專利名稱：：用于基于薄膜和晶片的太陽(yáng)能應(yīng)用的微晶硅合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及太陽(yáng)能電池及其形成方法和裝置。尤其是，本發(fā)明的實(shí)施例涉及薄膜及晶體太陽(yáng)能電池中的層結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：晶硅太陽(yáng)能電池和薄膜太陽(yáng)能電池是太陽(yáng)能電池的兩種類型。晶硅太陽(yáng)能電池通常使用單晶基板(即純硅制成的單晶體基板)或多晶硅基板(即多晶體或多晶硅)。為了改進(jìn)光捕獲、形成電路及保護(hù)器件，將額外的膜層沉積到硅基板上。薄膜太陽(yáng)能電池使用沉積在適當(dāng)基板上的材料薄層，以形成一個(gè)或幾個(gè)p-n結(jié)。適當(dāng)基板包括玻璃、金屬和聚合物基板。為了擴(kuò)展太陽(yáng)能電池的商業(yè)使用，必須提高效率。太陽(yáng)能電池效率涉及入射輻射轉(zhuǎn)換為有效電力的比例。為了可用于更多應(yīng)用，必須將太陽(yáng)能電池效率提高到超過(guò)當(dāng)前最佳的大約15%的性能。隨著能源成本的提高，需要改進(jìn)的薄膜太陽(yáng)能電池及在工業(yè)條件下形成所述電池的方法和裝置。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的實(shí)施例提供形成太陽(yáng)能電池的方法。某些實(shí)施例提供制造太陽(yáng)能電池的方法，包括在基板上形成導(dǎo)電層，及在所述導(dǎo)電層上形成p型晶體半導(dǎo)體合金層。本發(fā)明的某些實(shí)施例還可以包括非晶或本征半導(dǎo)體層、n型摻雜非晶或晶體層、緩沖層、降級(jí)摻雜層、及導(dǎo)電層?？梢栽趎型晶體層上形成第二導(dǎo)電層。替代實(shí)施例提供形成太陽(yáng)能電池的方法，包括在基板上形成導(dǎo)電層，在所述導(dǎo)電層上形成第一摻雜晶體半導(dǎo)體合金層，及在所述第一摻雜晶體半導(dǎo)體合金層之上形成第二摻雜晶體半導(dǎo)體合金層。某些實(shí)施例還可以包括非摻雜非晶或晶體半導(dǎo)體層、緩沖層、降級(jí)摻雜層、及導(dǎo)電層。某些實(shí)施例還可以包括串聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的第三和第四摻雜晶體半導(dǎo)體合金層。其它實(shí)施例提供形成太陽(yáng)能電池的方法，包括在半導(dǎo)體基板上形成反射層，及在所述反射層之上形成晶體結(jié)，其中所述反射層包括一個(gè)或多個(gè)晶體半導(dǎo)體合金層。為了可以更加詳細(xì)地理解本發(fā)明的上述特征，參考某些在附圖中示出的實(shí)施例，給出上面概述的本發(fā)明的更加明確描述。然而，需要指出的是，附圖僅示出本發(fā)明的典型實(shí)施例，由于本發(fā)明可以允許其它等效實(shí)施例，因此不能認(rèn)為附圖限制了本發(fā)明的范圍。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的單結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池的示意側(cè)視圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的串聯(lián)結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池的示意側(cè)視圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的單結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池的示意側(cè)視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的串聯(lián)結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池的示意側(cè)視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的晶體太陽(yáng)能電池的示意側(cè)視圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的裝置的剖視圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的裝置的平面圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的串聯(lián)結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池的示意側(cè)視圖9是根據(jù)^:發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的三結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池的示意側(cè)視圖。為了便于理解，已經(jīng)盡可能地使用相同參考數(shù)字表示附圖中共有的相同元件。預(yù)計(jì)，不需要明確描述，可以有益地將在一個(gè)實(shí)施例中公開的元件用于其它實(shí)施例。具體實(shí)施例方式薄膜太陽(yáng)能電池以多種不同方式將眾多類型的薄膜整合在一起。在這種器件中使用的大多數(shù)薄膜整合了半導(dǎo)體元素，諸如硅、鍺等。所述不同薄膜的特性包括結(jié)晶度、摻雜類型及摻雜量、和電導(dǎo)率。大多數(shù)這種薄膜可以由化學(xué)氣相沉積工藝形成，所述工藝可以包括某種程度的離子化或等離子體形成。太陽(yáng)能電池中使用的薄膜一般由諸如硅層的整體半導(dǎo)體層提供電荷產(chǎn)生。為了與太陽(yáng)能電池中存在的各種摻雜層相區(qū)別，有時(shí)也將所述整體層稱為本征層。所述本征層可以具有任何預(yù)期程度的結(jié)晶度，結(jié)晶度將影響其光吸收特性。例如，諸如非晶硅的非晶本征層一般將吸收來(lái)自諸如微晶硅的具有不同結(jié)晶度的本征層的不同波長(zhǎng)的光。出于這種原因，大多數(shù)太陽(yáng)能電池將使用兩種類型的層，以便獲得最寬的可能吸收特性。在某些實(shí)例中，可以將本征層用作兩種不同層類型之間的緩沖層，以便在所述兩種層之間提供光或電性能的更平滑過(guò)渡?？梢詫⒐韬推渌雽?dǎo)體制成具有變化結(jié)晶度的固體?；静痪哂薪Y(jié)晶度的固體是非晶的，而將具有可忽略結(jié)晶度的硅也被稱作非晶硅。完全結(jié)晶的硅被稱為晶體、多晶或單晶硅。多晶硅是被形成為由晶界分隔的許多晶粒的晶硅。單晶硅是硅的單一晶體。將具有部分結(jié)晶度的固體，即在大約5%和大約95%之間的晶化率的固體稱為納米晶體或微晶體，一般是指在非晶相中懸浮的晶粒尺寸。將具有較大晶粒的固體稱為微晶體，而將具有較小晶粒的固體稱為納米晶體。應(yīng)當(dāng)指出的是，"晶硅"可以指任何形式的具有晶相的硅，包括微晶和納米晶硅。一般通過(guò)將硅源化合物提供到容納基板的處理室，來(lái)形成整體硅層。一般將所述基板布置在所述處理室中的支架上，以便暴露于所述硅源化合物。將包含所述硅源化合物的氣體混合物引入到所述室中。