專利名稱：光電轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施例涉及ー種光電轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
光電轉(zhuǎn)換裝置是ー種將光能轉(zhuǎn)換為電能的元件。光電轉(zhuǎn)換裝置可以從光吸收能量并通過光電效應(yīng)產(chǎn)生自由電子，從而產(chǎn)生電流?？赏ㄟ^將從光電轉(zhuǎn)換裝置輸出的電流的量與供應(yīng)到光電轉(zhuǎn)換裝置的光的量進(jìn)行比較來確定光電轉(zhuǎn)換裝置的光電效率。
在本背景技術(shù)部分中公開的上述信息僅用于增強(qiáng)對(duì)所描述的技術(shù)的背景的理解，因此其可包括未形成在本國中本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施例涉及ー種光電轉(zhuǎn)換裝置，所述裝置包括第一光電轉(zhuǎn)換単元，在基底上并具有第一能帶隙；第二光電轉(zhuǎn)換単元，具有與第一能帶隙不同的第二能帶隙，第二光電轉(zhuǎn)換單元在第一光電轉(zhuǎn)換単元上；中間單元，在第一光電轉(zhuǎn)換単元和第二光電轉(zhuǎn)換単元之間，中間單元包括第一中間層和第二中間層的堆疊件，第一中間層和第二中間層中的每層的折射率小于第一光電轉(zhuǎn)換単元的折射率，第一中間層具有第一折射率，第二中間層具有小于第一折射率的第二折射率。中間單元可在堆疊件中包括至少ー個(gè)第一中間層，并且可在堆疊件中包括與第一中間層交替地布置的至少ー個(gè)第二中間層。第一中間層的電導(dǎo)率可高于第二中間層的電導(dǎo)率。第一中間層和第二中間層可摻雜有n型雜質(zhì)或p型雜質(zhì)，第一中間層和第二中間層中的n型雜質(zhì)和p型雜質(zhì)的濃度可分別小于lat%。第一中間層和第二中間層可摻雜有n型雜質(zhì)或p型雜質(zhì)，兩個(gè)n型第一中間層可分別設(shè)置在中間單元的最外側(cè)，使得第一光電轉(zhuǎn)換単元與所述兩個(gè)n型第一中間層中的一層直接接觸，并且第二光電轉(zhuǎn)換単元與所述兩個(gè)n型第一中間層中的另ー層直接接觸。第一光電轉(zhuǎn)換單兀可包括由非晶娃形成的第一本征娃層、設(shè)置在第一本征娃層和基底之間的第一類型導(dǎo)電層以及設(shè)置在第一本征硅層上的第二類型導(dǎo)電層，第二光電轉(zhuǎn)換單元可包括由包含多個(gè)晶體的結(jié)晶硅形成的第二本征硅層、設(shè)置在第二本征硅層和中間單元之間的第三類型導(dǎo)電層以及設(shè)置在第二本征硅層上的第四類型導(dǎo)電層。第一中間層和第二中間層可摻雜有n型雜質(zhì)或P型雜質(zhì)，n型第一中間層和p型第一中間層可分別設(shè)置在中間單元的最外側(cè)，第一光電轉(zhuǎn)換単元與所述n型第一中間層和P型第一中間層中的ー層直接接觸，第二光電轉(zhuǎn)換単元與所述n型第一中間層和p型第一中間層中的另ー層直接接觸。第一光電轉(zhuǎn)換単元可包括由非晶硅形成的第一本征硅層，第一本征硅層與n型第一中間層接觸，第二光電轉(zhuǎn)換單元可包括由包含多個(gè)晶體的結(jié)晶硅形成的第二本征硅層，第二本征硅層與p型第一中間層接觸。
第一中間層和第二中間層可摻雜有n型雜質(zhì)或p型雜質(zhì)，第一中間層和第二中間層可包含SiOx:H、SiCx:H和SiNx:H中的至少一種。第一中間層的折射率可在2. 3至3.0的范圍內(nèi)，第二中間層的折射率可在I. 6至
2.I的范圍內(nèi)。第一中間層的電導(dǎo)率可在KTVQcmaolQcmr1)以上，第二中間層的電導(dǎo)率可在 10 4/ Q cm(10 4 ( Q cm):)以下。第一中間層的厚度可為10 A至500 A,第二中間層的厚度可為50 A至1500 A。第一中間層的氧濃度可在40at%以下，第二中間層的氧濃度可為40at%至70at % o 中間單元可包括k個(gè)層，其中k是大于2的整數(shù)，根據(jù)下面的等式將中間層的折射率定義為na，
(rHx dn2X d2+‘..+nkx dk)Bfl=---T-
