[发明专利]光电池元件及显示面板

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电元件与显示装置，且特别涉及一种光电池元件与显示面板。

背景技术

一般来说，光电池元件的材料通常是以硅，或是III-V族半导体作为其制作材料。举例来说，光电池元件是一种照光之后，其材料层会产生自由电子空穴对，并通过电场效应使得电荷分离，而产生电位差的半导体元件。而其工作原理牵涉到半导体的能带理论、载子在半导体材料中的传导及PN二极管的特性等。

图1为一种公知的光电池元件的结构示意图。请参考图1，公知的光电池元件100包括一第一电极110、一P型半导体层120、一N型半导体层130以及一第二电极140。P型半导体层120配置于第一电极110上，N型半导体层130配置于P型半导体层120上，而第二电极140配置于N型半导体层130上。

一般来说，P型半导体层120与N型半导体层130以硅材料并掺杂掺杂剂(dopant)而形成，如掺杂非晶硅层或是掺杂多晶硅层。在P型半导体层120与N型半导体层130两膜层之间的接合处将形成所谓的P/N结(P/N Junction)或耗尽区。因此，当光线照射到P型半导体层120与N型半导体层130或耗尽区处时，光线的能量会使得耗尽区内的正、负电荷分离，也即产生额外的自由电子-空穴对，其中正电荷(Hole)、负电荷(Electron)会分别往正(P型半导体层120)、负(N型半导体层130)极方向移动并且聚集。如此一来，若在第一电极110与第二电极140接上一负载电路时，将会产生光电流，而此光电流即可对负载电路作功。

然而，上述以硅作为光电池元件的主要材料，例如是单晶硅光电池元件或多晶硅光电池元件，其光电转换效率平均约在15％左右，因此，如何开发新的膜层材料形态以提升光电池元件的光电转换效率一直都是众所瞩目的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光电池元件，其具有较佳的光电转换效率(photo-voltaic efficiency)。

本发明另提供一种显示面板，其可整合上述的光电池元件，并可将光电池元件在感光时所得到的电能转为其使用，进而达到节能省电的目的。

本发明提出一种光电池元件，其包括一第一电极、一N型掺杂富硅介电层、一P型掺杂富硅介电层以及一第二电极。N型掺杂富硅介电层位于第一电极上，其中N型掺杂富硅介电层中掺杂有一N型掺杂剂(dopant)。P型掺杂富硅介电层位于N型掺杂富硅介电层上，其中P型掺杂富硅介电层中掺杂有一P型掺杂剂。第二电极位于P型掺杂富硅介电层上。

在本发明的一实施例中，光电池元件还包括一本征层。本征层位于N型掺杂富硅介电层以及P型掺杂富硅介电层之间。

本发明另提出一种光电池元件，包括一第一电极、一本征层、一N型掺杂富硅介电层、一P型掺杂富硅介电层以及一第二电极。N型掺杂富硅介电层位于第一电极上，其中N型掺杂富硅介电层中掺杂有一N型掺杂剂(dopant)。本征层位于N型掺杂富硅介电层上。P型掺杂富硅介电层位于本征层上，其中P型掺杂富硅介电层中掺杂有一P型掺杂剂。第二电极位于P型掺杂富硅介电层上。

本发明另提出一种光电池元件，包括一第一电极、一第二电极、一N型掺杂富硅介电层以及一P型掺杂富硅介电层。N型掺杂富硅介电层位于第一电极与第二电极之间，其中N型掺杂富硅介电层中掺杂有一N型掺杂剂。P型掺杂富硅介电层，位于N型掺杂富硅介电层与第二电极之间，其中P型掺杂富硅介电层中掺杂有一P型掺杂剂。

在本发明的一实施例中，本征层的材料包括非晶硅、多晶硅、富硅介电层或其组合。

在本发明的一实施例中，富硅介电层包括富硅氧化硅层(Si-rich SiOx)、富硅氮化硅层(Si-rich SiNy)、富硅氮氧化硅层(Si-rich SiOxNy)、富硅碳化硅层(Si-rich SiCz)、氢化富硅氧化硅层(Si-rich SiHwOx)、氢化富硅氮化硅层(Si-rich SiHwNy)、氢化富硅氮氧化硅层(Si-rich SiHwOxNy)或其组合。

在本发明的一实施例中，N型掺杂富硅介电层与P型掺杂富硅介电层中还包含硅纳米颗粒。

在本发明的一实施例中，第一电极与第二电极至少其中之一为透明电极。

在本发明的一实施例中，N型掺杂剂包括氮、磷、砷、锑或铋。

在本发明的一实施例中，P型掺杂剂包括硼、铝、镓、铟或铊。