在許多實(shí)例中，所述硅源化合物是硅烷,但是也可以使用其它化合物，諸如取代硅垸(substitutedsilane)、寡或聚硅垸、及環(huán)硅烷。某些適當(dāng)硅源化合物是硅烷(SiHj)、乙硅垸(Si2H6)、四氟化硅(SiF4)、四氯化硅(SiCU)、和二氯甲硅垸(SiH2Cl2)。為了控制結(jié)晶度，也可以提供氫氣，結(jié)晶度一般將隨著所述氣體混合物中氫與硅的比值升高和下降。還可以使用惰性氣體，以通過(guò)稀釋或濃縮所述反應(yīng)物來(lái)控制整個(gè)反應(yīng)。為了提高反應(yīng)速率和降低形成薄膜所需溫度，還可以通過(guò)離子化來(lái)活化所述反應(yīng)物。常常將整體硅或半導(dǎo)體稱為"本征"，以便與己經(jīng)摻雜過(guò)并具有與本征半導(dǎo)體不同性能的"非本征"半導(dǎo)體區(qū)別。在某些實(shí)施例中，可以通過(guò)將含有硅垸和氫氣的氣體混合物提供到容納基板的處理室中，來(lái)形成本征硅層。可以以在每升反應(yīng)體積每分鐘大約0.5標(biāo)準(zhǔn)立方厘米(sccm/L)和大約1000sccm/L之間的流速、且在大約5:1和大約500:1之間或更高的氫與硅垸的比值，來(lái)提供所述氣體混合物。一般由在其中進(jìn)行所述反應(yīng)的處理室來(lái)限定所述反應(yīng)體積。在許多實(shí)施例中，由所述室的室壁、所述基板支架及一般布置在所述基板支架上方的氣體分配器，來(lái)限定所述反應(yīng)體積。理論上不限制所述氫氣與硅垸的比值，但是隨著所述比值在給定反應(yīng)中增加時(shí)，由于硅的可用性限制了反應(yīng)速率，所以沉積速率降低。以大約50或更小的氫與硅烷的比值而執(zhí)行的沉積可導(dǎo)致非晶硅層的沉積。對(duì)于12或更小的比值，所述層一般是非晶的。一般將具有小于大約30%的結(jié)晶度的硅層稱為非晶的。以大約100或更大的氫與硅烷的比值執(zhí)行的沉積一般將導(dǎo)致具有大約60%或更高的結(jié)晶度分?jǐn)?shù)的沉積薄膜。當(dāng)然，精確轉(zhuǎn)化點(diǎn)還取決于其它反應(yīng)條件，如溫度和壓力。在某些實(shí)施例中，在沉積期間改變所述比值將有利于調(diào)整所述沉積薄膜的不同部分中的結(jié)晶度分?jǐn)?shù)。例如，可能期望的是通過(guò)在沉積期間改變反應(yīng)條件，在一次沉積中沉積整體硅層和緩沖層。可以將室壓維持在大約0.1Torr和大約100Torr之間。較高的壓力一般將促進(jìn)沉積速率和結(jié)晶度，但是為了維持反應(yīng)物的給定程度的離子化，將需要更高的功率。因此，對(duì)于大多數(shù)實(shí)施例，優(yōu)選在大約4Torr和大約12Torr之間的壓力。施加在大約每平方厘米基板面積15毫瓦(mW/cm2)和大約500mW/cn^之間的RF功率，一般將導(dǎo)致以每分鐘100埃(A/min)或更好的速率來(lái)沉積本征硅?？梢酝ㄟ^(guò)提供氫氣與硅烷氣體的比值為大約20:1或更低的氣體混合物，來(lái)沉積本征非晶硅層?？梢砸栽诖蠹s0.5sccm/L和大約7sccm/L之間的流速提供硅垸氣體。可以以在大約5sccm/L和大約60sccm/L之間的流速提供氫氣?？梢詫⒃?5mW/cn^和大約250mW/cn^之間的RF功率施加到噴頭(showerhead)?？梢詫⑹覊壕S持在大約0.1Torr和20Torr之間，優(yōu)選在大約0.5Torr和大約5Torr之間。本征型非晶硅層的沉積速率將為大約100A/min或更高。在示范實(shí)施例中，以大約12.5:1的氫與硅烷比值沉積本征型非晶硅層?？梢酝ㄟ^(guò)提供氫氣與硅垸氣體的比值為大約50:1或更低的氣體混合物來(lái)沉積p-i緩沖型本征非晶硅(PIB)層，，所述比值例如小于大約30:1，例如9在大約20:1和大約30:1之間，諸如大約25:1?？梢砸栽诖蠹s0.5sccm/L和大約5sccm/L之間的流速來(lái)提供硅垸氣體，比如大約2.3sccm/L?？梢砸栽诖蠹s5sccm/L和大約80sccm/L之間的流速來(lái)提供氫氣，比如在大約20sccm/L和大約65sccm/L之間，例如大約57sccm/L。可以將在15mW/cn^和大約250mW/cn^之間的RF功率施加到噴頭，比如大約30mW/cm2?？梢詫⑹覊壕S持在大約0.1Torr和20Torr之間，優(yōu)選在大約0.5Torr和大約5Torr之間，諸如大約3Torr。PIB層的沉積速率將為大約100A/min或更高。可以通過(guò)提供氫與硅垸的比值在大約20:1和大約200:1之間的氫氣和硅垸氣體的氣體混合物，來(lái)沉積本征型微晶硅層。可以以在大約0.5sccm/L和大約5sccm/L之間的流速提供硅烷氣體?？梢砸栽诖蠹s40sccm/L和大約400sccm/L之間的流速提供氫氣。在某些實(shí)施例中，在沉積期間可以使硅烷流速?gòu)牡谝涣魉傩本€上升到第二流速。在某些實(shí)施例中，在沉積期間可以使所述硅烷流速?gòu)牡谝涣魉傩本€下降到第二流速。以在大約1Torr和大約100Torr之間(優(yōu)選在大約3Torr和大約20Torr之間，更優(yōu)選是在大約4Torr和大約12Torr之間)的室壓施加在大約300mW/cn^或更高(優(yōu)選為600mW/cmS或更高)的RF功率，一般將以大約200A/min或更高(優(yōu)選為大約500A/min)的速率，沉積具有在大約20%和大約80%之間(優(yōu)選在大約55%和大約75%之間)的晶化率的本征型微晶硅層。在某些實(shí)施例中，在沉積期間，使所施加RF功率的功率密度從第一功率密度斜線變化到第二功率密度將是有利的。可以在多個(gè)步驟中沉積本征型微晶硅層，每個(gè)步驟具有不同的晶化率。在—個(gè)實(shí)施例中，例如，可以在四個(gè)步驟中將氫與硅烷的比值從100:1降低到95:1，到90:1，隨后降低到85:1。在一個(gè)實(shí)施例中，可以以在大約0.1sccm/L和大約5sccm/L之間(諸如大約0.97sccm/L)的流速，提供硅烷氣體?？梢砸栽诖蠹s10sccm/L和大約200sccm/L之間(諸如在大約80sccm/L和大約105sccm/L之間)的流速，提供氫氣。在其中所述沉積具有多個(gè)步驟(諸如四個(gè)步驟)的示范實(shí)施例中，在第一步驟中所述氫氣流可以開始于大約97sccm/L，并且在后續(xù)處理步驟中逐漸地將其分別降低到大約92sccm/L、88sccm/L和83sccm/L。以在大約1Torr和大約100Torr之間(例如在大約3Torr和大約20Torr之間，諸如在大約4Torr和大約12Torr之間，諸如大約9Torr)的室壓施加在大約300mW/cm2或更高(諸如大約490mW/cm2)的RF功率，將導(dǎo)致以大約200A/min或更高(諸如400A/min)的速率沉積本征型微晶硅層。一般由摻雜半導(dǎo)體層(諸如以p型或n型摻雜劑摻雜的硅層)來(lái)提供電荷收集。p型摻雜劑一般是III族元素，諸如硼或鋁。n型摻雜劑一般是V族元素，諸如磷、砷或銻。在大多數(shù)實(shí)施例中，將硼用作p型慘雜劑，而將磷用作n型摻雜劑?？梢酝ㄟ^(guò)在所述反應(yīng)混合物中包括含硼或含磷化合物，將這些摻雜劑添加到上述層中。適當(dāng)?shù)呐鸷土谆衔镆话惆鸷土椎娜〈头侨〈妮^低低聚物。某些適當(dāng)?shù)呐鸹衔锇ㄈ谆?B(CH3)3或TMB)、乙硼垸(B2H6)、三氟化硼(BF3)、和三乙基硼(B(C2Hs)3或TEB)。磷化氫是最普通的磷化合物。