(dl+d1+..,+ di)其中，Ii1至巧表示中間單元中包括的k個(gè)層中的各個(gè)層的折射率，Cl1至dk表示中間單元中包括的k個(gè)層中的各個(gè)層的厚度。中間單元的折射率可為I. 7至2. 5，并且中間單元的厚度可為100 A至1500 A。另一實(shí)施例涉及一種光電轉(zhuǎn)換裝置，所述裝置包括基底和多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體，其中，基底具有多個(gè)單體區(qū)域，所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體在基底上，并且分別對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)單體區(qū)域，所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體串聯(lián)地結(jié)合并且每個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體包括第一電極層，在基底上；第一光電轉(zhuǎn)換單元，在第一電極層上并具有第一能帶隙；第二光電轉(zhuǎn)換單元，具有與第一能帶隙不同的第二能帶隙，第二光電轉(zhuǎn)換單元在第一光電轉(zhuǎn)換單元上；中間單元，在第一光電轉(zhuǎn)換單元和第二光電轉(zhuǎn)換單元之間，中間單元包括第一中間層和第二中間層的堆疊件，第一中間層和第二中間層中的每層的折射率小于第一光電轉(zhuǎn)換單元的折射率，第一中間層具有第一折射率，第二中間層具有小于第一折射率的第二折射率；第二電極層，在第二光電轉(zhuǎn)換單元上。第一中間層的電導(dǎo)率可高于第二中間層的電導(dǎo)率，兩個(gè)第一中間層可分別設(shè)置在中間單元的最外側(cè)，使得第一光電轉(zhuǎn)換單元與所述兩個(gè)第一中間層中的一層直接接觸，并且第二光電轉(zhuǎn)換單元與所述兩個(gè)第一中間層中的另一層直接接觸。第一光電轉(zhuǎn)換單?？砂ㄓ煞蔷扌纬傻牡谝槐菊魍迣印⒃诘谝槐菊魍迣雍突字g的第一類型導(dǎo)電層以及在第一本征硅層上的第二類型導(dǎo)電層，第二光電轉(zhuǎn)換單元可包括由包含多個(gè)晶體的結(jié)晶硅形成的第二本征硅層、在第二本征硅層和中間單元之間的第三類型導(dǎo)電層以及在第二本征硅層上的第四類型導(dǎo)電層。中間單元可包括k個(gè)層，其中k是大于2的整數(shù)，根據(jù)下面的等式將中間層的折射率定義為na，
(nlxdl+n1>:-di+...+nk^dk)n= " ^
((+Cf2+…+^y其中，Ii1至巧表示中間單元中包括的k個(gè)層中的各個(gè)層的折射率，Cl1至dk表示中間單元中包括的k個(gè)層中的各個(gè)層的厚度。中間單元的折射率可為I. 7至2. 5，并且中間單元的厚度可為100 A至1500人。可通過第一分隔槽將第一電極層劃分到所述多個(gè)単體區(qū)域中，可通過第二分隔槽將第一光電轉(zhuǎn)換単元、第二光電轉(zhuǎn)換単元、中間單元和第二電極層劃分到所述多個(gè)単體區(qū)域中。在每個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體中，通孔可順序地穿透第二光電轉(zhuǎn)換單元、中間單元和第一光電轉(zhuǎn)換単元，以暴露相鄰的光電轉(zhuǎn)換単體的第一電極層，第二電極層可通過所述通孔電連接到相鄰的光電轉(zhuǎn)換単體的第一電極層。通孔可設(shè)置在所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體中的第一光電轉(zhuǎn)換單體中，通孔順序地穿透第一光電轉(zhuǎn)換単體的第二光電轉(zhuǎn)換単元、中間單元和第一光電轉(zhuǎn)換単元，通孔暴露所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體中的第二光電轉(zhuǎn)換單體的第一電極層，第二光電轉(zhuǎn)換單體與第一光電轉(zhuǎn)換単體相鄰，第一光電轉(zhuǎn)換単體的第二電極層可通過所述通孔電連接到第二光電轉(zhuǎn)換単體的 第一電極層。


通過參照附圖進(jìn)行的對(duì)示例實(shí)施例的詳細(xì)描述，多個(gè)特征對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來講將變得明顯，在附圖中圖I示出了根據(jù)示例實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置。圖2示出了根據(jù)波長的第一光電轉(zhuǎn)換單元和第二光電轉(zhuǎn)換單元的光吸收率的曲線圖。圖3示出了根據(jù)示例實(shí)施例的圖I中的Rl部分的放大剖視圖。圖4示出了根據(jù)ニ氧化碳的濃度的折射率的變化的曲線圖。圖5示出了層中的氧濃度根據(jù)折射率的曲線圖。
