專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)聯(lián)疊層非晶硅光電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)聯(lián)疊層非晶硅光電池，屬于光電池的技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有的內(nèi)聯(lián)弱光型非晶硅光電池，其有源工作層為非晶硅單結(jié)P-I-N型結(jié)構(gòu)，對(duì)陽(yáng)光或熒光吸收并不充分，能量轉(zhuǎn)換效率低，光電池的串聯(lián)內(nèi)阻較大，只能適用于弱光的條件，而且在強(qiáng)光條件下，光致退化效應(yīng)較為嚴(yán)重。
現(xiàn)有的內(nèi)聯(lián)強(qiáng)光型非晶硅光電池，不管其有源工作層為單結(jié)或多結(jié)的疊層非晶硅二極管結(jié)構(gòu)，其背電極均采用鋁膜。由于制造工藝不夠完善，使光電池的性能不穩(wěn)定，而且外觀一致性差。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種內(nèi)聯(lián)疊層非晶硅光電池，它可以克服上述的缺點(diǎn)，其導(dǎo)電極采用導(dǎo)電漿料制成，使導(dǎo)電性能穩(wěn)定，外觀一致性良好；非晶硅層采用雙結(jié)非晶硅P1-I1-N1/P2-I2-N2型疊層結(jié)構(gòu)，能量轉(zhuǎn)換效率高，輸出電壓也提高，可以在強(qiáng)光條件下使用，光致退化效應(yīng)小，而且光電池成本低，易于制造。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種內(nèi)聯(lián)疊層非晶硅光電池，其特征在于在玻璃基底(1)的表面濺射沉積透明導(dǎo)電膜(2)，再覆蓋一層雙結(jié)疊層型非晶硅薄膜(3)，背電極(4)覆蓋于非晶硅薄膜(3)上。透明電極(2)之間有隔離溝道A，非晶硅薄膜(3)之間有隔離溝道(C)，透明電極(2)溝道A與非晶硅層(3)的溝道(C)之間的平移距離為B。背電極(4)之間的溝道為(E)，與非晶硅薄膜層(3)溝道C相距為D，由此形成透明電極(2)，非晶硅層(3)和背電極(4)三層的三條相互錯(cuò)位的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。背電極(4)左邊的窄條形，形成電池引出的正電極，而右邊一塊背電極構(gòu)成引出的負(fù)電極。
非晶硅薄膜層(3)是雙結(jié)疊層P1-I1-N1/P2-I2-N2的結(jié)構(gòu)，其中P1P2為非晶硅碳層a-SiCxH，I1層為未摻雜寬帶隙非晶硅層a-SiH，N1N2為N型a-SiH，I2層為未摻雜窄帶隙非晶硅鍺層a-SiGexH(x＝0-0.5。
背電極(4)由導(dǎo)電漿料，如導(dǎo)電碳膏、銀漿、銅漿制成。
非晶硅薄膜層(3)的溝道寬度不大于0.4mm。


圖1 非晶硅光電池剖視圖；圖2 非晶硅光電池俯視圖；圖3 一節(jié)電池的剖視圖；圖4 透明電極示意圖；圖5 光電池的非晶硅層示意圖；圖6 背電極示意圖。
茲結(jié)合附圖對(duì)內(nèi)聯(lián)疊層型非晶硅光電池的結(jié)構(gòu)詳細(xì)敘述由圖1、2，玻璃基底(1)是由厚度為1.1mm的超薄玻璃制成，其幾何尺寸為數(shù)平方厘米面積，例如為12×30mm2，在該玻璃基底(1)的表面濺射沉積一層ITO透明導(dǎo)電膜的透明電極(2)，其厚度為20-60nm，使用蝕刻工藝方法，才將這層透明導(dǎo)電膜制成透明電極(2)，它可保證各單元電極之間電氣絕緣，然后利用輝光放電法沉積PIN/PIN雙結(jié)疊層型非晶硅薄膜(3)，總厚度約為0.5μm，再使用激光在非晶硅薄膜(3)上刻出直線透明溝道(圖1)，寬度為0.15mm，導(dǎo)電漿料的背電極(4)是用絲印方法加在非晶硅薄膜(3)上，使背電極(4)覆蓋于非晶硅薄膜(5)的溝道(E)上，保證單元背電極間電氣絕緣，由此組成一內(nèi)聯(lián)疊層非晶硅光電池。最后在基片上印上保護(hù)漆、字符，引出電極就得到成品。
圖1和圖2是表示四節(jié)電池互相串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，前一節(jié)電池的背電極(4)與后一節(jié)電池的透明電極(2)連接，其中透明電極(2)的隔離溝道A與非晶硅隔離溝道(C)之間的平移間隔為B，非晶硅(3)的隔離溝道(C)與背電極(4)的隔離溝道E之間的平移間隔為D。
由圖3，每一節(jié)光電池都是透明電極(2)非晶硅(3)P1-I1-N1/P2-I2-N2雙結(jié)疊層結(jié)構(gòu)和背電極(4)構(gòu)成，其中P1P2層是a-SiCxH，x≈0.50，厚度約為10-15nm，I1層為未摻雜寬帶隙非晶硅a-SiH層，厚度為80-150nm，I2層未摻雜窄帶隙非晶硅鍺a-siGexH層，厚度為200-350nm；X＝0-0.50，N1和N2都是n型非晶硅a-SiH層，厚度約為20-30mm，為了實(shí)現(xiàn)上下P-I-N結(jié)之間的遂道連結(jié)，N1和P2層的摻雜濃度高達(dá)1％-5％。