一般利用載體氣體(諸如氫、氦、氬、和其它適當(dāng)氣體)來(lái)提供所述摻雜劑。如果將氫用作所述載體氣體，其增加反應(yīng)混合物中的總氫。因此，氫比值將包括用作摻雜劑的載體氣體的氫。一般作為惰性氣體中的稀釋氣體混合物來(lái)提供摻雜劑。例如，可以以載體氣體中大約0.5%的摩爾或體積濃度來(lái)提供摻雜劑。如果以在以1.0sccm/L流動(dòng)的載體氣體中的0.5%的體積濃度提供摻雜劑，所得摻雜劑流速將是0.005sccm/L。取決于所期望的摻雜程度，可以以在大約0.0002sccm/L和大約0.1sccm/L之間的流速將慘雜劑提供到反應(yīng)室。一般來(lái)說(shuō)，將摻雜劑濃度維持在大約1018原子/0112和大約102Q原子/crr^之間?？梢酝ㄟ^(guò)以氫與硅垸的比值為大約200:1或更高(諸如1000:1或更低，例如在大約250:1和大約800:1之間，而在進(jìn)一步的示例中為大約601:1或401:1)提供氫氣和硅烷氣體的氣體混合物，來(lái)沉積p型微晶硅層?？梢砸栽诖蠹sO.lsccm/L和大約0.8sccm/L之間(諸如在大約0.2sccm/L和大約0.38sccm/L之間)的流速提供硅烷氣體?？梢砸栽诖蠹s60sccm/L和大約500sccm/L之間(諸如大約143sccm/L)的流速提供氫氣?？梢砸栽诖蠹s0.0002sccm/L和大約0.0016sccm/L之間(諸如大約0.00115sccm/L)的流速提供TMB。如果以載體氣體中0.5%摩爾或體積濃度提供TMB，那么可以以在大約0.04sccm/L和大約0.32sccm/L之間(諸如大約0.23sccm/L)的流速提供摻雜劑/載體氣體混合物。以在大約1Torr和大約100Torr之間(優(yōu)選在大約3Torr和大約20Torr之間，更加優(yōu)選在大約4Torr和大約12Torr之間，諸如大約7Torr或大約9Torr)的室壓施加在大約50mW/cm2和大約700mW/cm2之間(諸如在大約2卯mW/cm2和大約440mW/cm2之間)的RF功率，將導(dǎo)致以大約10A/min或更ii高(諸如大約143A/min或更高)來(lái)沉積具有在大約20%和大約80%之間(對(duì)于微晶層優(yōu)選在大約50%和大約70%之間)的晶化率的p型微晶層?？梢酝ㄟ^(guò)以比值為大約20:1或更低提供氫氣與硅烷氣體的氣體混合物，來(lái)沉積p型非晶硅層。可以以在大約1sccm/L和大約10sccm/L之間的流速提供硅烷氣體。可以以在大約5sccm/L和大約60sccm/L之間的流速提供氫氣?？梢砸栽诖蠹s0.005sccm/L和大約0.05sccm/L之間的流速提供三甲基硼。如果以載體氣體中0.5%摩爾或體積濃度提供三甲基硼，那么可以以在大約1sccm/L和大約10sccm/L之間的流速提供摻雜劑/載體氣體混合物。以在大約0.1Torr和20Torr之間(優(yōu)選在大約1Torr和大約4Torr之間)的室壓施加在大約15mW/cn^和大約200mW/cn^之間的RF功率，將導(dǎo)致以大約100A/min或更高來(lái)沉積p型非晶硅層?？梢酝ㄟ^(guò)以比值為大約100:1或更高(諸如500:1或更低，諸如在大約150:1和大約400:1之間，例如大約304:1或203:1)提供氫氣與硅垸氣體的氣體混合物，來(lái)沉積n型微晶硅層?？梢砸栽诖蠹s0.1sccm/L和大約0.8sccm/L之間(諸如在大約0.32sccm/L和大約0.45sccm/L之間，例如大約0.35sccm/L)的流速提供硅烷氣體?？梢砸栽诖蠹s30sccm/L和大約250sccm/L之間(諸如在大約68sccm/L和大約143sccm/L之間，例如大約71.43sccm/L)的流速提供氫氣?？梢砸栽诖蠹s0.0005sccm/L和大約0.006sccm/L之間(諸如在大約0.0025sccm/L和大約0.015sccm/L之間，例如大約0.005sccm/L)的流速提供磷化氫。換句話說(shuō)，如果以載體氣體中0.5%摩爾或體積濃度提供磷化氫，那么可以以在大約0.1sccm/L和大約5sccm/L之間(諸如在大約0.5sccm/L和大約3sccm/L之間，例如在大約0.9sccm/L和大約1.088sccm/L之間)的流速提供摻雜劑/載體氣體混合物。以在大約1Torr和大約100Torr之間(優(yōu)選在大約3Torr和大約20Torr之間，更加優(yōu)選在大約4Torr和大約12Torr之間，例如大約6Torr或大約9Torr，的室壓施加在大約100mW/cm2和大約卯0mW/cm2之間(諸如大約370mW/cm2)的RF功率，將導(dǎo)致以大約50A/min或更高(諸如大約150A/min或更高)的速率沉積具有在大約20%和大約80%之間(優(yōu)選在大約50%和大約70%之間)的晶化率的n型微晶硅層?？梢酝ㄟ^(guò)以比值為大約20:1或更低(諸如5.5:1或7.8:1)提供氫氣與硅烷氣體的氣體混合物，來(lái)沉積n型非晶硅層?？梢砸栽诖蠹sO.lsccm/L和大約10sccm/L之間(諸如在大約1sccm/L和大約10sccm/L之間，在大約0.1sccm/L和5sccm/L之間，或在大約0.5sccm/L和大約3sccm/L之間，例如大約1.42sccm/L或5.5sccm/L)的流速提供硅垸氣體。可以以在大約1sccm/L和大約40sccm/L之間(諸如在大約4sccm/L和大約40sccm/L之間，或在大約1sccm/L和大約10sccm/L之間，例如大約6.42sccm/L或27sccm/L)的流速提供氫氣?？梢砸栽诖蠹s0.0005sccm/L和大約0.075sccm/L之間(諸如在大約0.0005sccm/L和大約0.0015sccm/L之間或在大約0.0015sccm/L和大約0.03sccm/L之間，例如大約0.0095sccm/L或0.023sccm/L)的流速提供磷化氫。如果以載體氣體中0.5%摩爾或體積濃度提供磷化氫，那么可以以在大約0.1sccm/L和大約15sccm/L之間(諸如在大約0.1sccm/L和大約3sccm/L之間，在大約2sccm/L和大約15sccm/L之間，或在大約3sccm/L和大約6sccm/L之間，例如大約1.9sccm/L或大約4.71sccm/L)的流速提供摻雜劑/載體氣體混合物。以在大約0.1Torr和大約20Torr之間(優(yōu)選在大約0.5Torr和大約4Torr之間，諸如大約1.5Torr)的室壓施加在大約25mW/cn^和大約250mW/cn^之間(諸如大約60mW/cn^或大約80mW/cm2)的RF功率，將導(dǎo)致以大約100A/min或更髙(諸如大約200A/min或更高，諸如大約300A/min或大約600A/min)的速率沉積n型非晶硅層。在某些實(shí)施例中，可以通過(guò)以高速率(例如在上述配方的上限部分中的速率)提供摻雜劑化合物，來(lái)重?fù)诫s或降級(jí)摻雜所述層。一般認(rèn)為降級(jí)摻雜通過(guò)提供低電阻接觸結(jié)而改善電荷收集。還認(rèn)為降級(jí)摻雜改進(jìn)諸如非晶層的某些層的電導(dǎo)率。在某些實(shí)施例中，硅與諸如氧、碳、氮和鍺的其它元素的合金將是有用的。可以通過(guò)補(bǔ)充具有每種源的反應(yīng)氣體混合物，將這些其它元素添加到硅膜。例如，可以通過(guò)將諸如甲垸(CH4)的碳源添加到所述氣體混合物，將碳添加到膜中。一般來(lái)說(shuō)，可以將大多數(shù)CrC4的碳?xì)浠镉米魈荚?。替代地，現(xiàn)有技術(shù)中已知的有機(jī)硅化合物，諸如有機(jī)硅垸、有機(jī)硅氧垸、有機(jī)硅烷醇等等，可以作為硅和碳兩者的源。