圖6A至圖6E示出了氧(Ols)、碳(Cls)和硅(Si2p)的原子濃度)的根據(jù)ニ氧化碳(CO2)的濃度的曲線圖。圖7示出了在形成具有三層結(jié)構(gòu)的中間層時(shí)的氧濃度變化的曲線圖。圖8示出了根據(jù)第二示例實(shí)施例的中間層的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖9A至圖9D示出了根據(jù)其它示例實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置的剖視圖。圖10示出了根據(jù)示例實(shí)施例的包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體的光電轉(zhuǎn)換裝置的剖視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將在下文中參照附圖更充分地描述示例實(shí)施例；然而，示例實(shí)施例可以以不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)被解釋為局限于在此闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底的和完整的，并將把本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚地示出，可以夸大層和區(qū)域的尺寸。還應(yīng)理解的是，當(dāng)層或元件被稱作“在”另ー層或基底“上”時(shí)，該層或元件可以直接在另ー層或基底上，或者也可以存在中間層。此外，應(yīng)該理解的是，當(dāng)層被稱作“在”另ー層“下”時(shí)，該層可以直接在另ー層下，或者也可存在ー個(gè)或多個(gè)中間層。另外，還應(yīng)該理解的是，當(dāng)層被稱作“在”兩個(gè)層“之間”時(shí)，該層可以是所述兩個(gè)層之間的唯一層，或者也可存在一個(gè)或多個(gè)中間層。相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的元件。可簡單地使用“第一”、“第二”等術(shù)語來描述不同的構(gòu)成元件，但是它們的意思不應(yīng)局限于受限的意思。上述術(shù)語僅用于將一個(gè)構(gòu)成元件與其它構(gòu)成元件區(qū)分開來。例如，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，第一構(gòu)成元件可被稱作第二構(gòu)成元件，相似地，第二構(gòu)成元件可被稱作第一構(gòu)成元件。當(dāng)解釋單數(shù)形式時(shí)，除非明確地進(jìn)行了相反地描述，否則單數(shù)形式可以被解釋為復(fù)數(shù)形式的意思。在本說明書中，使用詞語“包括”或“具有”來說明存在特征、構(gòu)件、工藝、操作、構(gòu)成元件、部分或它們的組合，應(yīng)該理解的是，并不預(yù)先排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其它特征或構(gòu)件、工藝、操作、構(gòu)成元件、部分或它們的組合的可能性。圖I示出了根據(jù)示例實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置，圖2示出了根據(jù)波長的第一光電轉(zhuǎn)換單元和第二光電轉(zhuǎn)換單元的光吸收率的曲線圖。在圖2中，第一曲線Gl示出了根據(jù)波長的第一光電轉(zhuǎn)換單元的光吸收，第二曲線G2示出了根據(jù)波長的第二光電轉(zhuǎn)換單元的光吸收，第三曲線G3示出了第一曲線Gl和第二曲線G2之和。 在圖I中示出的示例實(shí)施例中，光電轉(zhuǎn)換裝置100包括基底10、第一電極層11、第一光電轉(zhuǎn)換單兀20、第二光電轉(zhuǎn)換單兀40和第二電極層13。第一電極層11設(shè)置在基底10上，第一光電轉(zhuǎn)換單兀20和第二光電轉(zhuǎn)換單兀40設(shè)置在第一電極層11和第二電極層13之間。