[发明专利]太阳能薄膜电池及其制作方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种太阳能薄膜电池及其制作方法，尤其涉及一种高输出功率的太阳能薄膜电池及其制作方法。

背景技术：

目前人类使用的能源主要来自于石油资源，但由于地球石油资源有限，因此近年来对于替代能源的需求与日俱增，而其中在各式替代能源中又以太阳能最具发展潜力。

太阳能电池的主要原理为将光能转换成电能，而太阳能电池之所以能将光能转换成电能主要有两个因素：一是光导效应(photo conductiveeffect)，二是内建电场(built-in electric field)。当电子从外界获得能量时将会跳到较高的能阶，获得的能量越多跳的能阶也越高，电子处在较高的能阶时并不稳定，很快就会把获得的能量释放回到原来的能阶。如果电子获得的能量够高就摆脱原子核的束缚成为自由电子，电子空出来的位置则称为电洞。自由电子可能会因为摩擦或碰撞等因素损失能量，最后受到电洞的吸引而复合。因此由照光所产生的自由电子与电洞称为光生电子电洞对(light-generated electron-hole pairs)。自由电子与电洞的多少对导电性有很大的影响，越多的自由电子与电洞可以使导电性增加，同时也可以使输出电流增加，因此可以推测阳光越强时生成的自由电子与电洞越多，则输出电流也越大。

因此由光导效应产生的自由电子与电洞会因为摩擦及碰撞等因素失去能量并复合而无法利用，因此为更有效的利用自由电子与电洞来产生电流，必须加入电场使自由电子与电洞分离进而产生电流，其中常用的方式为使用PN接面造成内建内场。

传统的太阳能薄膜电池系使用P型掺杂硅与N型掺杂硅形成PN接面，然而硅的能隙(energy band gap)仅为1.1至1.9电子伏特(eV)，因此其产生的内建电场偏低，而偏低的电场会使得输出的电压与电流偏低，进而使得传统太阳能电池具有低输出功率的限制。

发明内容：

本发明的所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种解决太阳能薄膜电池输出功率偏低的缺点，具有高输出功率的太阳能薄膜电池及其制作方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能薄膜电池，上述太阳能薄膜电池包括一第一基板、一第二基板、一本征半导体层、一N型掺杂半导体层以及一P型掺杂多晶钻石层，所述第二基板与所述第一基板相对设置，所述本征半导体层设置于所述第一基板与所述第二基板之间，所述N型掺杂半导体层设置于所述本征半导体层与所述第二基板之间，P型掺杂多晶钻石层设置于所述第一基板与所述本征半导体层之间。

为了解决上述技术问题，本发明另提供一种太阳能薄膜电池，上述太阳能薄膜电池包括一第一基板、一第二基板，所述第二基板与所述第一基板相对设置，以及多个薄膜电池单元，多个所述薄膜电池单元设置于所述第一基板与所述第二基板之间，各薄膜电池单元包括一本征半导体层、一N型掺杂半导体层，设置于所述本征半导体层的一侧，以及一P型掺杂多晶钻石层，设置于所述本征半导体层的相对于所述N型掺杂半导体层的另一侧，太阳能薄膜电池的薄膜电池单元的所述P型掺杂多晶钻石层与其相邻的薄膜电池单元的所述N型掺杂半导体层电连接。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种制作太阳能薄膜电池的方法，包括下列步骤，提供一第一基板，并在所述第一基板上形成一P型掺杂多晶钻石层，接着在所述P型掺杂多晶钻石层上形成一本征半导体层，并在所述本征半导体层上形成一N型掺杂半导体层，随后在所述N型掺杂半导体层上形成一电极层，以及将所述电极层接合于一第二基板上。

本发明于太阳能薄膜电池内设置P型掺杂多晶钻石层，并利用P型掺杂多晶钻石层的高能隙特性来增加内建电场，由此提升太阳能薄膜电池的输出功率。

附图说明：

图1为本发明第一较佳实施例的太阳能薄膜电池的示意图。

图2绘示了本发明太阳能薄膜电池的能隙分布情形。

图3为本发明第二较佳实施例的太阳能薄膜电池的示意图。

图4为本发明第三较佳实施例的太阳能薄膜电池的示意图。

图5为本发明第四较佳实施例的太阳能薄膜电池的示意图。

图6为本发明制作太阳能薄膜电池的方法的第一示意图。

图7为本发明制作太阳能薄膜电池的方法的第二示意图。

图8为本发明制作太阳能薄膜电池的方法的第三示意图。

【主要组件符号说明】

10 太阳能薄膜电池                12 第一基板

14 第二基板                      16 本征半导体层