鍺化合物，諸如鍺烷、有機(jī)鍺垸，連同含有硅和鍺的化合物，諸如硅鍺烷或鍺硅垸，可以作為鍺源。氧氣(02)可以作為氧源。其它氧源包括但不限于，氮的氧化物(一氧化二氮-N20、氧化一氮-NO、三氧化二氮->1203、二氧化氮-N02、四氧化二氮-1^204、五氧化二氮-N20s、及三氧化氮-N03)、過(guò)氧化氫(H202)、一氧化碳或二氧化碳(CO或C02)、臭氧(03)、氧原子、氧基、和醇(ROH，其中R是任何有機(jī)或異質(zhì)有機(jī)基族)。氮源可以包括氮?dú)?N2)、氨氣(NH3)、肼(N2H2)、胺(RXNR'3-X,其中x是0到3，每個(gè)R和R'獨(dú)立表示任何有機(jī)或異質(zhì)有機(jī)基族)、酰胺((RCO)xNR'3.x，其中x是0到3，每個(gè)R和R'獨(dú)立表示任何有機(jī)或異質(zhì)有機(jī)基族)、酰亞胺(RCONR'，其中每個(gè)R和R'獨(dú)立表示任何有機(jī)或異質(zhì)有機(jī)基族)、烯胺(R^2C-C3NR4R5，其中每個(gè)RrRs獨(dú)立表示任何有機(jī)或異質(zhì)有機(jī)基族)、及氮原子和氮基。需要注意的是，在許多實(shí)施例中，可以將預(yù)清洗工藝用于準(zhǔn)備基板和/或沉積上述層的反應(yīng)室。為了從基板和/或室壁去除污染物，可以通過(guò)向所述處理室供應(yīng)在大約10sccm/L和大約45sccm/L之間(諸如15sccm/L和大約40sccm/L之間，例如大約20sccm/L和大約36sccm/L)的氫氣或氬氣，來(lái)執(zhí)行氫或氬等離子體預(yù)處理工藝。在一個(gè)示例中，可以以大約21sccm/L供應(yīng)氫氣或以大約36sccm/L供應(yīng)氬氣。通過(guò)施加在大約10mW/cn^和大約250mW/cm2之間(諸如在大約25mW/cn^和大約250mW/ci^之間，例如對(duì)于氫處理的大約60mW/cn^或大約80mW/cn^和對(duì)于氬處理的大約25mW/cm2)的RF功率，實(shí)現(xiàn)所述處理。在許多實(shí)施例中，在沉積p型非晶硅層之前執(zhí)行氬等離子體預(yù)處理工藝、以及在沉積其它類型的層之前執(zhí)行氫等離子體預(yù)處理工藝是有利的。太陽(yáng)能電池實(shí)施例本發(fā)明的實(shí)施例提供用于形成具有改進(jìn)效率的薄膜和晶體太陽(yáng)能電池的方法和裝置。在下面的實(shí)施例中，根據(jù)上述配方實(shí)現(xiàn)各層的沉積。取決于不同實(shí)施例的需要，可以將在下面的實(shí)施例中描述的層形成為任何適宜厚度。n型摻雜層一般具有在大約100A和大約1000A之間的厚度，諸如在大約200A和大約500A之間，例如大約300A。p型摻雜層一般具有在大約50A和大約300A之間的厚度，諸如在大約150A和大約250A之間，例如大約200A。導(dǎo)電層一般具有在大約500A和大約20000A之間的厚度，諸如在大約5000A和大約11000A之間，例如大約8000A。本征層一般具有在大約1000A和大約10000A之間的厚度，諸如在大約2000A和大約4000A之間，例如大約3000A。PIB層一般具有在大約50A和大約500A之間的厚度，諸如在大約100A和大約300A之間，例如大約200A。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的單結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池100的示意側(cè)視圖。太陽(yáng)能電池100包含具有在其上形成的薄膜的基板101，諸如玻璃基板、聚合物基板、金屬基板、或其它適當(dāng)基板。在所述基板101上形成導(dǎo)電層104。所述導(dǎo)電層104優(yōu)選是基本透明的，諸如透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層。在這里描述的全部實(shí)施例中，TCO層可以包含氧化錫、氧化鋅、氧化錫銦、錫酸鎘、它們的組合，或其它適當(dāng)材料，并且還可以包括額外摻雜劑和組分。例如，氧化鋅還可以包括摻雜劑，諸如鋁、鎵、硼、和其它適當(dāng)摻雜劑。氧化鋅優(yōu)選包含5原子％或更低的摻雜劑，并且更加優(yōu)選地，包含2.5原子％或更低的鋁。在某些實(shí)例中，可以由玻璃制造商提供具有已在其上形成導(dǎo)電層104的基板101。為了通過(guò)減少光反射來(lái)改進(jìn)光吸收，可以可選地通過(guò)濕法、等離子體、離子和/或機(jī)械工藝，將基板和/或在其上形成的一個(gè)或幾個(gè)薄膜形成紋理。例如，在某些實(shí)施例中，將所述導(dǎo)電層104形成紋理，并且隨后在其上沉積的薄膜一般將遵循下面的表面的形貌。在導(dǎo)電層104之上形成降級(jí)摻雜p型非晶硅層106。在降級(jí)摻雜p型非晶硅層106之上形成p型非晶硅合金層108。在p型非晶硅合金層108之上形成PIB層110。在PIB層110之上形成本征非晶硅層112。在本征非晶硅層112之上形成n型非晶硅層114。在形成所述太陽(yáng)能電池的頂部接觸層118之前，在n型非晶硅層114之上形成n型晶硅合金層116。n型晶硅合金層116可以是微晶的、納米晶的、或多晶的，并且可以使用這里描述的配方形成層116。n型晶硅合金層116可以包含碳、氧、氮、或它們的任何組合?？梢詫⑵涑练e成單一同質(zhì)層、具有一個(gè)或多個(gè)漸變特性的單一層、或多層。所述漸變特性可以包括結(jié)晶度、摻雜劑濃度、合金材料濃度、或其它特性，諸如介電常數(shù)、折射系數(shù)、電導(dǎo)率、或能帶隙。所述n型晶硅合金層可以是n型碳化硅層、n型氧化硅層、n型氮化硅層、和n型氮氧化硅層、n型碳氧化硅層、或n型氮碳氧化硅層。在某種程度上，n型晶硅合金層116中二次組分的量會(huì)偏離化學(xué)計(jì)量比。例如，n型碳化硅層可以具有在大約1原子％和大約50原子％之間的碳。同樣地，n型氮化硅層可以具有在大約1原子％和大約50原子％之間的氮。n型氧化硅層可以具有在大約1原子％和大約50原子％之間的氧。在包含超過(guò)一種的二次組分的合金中，所述二次組分含量可以在大約1原子％和大約50原子％之間，其中硅含量在50原子％和99原子％之間?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整處理室中的前體氣體的比值來(lái)調(diào)整所述二次組分的量?？梢栽谟糜谛纬煞謱咏Y(jié)構(gòu)或連續(xù)形成漸變單層的步驟中調(diào)整所述比值。可以將甲垸添加到用于n型微晶硅層的反應(yīng)混合物，以便形成n型微晶碳化硅層。在一個(gè)實(shí)施例中，甲烷氣體流速與硅烷氣體流速的比值在大約O和大約0.5之間，諸如在大約0.20和大約0.35之間，例如大約0.25。為了調(diào)整所述沉積膜中的碳量，可以改變送料中的甲烷氣體與硅垸的比值?？梢栽诙鄬又谐练e所述薄膜，每層具有不同的碳含量，或者可以在沉積層中連續(xù)地調(diào)整碳含量。而且，可以在層內(nèi)同時(shí)調(diào)整和漸變碳和摻雜劑含量。將膜作為多層沉積的優(yōu)點(diǎn)在于具有不同折射系數(shù)的多層可以用作布拉格反射器，明顯增強(qiáng)所述層在中和長(zhǎng)波范圍內(nèi)的反射率。