對(duì)于第一電極層11(例如，透明導(dǎo)電層)，可使用透明導(dǎo)電氧化物(TC0)，例如氧化錫(SnO2)、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)等。第二電極層13可由包括例如鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鉬(Pt)和鉻(Cr)中的至少一種的金屬材料形成。如圖I中所示，第一光電轉(zhuǎn)換單元20可設(shè)置在第一電極層11上，第二光電轉(zhuǎn)換單元40可設(shè)置在第一光電轉(zhuǎn)換單元20上。中間單元30可設(shè)置在第一光電轉(zhuǎn)換單元20和第二光電轉(zhuǎn)換單元40之間。第一光電轉(zhuǎn)換單元20可具有第一能帶隙，第二光電轉(zhuǎn)換單元40可具有第二能帶隙。例如，第一光電轉(zhuǎn)換單元的能帶隙可為I. 7eV至I. 8eV，并且可吸收具有如第一曲線Gl所示的短波長的光。第二光電轉(zhuǎn)換單元40可具有較小的能帶隙(相對(duì)于第一光電轉(zhuǎn)換單元20的能帶隙來說)，例如，I. IeV至I. 2eV,并且可吸收具有如第二曲線G2所示的長波長的光。 具有不同的能帶隙的第一光電轉(zhuǎn)換單元20和第二光電轉(zhuǎn)換單元40可以層疊并且可以分別吸收不同波長范圍的光，從而可提高光電轉(zhuǎn)換裝置100的整體光吸收率。在圖I中示出的示例實(shí)施例中，第一光電轉(zhuǎn)換單元20包括順序地層疊在第一電極層上的第一類型導(dǎo)電層21、第一本征硅層23和第二類型導(dǎo)電層22。第一光電轉(zhuǎn)換單元20可由非晶硅形成。第一本征硅層23可由非晶硅層形成，并且可設(shè)置在第一類型導(dǎo)電層21和第二類型導(dǎo)電層22之間。第一類型導(dǎo)電層21可以是p型導(dǎo)電層，通過將諸如硼(B)摻雜到非晶硅來形成該P(yáng)型導(dǎo)電層以增加空穴的數(shù)量。第二類型導(dǎo)電層22可以是n型導(dǎo)電層，通過將諸如磷(P)摻雜到非晶硅來形成該n型導(dǎo)電層以增加電子的數(shù)量。第一本征硅層23包括彼此數(shù)量相同或數(shù)量基本相同的電子和空穴。當(dāng)?shù)谝槐菊鞴鑼?3接收來自外部源的光時(shí)，形成第一本征硅層23的硅原子可吸收光的能量。當(dāng)硅原子吸收光時(shí)，硅原子的最外部的電子可被激發(fā)，從而形成電子-空穴對(duì)。當(dāng)在產(chǎn)生電子-空穴對(duì)的同時(shí)第一類型導(dǎo)電層21被偏置于負(fù)電極并且第二類型導(dǎo)電層22偏置于正電極時(shí)，空穴可朝第一類型導(dǎo)電層21移動(dòng)。這里，“偏置”表示施加直流(DC)電壓以產(chǎn)生恒定的電流/電壓的適當(dāng)?shù)姆椒?。第一光電轉(zhuǎn)換單元20可具有0. 5 iim或更小的厚度。由非晶硅形成的第一本征硅層23的光電效率可以不與第一光電轉(zhuǎn)換單元20的厚度的增加成比例地増大。因此，第一光電轉(zhuǎn)換單元20的厚度可以是大約0.5 iim或更小。第二光電轉(zhuǎn)換單元40可包括順序地層疊在中間單元30上的第三類型導(dǎo)電層41、第二本征硅層43和第四類型導(dǎo)電層42。第二光電轉(zhuǎn)換單元40可由包括多個(gè)晶體的結(jié)晶硅形成。第三類型導(dǎo)電層41可以是p型導(dǎo)電層，通過將諸如硼(B)摻雜到結(jié)晶硅來增加該P(yáng)型導(dǎo)電層的空穴的數(shù)量。另外，第四類型導(dǎo)電層42可以是n型導(dǎo)電層，通過將諸如磷(P)摻雜到非晶硅或結(jié)晶硅來增加該n型導(dǎo)電層的電子的數(shù)量。 第二本征硅層43可由結(jié)晶硅層形成。形成結(jié)晶硅層的晶體可具有小于I U m的直徑。在通過等離子體化學(xué)氣相沉積法形成層時(shí)，可根據(jù)RF功率、エ藝壓強(qiáng)或H2/SiH4流速比來控制每個(gè)晶體的直徑。另外，當(dāng)通過對(duì)非晶硅執(zhí)行熱處理工藝來使非晶硅結(jié)晶化時(shí)，可通過熱處理工藝的エ藝溫度來控制每個(gè)晶體的直徑。在示例實(shí)施例中，第二本征硅層43可比第一本征硅層23厚?，F(xiàn)在將更詳細(xì)地描述第一光伏裝置(第一光電轉(zhuǎn)換單元)20和第二光伏裝置(第ニ光電轉(zhuǎn)換単元)40的光電效應(yīng)機(jī)理。