由圖4，透明電極(2)是采用ITO或二氧化錫透明導(dǎo)電膜制成，圖4為由4個(gè)單元電池組成的非晶硅光電池透明電極(2)的圖形，它由4個(gè)長(zhǎng)方形透明導(dǎo)電膜組成，相鄰?fù)该麟姌O之間由寬度為A的溝道隔開(kāi)，保證可靠的電氣絕緣。
由圖5，非晶硅層(3)均勻覆蓋在玻璃基片(1)和透明電極(2)上面，并且在與透明電極(2)的隔離溝道(A)相距為B的位置上形成寬度小于0.4mm的直線溝道(C)，也就是在同一方向形成與透明電極隔離溝道錯(cuò)位的直線溝道C，并且裸露出透明的導(dǎo)電膜(2)，圖5表示由4個(gè)單元組成的非晶硅光電池非晶硅膜(3)。
由圖6，背電極(4)由導(dǎo)電漿料制成，例如導(dǎo)電碳膏、銀漿、銅漿等導(dǎo)電漿料，每個(gè)單元背電極均為長(zhǎng)方形，其隔離溝道(E)與非晶硅溝道(C)平行，其間距為D(圖1)。
圖6表示由4個(gè)單元組成的非晶硅光電池的背電極(4)，它共有5個(gè)背電極塊，左邊第1個(gè)窄條形覆蓋住透明電極(2)與非晶硅隔離溝道E，形成光電池引出的正電極，第2、3、4個(gè)背電極均為較大的長(zhǎng)方形，同樣也覆蓋住透明電極(2)與非晶硅(3)的溝道E，而第5塊背電極(4)形成在第5塊非晶硅膜(3)上，個(gè)透明電極(2)圖形上，構(gòu)成光電池引出的負(fù)電極。
用這種方法制成光電池，其透明電極(2)非晶硅(3)和背電極(4)形成三條溝道A、C、E相互錯(cuò)位串聯(lián)結(jié)構(gòu)，由此組成了圖1所表示的光電池。
另一個(gè)實(shí)施例，玻璃基底(1)厚度仍為1.1mm，但尺寸為25×30mm2，其余透明電極(2)非晶硅膜(3)背電極(4)均無(wú)變化，也可制成適用的光電池。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，內(nèi)聯(lián)層非晶硅光電池具有下列優(yōu)點(diǎn)1、非晶硅層采用P1-I1-N1/P2-I2-N2雙結(jié)疊層結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換效率高，輸出電壓高，近似于單結(jié)光電池電壓的2倍。
2、既適合于弱光，也適合于強(qiáng)光環(huán)境下使用，光致退化效應(yīng)小。
3、背電極用導(dǎo)電漿料制作，電性能穩(wěn)定，外觀一致性良好。
4、制造簡(jiǎn)易，原料和設(shè)備投資費(fèi)較小，使成本降低。
5、本光電池可由m個(gè)單元電池組成，m是大于1的正數(shù)。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)聯(lián)疊層非晶硅光電池，其特征在于在玻璃基底(1)的表面濺射沉積透明導(dǎo)電膜(2)，再覆蓋一層雙結(jié)疊層型非晶硅薄膜(3)，背電極(4)覆蓋于非晶硅薄膜(3)上，透明電極(2)之間有隔離溝道A，非晶硅薄膜(3)之間有隔離溝道(C)，透明電極(2)溝道A與非晶硅層(3)溝道(C)之間的平移距離為B，背電極(4)之間的溝道為(E)，與非晶硅薄膜層(3)溝道C相距為D，由此形成透明電極(2)，非晶硅層(3)和背電極(4)三層的三條相互錯(cuò)位的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，背電極(4)左邊的窄條形，形成電池引出的正電極，而右邊一塊背電極構(gòu)成引出的負(fù)電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電池，其特征在于非晶硅薄膜層(3)是雙結(jié)疊層P1-I1-N1/P2-I2-N2的結(jié)構(gòu)，其中P1P2為非晶硅碳層a-SiCxH，I1層為未摻雜寬帶隙非晶硅層a-SiH，N1N2為N型a-SiH，I2層為未摻雜窄帶隙非晶硅鍺層a-SiGexH(x＝0-0.5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電池，其特征在于背電極(4)由導(dǎo)電漿料，如導(dǎo)電碳膏、銀漿、銅漿制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電池，其特征在于非晶硅薄膜層(3)的溝道寬度不大于0.4mm。
專(zhuān)利摘要一種內(nèi)聯(lián)疊層非晶硅光電池,由玻璃基底、透明電極、非晶硅層和導(dǎo)電漿料背電極構(gòu)成,如圖1所示。非晶硅層具有P
文檔編號(hào)H01L31/04GK2390280SQ99244708
公開(kāi)日2000年8月2日 申請(qǐng)日期1999年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月14日
發(fā)明者廖顯伯, 何承義, 邵明, 賈嶺 申請(qǐng)人:珠海道元科技發(fā)展有限公司