臨近頂部接觸層118形成的n型晶硅合金層116為所述太陽(yáng)能電池實(shí)施例提供幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。所述層是高導(dǎo)電性的，具有可調(diào)的能帶隙和折射系數(shù)。例如，微晶碳化硅呈現(xiàn)60%以上的晶化率、2電子伏特(eV)以上的能帶隙寬度、及大于每厘米0.1西門子(S/cm)的電導(dǎo)率。而且，可以以150-200A/min的速率且小于10%的厚度變化來(lái)沉積所述層?？梢酝ㄟ^(guò)改變反應(yīng)混合物中的甲垸與硅烷的比值，來(lái)調(diào)整能帶隙和折射系數(shù)?？烧{(diào)的折射系數(shù)允許形成高導(dǎo)電性的且具有寬能帶隙的反射層，從而帶來(lái)改進(jìn)的電流和占空系數(shù)。頂部接觸層118—般是導(dǎo)電層，其可以是金屬層，諸如包含一種或幾種從由Al、Ag、Ti、Cr、Au、Cu、Pt、它們的合金或它們的組合構(gòu)成的組中選擇的材料的層。替代地，頂部接觸層118可以是在這種金屬層之上形成的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層，諸如金屬/TCO棧層。圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的串聯(lián)結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池200的示意側(cè)視圖。與圖1的基板101相似的基板201具有在其上形成的與圖1的導(dǎo)電層104相似的導(dǎo)電層204。接下來(lái)，形成降級(jí)和正常摻雜p型非晶硅層206和208，與圖1的相應(yīng)層106和108相似，隨后形成第一PIB層210。形成本征非晶硅層212，隨后形成n型非晶硅層214。在n型非晶硅層214上形成第一n型晶硅合金層216，以便完全第一電池。n型晶硅合金層216形成串聯(lián)結(jié)薄膜太陽(yáng)16能電池200的第一p-i-n結(jié)的n層。圖2的實(shí)施例的特征在于用于增加電荷產(chǎn)生的兩個(gè)p-i-n結(jié)，因此在n型晶硅合金層216之上形成p型晶硅合金層218，以便開始第二電池。在PIB層220和本征晶硅層222之后，在形成接觸層226之前形成第二n型晶硅合金層224，與圖1的太陽(yáng)能電池100的所述結(jié)構(gòu)相似。對(duì)于特征在于晶體層的大多數(shù)實(shí)施例，優(yōu)選微晶形態(tài)，但是也可以使用納米晶、單晶、及多晶層。在圖2的實(shí)施例中，n型晶硅合金層服務(wù)于兩個(gè)用途，作為反射背接觸層和作為結(jié)層。包含作為結(jié)層的合金層212促進(jìn)所述太陽(yáng)能電池對(duì)長(zhǎng)波光線的吸收并改善短路電流，結(jié)果帶來(lái)改進(jìn)的量子和轉(zhuǎn)換效率。圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的單結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池300的示意側(cè)視圖。圖3的實(shí)施例與圖1的實(shí)施例的不同在于包含了在p型非晶硅層與頂部TCO層之間的p型晶硅合金層，取代了諸如圖1的層114的降級(jí)摻雜層。因此圖3的實(shí)施例包含在其上形成諸如TCO層的導(dǎo)電層304的基板301。如上所述，在導(dǎo)電層304之上形成p型晶硅合金層306。p型晶硅合金層306具有由較低摻雜導(dǎo)致的改進(jìn)能帶隙、一般低于降級(jí)摻雜層的可調(diào)折射系數(shù)、高電導(dǎo)率、和由所包括的合金組分導(dǎo)致的抗氧侵蝕能力。通過(guò)形成p型非晶硅層308、PIB層310、本征非晶硅層312、及n型非晶硅層314，在p型晶硅合金層306之上形成p-i-n結(jié)。使用n型晶硅層316和導(dǎo)電層318與前述實(shí)施例相似地完成圖3的太陽(yáng)能電池300，導(dǎo)電層318可以是金屬或金屬/TCO疊棧，與圖1的導(dǎo)電層118相似。圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的串聯(lián)結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池400的示意側(cè)視圖。圖4的實(shí)施例與圖2的實(shí)施例的不同在于包含了在導(dǎo)電層204與p型非晶硅合金層208之間的第一p型晶硅合金層，取代了降級(jí)摻雜p型非晶硅層206。因此圖4的實(shí)施例包含與前述實(shí)施例的基板相似的基板401，具有在其上形成的導(dǎo)電層404、第一p型晶硅合金層406、p型非晶硅合金層408、及第一PIB層410。第一p型晶硅合金層406取代圖2的降級(jí)摻雜p型非晶硅層206。通過(guò)在PIB層410之上形成本征非晶硅層412、n型非晶硅層414、及第一n型晶硅合金層416，完成串聯(lián)結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池400的第一p-i-n結(jié)。隨后，用在所述第一n型晶硅合金層之上形成的第二p型晶硅合金層418、第二PIB層420、本征晶硅層422、及第二n型晶硅合金層424，在所述第一p-i-n結(jié)之上形成第二p-i-n結(jié)。所述第二p-i-n結(jié)與圖2的太陽(yáng)能電池200的第二p-i-n結(jié)相似。通過(guò)在第二n型晶硅合金層424之上添加頂部接觸層426，來(lái)完成太陽(yáng)能電池400。如上所述，頂部接觸層426可以是金屬或金屬/TCO棧層。圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的晶體太陽(yáng)能電池500的示意側(cè)視圖。圖5的實(shí)施例包含半導(dǎo)體基板502，在其上形成晶硅合金層504?？梢愿鶕?jù)這里公開的任何實(shí)施例和配方來(lái)形成晶硅合金層504，并且其可以是單一合金層或組合或多層疊棧。如上所述，晶硅合金層504具有可調(diào)的低折射系數(shù)，并且可以將其構(gòu)建成增強(qiáng)反射率，允許晶硅合金層504作為用于在其上形成的晶體太陽(yáng)能電池506的背反射器層。在圖5的實(shí)施例中，取決于所述層的結(jié)構(gòu)，可以將晶硅合金層504形成為具有任何適宜厚度。單一層實(shí)施例可以具有在大約500A和大約5000A之間(諸如在大約1000A和大約2000A之間，例如大約1500A)的厚度。多層結(jié)構(gòu)可以特征在于多個(gè)層，每個(gè)層的厚度在大約100A和大約1000A之間。本發(fā)明的其它實(shí)施例特征在于在其中全部層是晶體層的薄膜太陽(yáng)能電池。圖8是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的串聯(lián)結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池的示意側(cè)視圖。圖8的實(shí)施例特征在于由晶體層形成的兩個(gè)簡(jiǎn)單p-i-n結(jié)。因此圖8的實(shí)施例包含與前述實(shí)施例相似的在其上形成導(dǎo)電層804的基板801。