首先，外部供應(yīng)的光可進(jìn)入到第一光電轉(zhuǎn)換単元20(所述光由圖I中的向上指向的箭頭表示)。然后，第一本征硅層23可從光中吸收短波長的光井通過產(chǎn)生第一光電效應(yīng)來產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。另外，朝第二本征硅層43運(yùn)動(dòng)而未在第一本征娃層23中被吸收的長波長的光可通過從第二本征娃層43產(chǎn)生第二光電效應(yīng)而產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。(由非晶硅形成的)第一本征硅層23的光能吸收率可比(由結(jié)晶硅形成的)第二本征娃層43的光能吸收率好,例如，(由非晶娃形成的)第一本征娃層23的光能吸收率可以是(由結(jié)晶硅形成的)第二本征硅層43的光能吸收率的3倍至10倍。在本示例實(shí)施例中，中間單元30設(shè)置在第一光電轉(zhuǎn)換單元20和第二光電轉(zhuǎn)換單元40之間。中間單元30可提高由非晶硅形成的第一光電轉(zhuǎn)換単元20的光電效率。中間單元30可反射未被第一光電轉(zhuǎn)換單元20吸收的光的一部分，從而反射的光被引導(dǎo)回第一光電轉(zhuǎn)換單元20中。中間單元30可具有多個(gè)層，每個(gè)層均具有比第一光電轉(zhuǎn)換單元20的折射率小的折射率。在示例實(shí)施例中，中間單元30包括由基于硅的材料形成的多個(gè)層。例如，中間單元30可包括由例如SiOx:H、SiCx:H和/或SiNx:H形成的一個(gè)或多個(gè)層?？衫猛逕龤?SiH4)、ニ氧化碳(CO2)、氫氣(H2)以及磷化氫氣(PH3)或ニ硼燒氣(B2H6)作為反應(yīng)氣體來形成中間單元30?？赏ㄟ^等離子體化學(xué)氣相沉積(CVD)方法來形成中間單元30。等離子體CVD在制造未結(jié)晶化層(uncrystallized layer)的H2/SiH4比例下可使用范圍在2至10之內(nèi)的C02/SiH4比例。等離子體產(chǎn)生條件可包括電容耦合的平行板電極、IOMHz至IOOMHz的功率頻率、500mW/cm2的功率密度、50Pa至2000Pa的壓強(qiáng)、以及150°C至250°C的基底溫度。在這種條件下形成的中間單元30的電導(dǎo)率可以隨著折射率的增大而增大。S卩，當(dāng)折射率增大時(shí)，中間單元30的電導(dǎo)率可以增大，當(dāng)折射率減小時(shí)，中間單元30的電導(dǎo)率可以減小。中間單元30的折射率優(yōu)選地具有小于第一光電轉(zhuǎn)換單元20的折射率的平均折射率，以將從第一光電轉(zhuǎn)換單兀20輸出的光的一部分部分地反射從而再次進(jìn)入第一光電轉(zhuǎn)換單元20。然而，當(dāng)中間單元30的平均折射率減小時(shí)，短波長反射率可增大。在這種情況下，第一光電轉(zhuǎn)換單元20的光吸收率可隨著中間單元30的電導(dǎo)率降低而增大。因此，光電轉(zhuǎn)換裝置100的填充因數(shù)(fill factor)可以降低，這可能沒有提高光電轉(zhuǎn)效率。因此，中間單元30可包括具有高折射率的至少一個(gè)第一中間層31和具有低折射率(即，低于第一中間層31的折射率)的至少一個(gè)第二中間層32。這樣可以在補(bǔ)充中間單元30的電導(dǎo)率的同時(shí)減小折射率。圖3示出了根據(jù)示例實(shí)施例的圖I中的Rl部分的放大剖視圖。在圖3中示出的示例實(shí)施例中，中間單元30包括具有高折射率的至少一個(gè)第一中間層31和具有低折射率的至少一個(gè)第二中間層32。第一中間層31和第二中間層32交替 地布置，并可由n型或p型非晶硅氧化物層(n+a-SiOx或p+a-SiOx)形成?？赏ㄟ^摻雜諸如磷(P)的雜質(zhì)來形成n型非晶硅氧化物層(n+a-SiOx)，可通過摻雜諸如硼(B)的雜質(zhì)來形成P型非晶娃氧化物層(p+a_SiOx)。在示例實(shí)施例中，第一中間層31和第二中間層32中的雜質(zhì)(摻雜劑)的濃度可小于Iat % o在圖3中示出的示例實(shí)施例中，中間單元30具有包括三個(gè)第一中間層31和兩個(gè)第二中間層32的五層結(jié)構(gòu)。五個(gè)中間層可分別被形成為n型非晶硅氧化物層(a-SiOx)。第一中間層31可具有范圍在2. 3至3. 0之內(nèi)的折射率，第二中間層32可具有范圍在I. 6至2. I之內(nèi)的折射率。