎo)電氧化物層 140以及金屬背電極150。上述半導(dǎo)體層130通常包含ρ型半導(dǎo)體層132、本征(intrinsic) 半導(dǎo)體層134以及η型半導(dǎo)體層136。半導(dǎo)體層130的材料例如可為非晶硅。上述第一透明導(dǎo)電氧化物層120例如可為二氧化錫層。第二透明導(dǎo)電氧化物層140例如可為鋁摻雜氧化鋒(aluminum doped zinc oxide ；AZO)層或嫁慘雜氧化鋒(gallium doped zinc oxide ； GZO)層。圖2為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的一種太陽能電池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2 中，圖1的第二透明導(dǎo)電氧化物層140以及金屬背電極150由新型分布布拉格反射器 (distributed Bragg reflector ；DBR)160所取代。在此，分布布拉格反射器160同時(shí)可做為背反射器(back reflector)以及金屬背電極(metal back contact)之用。接下來，圖3A至圖4B為依據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的分布布拉格反射器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在圖3A 圖4B中，所示的分布布拉格反射器160是由多層第一折射層162與多層第二折射層164所交錯(cuò)堆疊而成。第一折射層162的折射率大于第二折射層164的折射率。請(qǐng)同時(shí)參考圖2與圖3A，半導(dǎo)體層130接觸位于最上端的第一折射層162。一般來
說，分布布拉格反射器的反射率(reflectance R)可由下面的簡化方程式來決定
權(quán)利要求
1.一種薄膜太陽能電池，其特征在于，其具有分布布拉格反射器，該分布布拉格反射器包含多個(gè)第一折射層；多個(gè)第二折射層，其中該些第一折射層與該些第二折射層交錯(cuò)堆疊在一起，且該些第一折射層的折射率大于該些第二折射層的折射率；以及多個(gè)導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)，分布在該些第一折射層與該些第二折射層的多個(gè)交界面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽能電池，其特征在于，該些導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)的材料為銀、鋁、鉬、銦或金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽能電池，其特征在于，該些導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)包含多個(gè)金屬納米微粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜太陽能電池，其特征在于，該些金屬納米微粒的粒徑為 1-2000 埃。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜太陽能電池，其特征在于，該些金屬納米微粒的粒徑為 1-1000 埃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽能電池，其特征在于，該些導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)包含多個(gè)金屬薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜太陽能電池，其特征在于，該些金屬薄膜的厚度為1-200埃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽能電池，其特征在于，該些導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)分布在該些第一折射層與該些第二折射層的每一該些交界面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽能電池，其特征在于，該第一折射層與該第二折射層的材料選自由非晶硅、SiGed^eH SiGe、非晶碳化硅、氧化硅、GaN, GaP, InN, InP, GaAs, InAs, AlN, A1P、AlAs, ZnO、ZnTe, ZnSe, CdTe, CdSe, HgTe, ZnS、CdS 和 HgS 構(gòu)成的群組。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽能電池，其特征在于，還包含 一透明基板；一透明導(dǎo)電氧化物層，位于該透明基板上；以及一半導(dǎo)體層位于該透明導(dǎo)電氧化物層與該分布布拉格反射器之間，且該半導(dǎo)體層接觸該些第一折射層之一。
全文摘要
本發(fā)明在此提供一種薄膜太陽能電池，其具有一種新型的背反射電極，所述背反射電極是在分布布拉格反射器中配置導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)而成。分布布拉格反射器是由折射率不同的多層第一折射層與多層第二折射層交錯(cuò)堆疊而成。而導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)是配置在第一折射層與第二折射層的交界面上。
文檔編號(hào)H01L31/0232GK102376785SQ20111020892
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者傅振邦 申請(qǐng)人:杜邦太陽能有限公司