在導(dǎo)電層804上形成的第一p-i-n結(jié)包含第一p型晶硅合金層806、在所述p型晶硅合金層之上形成的第一本征晶硅合金層808、及在第一本征晶硅合金層808之上形成的第一n型晶硅合金層810。在所述第一p-i-n結(jié)之上形成第二p-i-n結(jié)，其包含第二p型晶硅合金層812、在第二p型晶硅合金層812之上的第二本征晶硅合金層814、及在第二本征晶硅合金層814之上的第二n型晶硅合金層816。在所述第二p-i-n結(jié)之上形成頂部接觸層818。圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的三結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池的示意側(cè)視圖。圖9的實(shí)施例特征在于由晶體層形成的三個(gè)p-i-n結(jié)。因此圖9的實(shí)施例包含與前述實(shí)施例相似的基板901和導(dǎo)電層904，在其上形成第一p-i-n結(jié)。所述第一p-i-n結(jié)包含第一p型、本征、和n型晶硅合金層，分別為卯6、908、和910。在所述第一p-i-n結(jié)之上形成第二p-i-n結(jié)，其包含第二p型、本征、和n型晶硅合金層，分別為912、914、和916。在所述第二p-i-n結(jié)之上形成第三p-i-n結(jié)，其包含第三p型、本征、和n型晶硅合金層，分別為918、920、和922。在所述第三p-i-n結(jié)之上形成頂部接觸層924。圖8和圖9的串聯(lián)結(jié)和三結(jié)實(shí)施例構(gòu)思了不同層中包括的合金材料類型中可用的變化。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)p-i-n結(jié)的各層可以使用碳作為合金材料，而另一個(gè)p-i-n結(jié)的各層使用鍺。例如，在圖8的實(shí)施例中，晶體合金層806、808、及810可以包含硅和碳的合金，而層812、814、及816可以包含硅和鍺的合金。相似地，在圖9的實(shí)施例中，層906、908、910、912、914、及916可以包含硅和碳的合金，而層918、920、及922包含硅和鍺的層。最后，圖8和圖9的實(shí)施例還構(gòu)思了其中所述本征層中的一個(gè)不是合金層的變化。例如，在圖8的替代實(shí)施例中，層808是本征晶硅層，而不是合金層。相似地，在圖9的替代實(shí)施例中，本征層914是本征晶硅層，而不是合金層。這種變化擴(kuò)寬了電池的吸收特性，并且改善了其電荷分離能力。示例表1包含變化結(jié)晶度的各種n型碳化硅層的示例。以50000sccm/L的氫氣流速及3kW的RF功率，在測(cè)量為72cmx60cm，面積為4320cm2的基板上沉積這些示例。表l層類CH4SiH4壓力H2/SiH4D/R電導(dǎo)率光能帶隙晶化率均勻型(sccm)(sccm)(Torr)流速(A/min)(S/cm)(eV)(%)性(o/o)非晶201004503963.86x1(T52.1609.1晶體2010065031540.03932.10515.4晶體2010075031770.3022.10555.8晶體2010085031860.9942.03605.1晶體2010095031852.122.02608.2晶體20100105031903.181.98619.2晶體20100125031634.081.986013.719<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表1表明可以使用高壓等離子體沉積工藝沉積晶體碳化硅，以便產(chǎn)生具有高電導(dǎo)率、寬能帶隙、及良好均勻性的層。由280A微晶碳化硅n層構(gòu)建的單結(jié)太陽(yáng)能電池呈現(xiàn)每平方厘米13.6毫安(mA/cm2)的短路電流(Jse)和73.9%的占空因數(shù)(FF)，及13.4%的量子效率(QE)和9.4%的轉(zhuǎn)換效率(CE)。作為對(duì)比，使用微晶硅的相似電池呈現(xiàn)13.2mA/cm2的Jsc、73.6%的FF、13.0%的QE和9.0%的CE。作為進(jìn)一步對(duì)比，使用280A非晶硅n層(其中降級(jí)摻雜80A)的相似電池呈現(xiàn)13.1mA/cm2的Jsc、74.70/o的FF、12.7。/o的QE和9.0。/o的CE。構(gòu)建了串聯(lián)結(jié)太陽(yáng)能電池，其具有包含270A的微晶碳化硅的底部電池n層和包含100A的n型非晶硅和250A的n型微晶碳化硅的頂部電池n層。對(duì)于700nm光線，所述底部電池呈現(xiàn)9.69mA/cm2的J^和58%的QE。對(duì)于500nm光線，所述頂部電池呈現(xiàn)10.82mA/cr^的^和78y。的QE。構(gòu)建了另一個(gè)串聯(lián)結(jié)太陽(yáng)能電池，其具有包含270A的n型微晶碳化硅的底部電池n層和包含50A的n型非晶硅和250A的n型微晶碳化硅的頂部電池n層。對(duì)于700nm光線，所述底部電池呈現(xiàn)9.62mA/cm2的Jsc和58。/。的QE。對(duì)于500nm光線，所述頂部電池呈現(xiàn)10.86mA/cm2的Jsc和78。/。的QE。作為對(duì)比，構(gòu)建了串聯(lián)結(jié)太陽(yáng)能電池，其具有包含270A的n型微晶碳的底部電池n層和包含200A的n型非晶硅和卯A的降級(jí)摻雜(n型)非晶碳的頂部電池n層。對(duì)于700nm光線，所述底部電池呈現(xiàn)9.00mA/cm2的Jse和53。/。的QE。對(duì)于500nm光線，所述頂部電池呈現(xiàn)10.69mA/cm2的Jse和56。/。的QE。因此，使用碳化硅改進(jìn)了兩種電池中的吸收，在所述底部電池中尤其顯著。裝置圖6是等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)室600的一個(gè)實(shí)施例的示意剖視圖，在所述室中可以沉積諸如圖1-4中的太陽(yáng)能電池的薄膜太陽(yáng)能電池的一個(gè)或多個(gè)膜。一種適當(dāng)?shù)牡入x子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積室可從位于加利福尼亞州圣克拉拉市的應(yīng)用材料股份有限公司獲得。還構(gòu)思了可以將其它沉積室，包括來(lái)自其它制造商的沉積室，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。室600—般包括壁602、底部604、及噴頭610、基板支架630，它們限定了處理空間606?？梢酝ㄟ^(guò)閥門608進(jìn)入所述處理空間，以便可以將基板，諸如基板IOO，傳送進(jìn)出室600。基板支架630包括用于支撐基板的基板接收表面632和連接到提升機(jī)構(gòu)636的用于升高和降低基板支架630的桿634。可選地，可以將遮蔽環(huán)633放置在基板100的外周之上。穿過(guò)基板支架630可移動(dòng)地布置提升銷釘638,用于將基板移向和移離基板接收表面632。基板支架630還可以包括用于將基板支架630維持在期望溫度的加熱和/或冷卻元件639。基板支架630還可以包括用于在基板支架630的外周提供RF接地的接地帶631。由懸架614將噴頭610在其外周處連接到背板612。還可以通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)中心支架616將噴頭610連接到所述背板，以幫助防止松弛和/或控制噴頭610的平直度/曲率。