因此，進(jìn)入中間單元30的光LI的一部分可由于第一中間層31和第二中間層32之間的折射率差異而被反射至第一光電轉(zhuǎn)換單元20。因此，可通過將光反射至第一光電轉(zhuǎn)換單元20來提高第一光電轉(zhuǎn)換單元20的光吸收率。第一中間層31可具有比第二中間層32的結(jié)晶度高的結(jié)晶度。因此，第一中間層31可具有相對(duì)高的電導(dǎo)率。例如，第一中間層31可具有大于lOlQcmaolQcmr1)的電導(dǎo)率，第二中間層32可具有小于IO-4/ Q cm(10_4 ( Q cm) -1)的電導(dǎo)率。具有高電導(dǎo)率的一個(gè)或多個(gè)第一中間層31可設(shè)置在中間單元30的最外側(cè)部分，從而它們可以分別與第一光電轉(zhuǎn)換單元20和第二光電轉(zhuǎn)換單元40接觸。更具體地說，在具有高電導(dǎo)率的第一中間層31中，設(shè)置在中間單元30的下部的最外側(cè)區(qū)域中的中間層31可與第一光電轉(zhuǎn)換單元20的第二類型導(dǎo)電層(n型導(dǎo)電層)接觸。設(shè)置在中間單元30的上部的最外側(cè)區(qū)域中的第一中間層31可與第二光電轉(zhuǎn)換單元40的第三類型導(dǎo)電層(p型導(dǎo)電層)接觸。如所描述的，當(dāng)具有高電導(dǎo)率的第一中間層31分別接觸第一光電轉(zhuǎn)換單元20和第二光電轉(zhuǎn)換單元40時(shí)，光電轉(zhuǎn)換裝置100的串聯(lián)電阻可以減小，并且填充因數(shù)會(huì)提聞。 在一個(gè)實(shí)施方式中，第一中間層31可具有10 A至500 A的厚度，第二中間層32可具有50 A至1500 A的厚度。例如，第一中間層31可具有50 A至200 A的厚度，第二中間層32可具有50 A至200 A的厚度。通過交替地布置第一中間層31和第二中間層32而形成的中間單元30的折射率(即，平均折射率)na可滿足等式I :< 等式 1>
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換裝置，所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括 第一光電轉(zhuǎn)換單元，在基底上并具有第一能帶隙； 第二光電轉(zhuǎn)換單元，具有與第一能帶隙不同的第二能帶隙，第二光電轉(zhuǎn)換單元在第一光電轉(zhuǎn)換單元上； 中間單元，在第一光電轉(zhuǎn)換單元和第二光電轉(zhuǎn)換單元之間，中間單元包括第一中間層和第二中間層的堆疊件，第一中間層和第二中間層中的每層的折射率小于第一光電轉(zhuǎn)換單元的折射率，第一中間層具有第一折射率，第二中間層具有小于第一折射率的第二折射率。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，中間單元在堆疊件中包括至少一個(gè)第一中間層，并且在堆疊件中包括與第一中間層交替地布置的至少一個(gè)第二中間層。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，第一中間層的電導(dǎo)率高于第二中間層的電導(dǎo)率。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中 第一中間層和第二中間層摻雜有η型雜質(zhì)或P型雜質(zhì)， 第一中間層和第二中間層中的η型雜質(zhì)和P型雜質(zhì)的濃度分別小于lat%。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中 第一中間層和第二中間層摻雜有η型雜質(zhì)或P型雜質(zhì)， 兩個(gè)η型第一中間層分別設(shè)置在中間單元的最外側(cè)，使得第一光電轉(zhuǎn)換單元與所述兩個(gè)η型第一中間層中的一層直接接觸，并且第二光電轉(zhuǎn)換單元與所述兩個(gè)η型第一中間層中的另一層直接接觸。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中 第一光電轉(zhuǎn)換單兀包括由非晶娃形成的第一本征娃層、設(shè)置在第一本征娃層和基底之間的第一類型導(dǎo)電層以及設(shè)置在第一本征硅層上的第二類型導(dǎo)電層， 第二光電轉(zhuǎn)換單元包括由包含多個(gè)晶體的結(jié)晶硅形成的第二本征硅層、設(shè)置在第二本征硅層和中間單元之間的第三類型導(dǎo)電層以及設(shè)置在第二本征硅層上的第四類型導(dǎo)電層。