將氣體源620連接到背板612，以通過(guò)背板612和通過(guò)噴頭610向基板接收表面632提供氣體。將真空泵609連接到室600，以將處理空間606控制在期望壓力。將RF功率源622連接到背板612和/或噴頭610，以向噴頭610提供RF功率，以便在所述噴頭和所述基板支架之間產(chǎn)生電場(chǎng)，使得可以由在噴頭610和基板支架630之間的氣體產(chǎn)生等離子體?？梢允褂貌煌琑P頻率，諸如在大約0.3MHz和大約200MHz之間的頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，配備頻率為13.56MHz的RF功率源。還可以將遠(yuǎn)程等離子體源624，諸如感應(yīng)耦合遠(yuǎn)程等離子體源，連接在所述氣體源和所述背板之間。在處理基板之間，可以將清洗氣體提供給遠(yuǎn)程等離子體源624，以便產(chǎn)生遠(yuǎn)程等離子體并將其用于清洗室組件。還可以由提供給噴頭的RF功率源622來(lái)活化所述清洗氣體。適當(dāng)清洗氣體包括但不限于NF3、F2、及SFs。用于一個(gè)或多個(gè)層(諸如圖l-4的層中的一個(gè)或多個(gè))的沉積方法可以包括下述在圖6的處理室或其它適當(dāng)室中的沉積參數(shù)。將具有10000cn^或更高(優(yōu)選為40000112或更高，更加優(yōu)選為55000cr^或更高)的表面積的基板提供到所述室。應(yīng)該理解的是，在處理之后，可以將所述基板切割，以便形成較小太陽(yáng)能電池。在一個(gè)實(shí)施例中，可以將加熱和/或冷卻元件639設(shè)置成在沉積期間提供大約400'C或更低(優(yōu)選在大約100'C和大約400'C之間，更加優(yōu)選在大約150。C和大約300r之間，諸如大約200°C)的基板支架溫度。沉積期間在布置在基板接收表面632上的基板的頂部表面與噴頭610之間的空間可以在400mil和大約1200mil之間，優(yōu)選在400mil和大約800mil之間。圖7是處理系統(tǒng)700的一個(gè)實(shí)施例的頂部示意圖，該處理系統(tǒng)700具有多個(gè)處理室731-737，諸如圖6的PECVD室600或其它能夠沉積硅薄膜的適當(dāng)室。處理系統(tǒng)700包括連接到加載鎖定室710和處理室731-737的傳送室720。加載鎖定室710允許在所述系統(tǒng)外部的周圍環(huán)境與傳送室720及處理室731-737內(nèi)的真空環(huán)境之間傳送基板。加載鎖定室710包括用于保持一個(gè)或多個(gè)基板的一個(gè)或多個(gè)可排空區(qū)域。在基板進(jìn)入系統(tǒng)700期間向所述可排空區(qū)域泵送，而在基板退出系統(tǒng)700期間排空所述區(qū)域。傳送室720至少具有一個(gè)布置在其中的真空機(jī)械手722，其適于在加載鎖定室710與處理室731-737之間傳送基板。在圖7中示出了7個(gè)處理室；但是，所述系統(tǒng)可以具有任何適當(dāng)數(shù)量的處理室。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，將一個(gè)系統(tǒng)700配置成沉積多結(jié)太陽(yáng)能電池的第一p-i-n結(jié)，諸如圖2的層204-210或圖4的層404-410。將處理室731-737中的一個(gè)配置成沉積所述第一p-i-n結(jié)的p型層，同時(shí)，將其余處理室731-737中的每一個(gè)配置成沉積本征型層和n型層。可以在相同室中沉積所述第一p-i-n結(jié)的本征型層和n型層，在所述沉積步驟之間沒(méi)有任何鈍化處理。因此，基板通過(guò)加載鎖定室710進(jìn)入所述系統(tǒng)，由所述真空機(jī)械手將其傳送到配置成沉積p型層的所述專用處理室，由所述真空機(jī)械手將其傳送到配置成沉積本征型層和n型層的其余處理室731-737中的一個(gè)，并由所述真空機(jī)械手將其傳送回加載鎖定室710。在某些實(shí)施例中，使用處理室處理基板以形成p型層所用的時(shí)間大約比在單一室中形成本征型層和n型層所用的時(shí)間快4倍或更多倍，優(yōu)選是快6倍或更多倍。因此，在用于沉積第一p-i-n結(jié)的系統(tǒng)的某些實(shí)施例中，p室與i/n室的比值是1:4或更高，優(yōu)選為1:6或更高。包括用于提供處理室的等離子體清洗的時(shí)間的系統(tǒng)的產(chǎn)量可以大約是10個(gè)基板/小時(shí)或更多，優(yōu)選是20個(gè)基板/小時(shí)或更多。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，將一個(gè)系統(tǒng)700配置成沉積多結(jié)太陽(yáng)能電池的第二p-i-n結(jié)，諸如圖2的層212-222或圖4的層412-422。將處理室731-737中的一個(gè)配置成沉積第二p-i-n結(jié)的p型層，同時(shí)，將其余處理室731-737中的每一個(gè)配置成沉積本征型層和n型層。可以在相同室中沉積第二p-i-n結(jié)的本征型層和n型層，在所述沉積步驟之間沒(méi)有任何鈍化處理。在某些實(shí)施例中，使用處理室處理基板以形成p型層所用的時(shí)間大約比在單一室中形成本征型層和n型層所用的時(shí)間快4倍或更多倍。因此，在用于沉積第二p-i-n結(jié)的系統(tǒng)的某些實(shí)施例中，p室與i/n室的比值是l:4或更高，優(yōu)選為1:6或更高。包括用于提供處理室的等離子體清洗的時(shí)間的所述系統(tǒng)的產(chǎn)量可以大約是3個(gè)基板/小時(shí)或更多，優(yōu)選是5個(gè)基板/小時(shí)或更多。在某些實(shí)施例中，由于本征型微晶硅層的厚度一般比本征型非晶硅層厚，所以用于沉積包含本征型非晶硅層的第二p-i-n結(jié)的系統(tǒng)700的產(chǎn)量大約是用于沉積包含本征型微晶硅層的第一p-i-n結(jié)的系統(tǒng)700的產(chǎn)量的2倍或更高。因此，可以將適于沉積包含本征型非晶硅層的第二p-i-n結(jié)的單一系統(tǒng)700與適于沉積包含本征型微晶硅層的第一p-i-n結(jié)的兩個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)700相匹配。一旦在一個(gè)系統(tǒng)中的一個(gè)基板上己經(jīng)形成第一p-i-n結(jié)，可以將所述基板暴露于周圍環(huán)境(即真空破壞)并將其傳送到第二系統(tǒng)。不需要在沉積第一p-i-n結(jié)和第二p-i-n結(jié)的第一系統(tǒng)之間用濕法或干法清洗所述基板。雖然前面的描述面向本發(fā)明的實(shí)施例，然而可以在不偏離本發(fā)明的基本范圍的條件下設(shè)計(jì)出本發(fā)明的其它及進(jìn)一步的實(shí)施例，本發(fā)明的范圍由隨后的權(quán)利要求所確定。例如，己經(jīng)將圖6的處理室示為位于水平位置。應(yīng)該理解的是，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，所述處理室可以位于任何非水平位置，比如垂直位置。