7.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中 第一中間層和第二中間層摻雜有η型雜質(zhì)或P型雜質(zhì)， η型第一中間層和P型第一中間層分別設(shè)置在中間單元的最外側(cè)，第一光電轉(zhuǎn)換單元與所述η型第一中間層和P型第一中間層中的一層直接接觸，第二光電轉(zhuǎn)換單元與所述η型第一中間層和P型第一中間層中的另一層直接接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中 第一光電轉(zhuǎn)換單元包括由非晶硅形成的第一本征硅層，第一本征硅層與η型第一中間層接觸， 第二光電轉(zhuǎn)換單元包括由包含多個(gè)晶體的結(jié)晶硅形成的第二本征硅層，第二本征硅層與P型第一中間層接觸。
9.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中 第一中間層和第二中間層摻雜有η型雜質(zhì)或P型雜質(zhì)， 第一中間層和第二中間層包含SiOx: H、SiCx: H和SiNx: H中的至少一種。
10.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，第一中間層的折射率在2.3至3.0的范圍內(nèi)，第二中間層的折射率在I. 6至2. I的范圍內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，第一中間層的電導(dǎo)率大于10_3(Qcm)-1，第二中間層的電導(dǎo)率小于KT4(Qcm)'
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，第一中間層的厚度為10A至500 A,第二中間層的厚度為50 A至1500 A。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，第一中間層的氧濃度小于40at%，第二中間層的氧濃度為4(^丨％至70at%。
14.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，中間單元包括k個(gè)層，其中k是大于2的整數(shù)，根據(jù)下面的等式將中間層的折射率定義為na， (w, X I + H,X if,，+...+ Wjix di) IArΜ1%η, η α Ci1--M2+...+4) 其中，Il1至!!,表示中間單元中包括的k個(gè)層中的各個(gè)層的折射率，Cl1至dk表示中間單元中包括的k個(gè)層中的各個(gè)層的厚度。
15.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，中間單元的折射率為I.7至2. 5，并且中間單元的厚度為100 A至1500 A。
16.一種光電轉(zhuǎn)換裝置，所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括基底和多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體，其中，基底具有多個(gè)單體區(qū)域，所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體在基底上，并且分別對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)單體區(qū)域，所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體串聯(lián)地結(jié)合并且每個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體包括 第一電極層，在基底上； 第一光電轉(zhuǎn)換單元，在第一電極層上并具有第一能帶隙； 第二光電轉(zhuǎn)換單元，具有與第一能帶隙不同的第二能帶隙，第二光電轉(zhuǎn)換單元在第一光電轉(zhuǎn)換單元上； 中間單元，在第一光電轉(zhuǎn)換單元和第二光電轉(zhuǎn)換單元之間，中間單元包括第一中間層和第二中間層的堆疊件，第一中間層和第二中間層中的每層的折射率小于第一光電轉(zhuǎn)換單元的折射率，第一中間層具有第一折射率，第二中間層具有小于第一折射率的第二折射率； 第二電極層，在第二光電轉(zhuǎn)換單元上。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中 第一中間層的電導(dǎo)率高于第二中間層的電導(dǎo)率， 兩個(gè)第一中間層分別設(shè)置在中間單元的最外側(cè)，使得第一光電轉(zhuǎn)換單元與所述兩個(gè)第一中間層中的一層直接接觸，并且第二光電轉(zhuǎn)換單元與所述兩個(gè)第一中間層中的另一層直接接觸。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中 第一光電轉(zhuǎn)換單兀包括由非晶娃形成的第一本征娃層、在第一本征娃層和基底之間的第一類型導(dǎo)電層以及在第一本征硅層上的第二類型導(dǎo)電層， 第二光電轉(zhuǎn)換單元包括由包含多個(gè)晶體的結(jié)晶硅形成的第二本征硅層、在第二本征硅層和中間單元之間的第三類型導(dǎo)電層以及在第二本征硅層上的第四類型導(dǎo)電層。
19.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中，中間單元包括k個(gè)層，其中k是大于2的整數(shù)，根據(jù)下面的等式將中間層的折射率定義為na，(nixd1+n2x d2+---+nkx dk) Ma (rf2+...+4) 其中，Il1至!!,表示中間單元中包括的k個(gè)層中的各個(gè)層的折射率，Cl1至dk表示中間單元中包括的k個(gè)層中的各個(gè)層的厚度。
20.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中，中間單元的折射率為I.7至2. 5，并且中間單元的厚度為100 A至1500 A。
21.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中 通過第一分隔槽將第一電極層劃分到所述多個(gè)單體區(qū)域中， 通過第二分隔槽將第一光電轉(zhuǎn)換單元、第二光電轉(zhuǎn)換單元、中間單元和第二電極層劃分到所述多個(gè)單體區(qū)域中。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，在每個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體中， 通孔順序地穿透第二光電轉(zhuǎn)換單元、中間單元和第一光電轉(zhuǎn)換單元，以暴露相鄰的光電轉(zhuǎn)換單體的第一電極層， 第二電極層通過所述通孔電連接到相鄰的光電轉(zhuǎn)換單體的第一電極層。
23.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中 通孔設(shè)置在所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體中的第一光電轉(zhuǎn)換單體中，所述通孔順序地穿透第一光電轉(zhuǎn)換單體的第二光電轉(zhuǎn)換單元、中間單元和第一光電轉(zhuǎn)換單元，所述通孔暴露所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單體中的第二光電轉(zhuǎn)換單體的第一電極層，第二光電轉(zhuǎn)換單體與第一光電轉(zhuǎn)換單體相鄰， 第一光電轉(zhuǎn)換單體的第二電極層通過所述通孔電連接到第二光電轉(zhuǎn)換單體的第一電極層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光電轉(zhuǎn)換裝置，所述裝置包括第一光電轉(zhuǎn)換單元，在基底上并具有第一能帶隙；第二光電轉(zhuǎn)換單元，具有與第一能帶隙不同的第二能帶隙，第二光電轉(zhuǎn)換單元在第一光電轉(zhuǎn)換單元上；中間單元，在第一光電轉(zhuǎn)換單元和第二光電轉(zhuǎn)換單元之間，中間單元包括第一中間層和第二中間層的堆疊件，第一中間層和第二中間層中的每層的折射率小于第一光電轉(zhuǎn)換單元的折射率，第一中間層具有第一折射率，第二中間層具有小于第一折射率的第二折射率。
文檔編號(hào)H01L27/144GK102769020SQ20121010695
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者全基元, 南毓鉉, 鄭勝在 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社, 三星電子株式會(huì)社