已經(jīng)參考圖7中的多處理室集成工具描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是也可以使用連線系統(tǒng)和混合連線/集成系統(tǒng)。已經(jīng)參考設(shè)置成形成第一p-i-n結(jié)和第二p_i_n結(jié)的第一系統(tǒng)來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，但是也可以在單一系統(tǒng)中形成第一p-i-n結(jié)和第二p-i-n結(jié)。已經(jīng)參考適于沉積本征型層和n型層兩者的處理室23描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是可以將單獨(dú)的室適用于沉積所述本征型層和所述n型層，也可以將單一處理室適用于沉積p型層和本征層型兩者。最后，這里描述的實(shí)施例是一般可應(yīng)用于透明基板(諸如玻璃基板)的p-i-n配置，也構(gòu)思了其他實(shí)施例，其中以逆向沉積序列在諸如不銹鋼或聚合物的不透明基板上構(gòu)建單一或多重疊棧的p-i-n結(jié)。權(quán)利要求1.一種制造太陽(yáng)能電池的方法，包括在基板上形成n型晶體半導(dǎo)體合金層；以及在所述n型晶體半導(dǎo)體合金層上形成導(dǎo)電層。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述n型晶體半導(dǎo)體合金包含從由硅和鍺構(gòu)成的組中選擇的一種或多種材料，及從由碳、氮、和氧構(gòu)成的組中選擇的一種或多種材料。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中由下述處理形成所述n型晶體半導(dǎo)體合金層，所述處理包含將碳源和硅源提供到處理室；通過(guò)施加RF功率，將所述碳源和所述硅源離子化；以及在所述處理室中維持至少8Torr的壓力。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述n型晶體半導(dǎo)體合金層具有在大約1.5和3.6之間的折射系數(shù)、至少2eV的能帶隙、和至少0.1S/cm的電導(dǎo)率。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包含在所述基板上形成包含一種或多種非晶半導(dǎo)體材料的p-i-n結(jié)。6.—種形成太陽(yáng)能電池的方法，包括在基板上形成導(dǎo)電層；在所述導(dǎo)電層上形成第一摻雜晶體半導(dǎo)體合金層；以及在所述第一摻雜半導(dǎo)體合金層之上形成第二摻雜晶體半導(dǎo)體合金層。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中用p型摻雜劑摻雜所述第一摻雜晶體半導(dǎo)體合金層，以及用n型摻雜劑摻雜所述第二摻雜晶體半導(dǎo)體合金層。8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述第一和第二摻雜晶體半導(dǎo)體合金層的每一個(gè)包含半導(dǎo)電材料和從由碳、氮、和氧構(gòu)成的組中選擇的一種或多種材料。9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中通過(guò)下述處理形成所述第一和第二慘雜晶體半導(dǎo)體合金層的每一個(gè)，所述處理包含將碳源和硅源提供到處理室；通過(guò)施加RF功率，將所述碳源和所述硅源離子化；以及在所述處理室中維持至少8Torr的壓力。10.如權(quán)利要求7所述的方法，其還包含通過(guò)在所述第一和第二摻雜晶體半導(dǎo)體合金層之間形成非摻雜晶體半導(dǎo)體層，形成第一結(jié)。11.如權(quán)利要求10所述的方法，其還包含在所述第一結(jié)之上形成第二結(jié)，所述第二結(jié)包含第三摻雜晶體半導(dǎo)體合金層和第四摻雜晶體半導(dǎo)體合金層，其中用p型摻雜劑摻雜所述第三摻雜晶體半導(dǎo)體合金層，以及用n型摻雜劑慘雜所述第四摻雜晶體半導(dǎo)體合金層。12.—種形成太陽(yáng)能電池的方法，其包含在半導(dǎo)體基板上形成反射層；以及在所述反射層之上形成晶體結(jié)，其中所述反射層包含一個(gè)或多個(gè)晶體半導(dǎo)體合金層。13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)晶體半導(dǎo)體合金層的每一個(gè)包含半導(dǎo)電材料和從由碳、氮、和氧構(gòu)成的組中選擇的一種或多種材料。14.一種光伏器件，其包含-n型晶體半導(dǎo)體合金層；以及在所述n型晶體半導(dǎo)體合金層上形成的導(dǎo)電層。15.如權(quán)利要求14所述的器件，其中所述n型晶體半導(dǎo)體合金層包含從由碳、氮、和氧構(gòu)成的組中選擇的一種或多種材料。16.如權(quán)利要求14所述的器件，其還包含在形成p-i-n結(jié)的所述n型晶體半導(dǎo)體合金層之上的一個(gè)或多個(gè)非晶半導(dǎo)體層。17.如權(quán)利要求16所述的器件，其還包含在所述非晶半導(dǎo)體層之上的p型晶體半導(dǎo)體合金層。18.如權(quán)利要求14所述的器件，其中所述n型晶體半導(dǎo)體合金層具有在大約1.5和3.6之間的折射系數(shù)、至少2eV的能帶隙、和至少O.lS/cm的電導(dǎo)率。19.一種光伏器件，其包含導(dǎo)電層；在所述導(dǎo)電層上形成的第一摻雜晶體半導(dǎo)體合金層；以及在所述第一摻雜晶體半導(dǎo)體合金層之上形成的第二摻雜晶體半導(dǎo)體合金層。20.如權(quán)利要求19所述的器件，其中所述第一摻雜晶體半導(dǎo)體合金層是p型層。21.如權(quán)利要求20所述的器件，其中所述第二摻雜晶體半導(dǎo)體合金層是p型層。22.如權(quán)利要求21所述的器件，其還包含在所述第一摻雜晶體半導(dǎo)體合金層之上的第一p-i-n結(jié)和在所述第二摻雜晶體半導(dǎo)體合金層之上的第二p-i-n結(jié)。23.如權(quán)利要求19所述的器件，其還包含在所述第二摻雜晶體半導(dǎo)體合金層之上的第三摻雜晶體半導(dǎo)體合金層和在所述第三摻雜晶體半導(dǎo)體合金層之上的第四摻雜晶體半導(dǎo)體合金層。24.如權(quán)利要求23所述的器件，其中所述第一和第三摻雜半導(dǎo)體合金層是p型層而所述第二和第四摻雜半導(dǎo)體合金層是n型層。25.如權(quán)利要求24所述的器件，其還包含在所述第四摻雜半導(dǎo)體合金層上形成的導(dǎo)電層。全文摘要提供了一種用于形成太陽(yáng)能電池的方法和裝置。將包括碳、氧、和氮的摻雜晶體半導(dǎo)體合金用作薄膜太陽(yáng)能電池的電荷收集層。通過(guò)將半導(dǎo)體源化合物和共組分源化合物提供給處理室并離子化所述氣體以便在基板上沉積層，來(lái)形成所述半導(dǎo)體合金層。所述合金層提供改進(jìn)的折射系數(shù)控制、寬能帶隙、高電導(dǎo)率、和抗氧侵蝕能力。文檔編號(hào)H01L31/042GK101677113SQ20091017076公開日2010年3月24日申請(qǐng)日期2009年9月11日優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日發(fā)明者盛殊然,蔡容基申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司