[发明专利]太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本公开涉及一种太阳能电池及其制造方法。

背景技术

太阳能电池是将太阳能转化为电能的光电转换装置。太阳能电池作为潜在的可持续且无污染的下一代能源已引起广泛关注。

太阳能电池包括p型和n型半导体，并且通过以下方式产生电能：当通过在半导体内部的光敏层中吸收的光能产生电子-空穴对(EHP)时，将电子传输给n型半导体且将空穴传输给p型半导体，然后，在每个正极和负极中收集电子和空穴。

对于从太阳能产生电能，太阳能电池最好具有尽可能高的能量转换效率。为了提高太阳能电池的效率，最好提高电子-空穴对的产生效率，并且最好利用最小的损失来有效地收回得到的电荷。

电荷可能因产生的电子和空穴的复合而损失。

发明内容

本公开的一方面提供了一种因电荷损失减少而具有提高的效率的太阳能电池以及制造该电池的方法。

根据本公开的一方面，一种太阳能电池包括：半导体基底，包括p型层和n型层；介电层，设置在半导体基底上并且包括由下面的化学式1表示的硅酸盐：

化学式1

x M₂O₃·y SiO₂

其中，M为第13族元素且x和y为实数，0＜2x＜y且x+y＝1；第一电极，电连接到半导体基底的p型层；第二电极，电连接到半导体基底的n型层。

介电层可以具有大约1纳米(nm)至大约100nm的厚度。

太阳能电池还可以包括保护层，保护层设置在介电层的表面上，其中，保护层具有比介电层的折射率低的折射率。保护层可以包含氮化硅、氧化硅、氧化铝或包含至少一种前述物质的组合物。保护层可以具有大约100nm至大约700nm的厚度。

半导体基底还可以包括第一侧和相对的第二侧，介电层可以设置在半导体基底的第一侧上，并且太阳能电池还可以包括设置在半导体基底的第二侧上的防反射涂层。

根据本公开的另一方面，一种制造太阳能电池的方法包括以下步骤：设置包括p型层和n型层的半导体基底；在半导体基底的一侧上设置包括由下面的化学式1表示的硅酸盐的介电层：

化学式1

x M₂O₃·y SiO₂

其中，M为第13族元素且x和y为实数，0＜2x＜y且x+y＝1；设置第一电极与半导体基底的p型层电连接；设置第二电极与半导体基底的n型层电连接，从而形成太阳能电池。

设置介电层的步骤可以包括设置硅(Si)源、M源和含氧气体。

硅源可以包括包含硅的化合物，该包含硅的化合物具有与硅成共价键的部分，与硅成共价键的部分为氢、取代的或未取代的C1至C30的烷基、取代的或未取代的C3至C30的环烷基、取代的或未取代的C6至C30的芳基、取代的或未取代的C1至C30的烷氧基、取代的或未取代的酰胺基或包含至少一种前述物质的组合物。硅源可以包括四乙氧基硅(TEOS)。

M源可以包括包含第13族元素的化合物，该包含第13族元素的化合物具有与第13族元素成共价键的部分，与第13族元素成共价键的部分为氢、取代的或未取代的C1至C30的烷基、取代的或未取代的C3至C30的环烷基、取代的或未取代的C6至C30的芳基、取代的或未取代的C1至C30的烷氧基、取代的或未取代的酰胺基或包含至少一种前述物质的组合物。M源可以包括三甲基铝(TMA)和三甲基硼(TMB)。

含氧气体可以包括氧气(O₂)、臭氧(O₃)或包含至少一种前述物质的组合物。

设置介电层的步骤可以包括原子层沉积(ALD)或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。

本公开的其它方面将在下面的详细描述中进行进一步的描述。

附图说明

通过参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例，本公开的上述和其他方面、优点和特征将变得更清楚，在附图中：

图1为太阳能电池的示例性实施例的剖视图；

图2A至图2F为示出制造太阳能电池的方法的示例性实施例的剖视图。

具体实施方式

在下文中将参照附图更详细地描述示例性实施例，在附图中示出各种实施例。然而，这些实施例只是示例性的，本公开不应局限于此。另外，提供这些实施例使本公开将是彻底的和完全的，并且将使本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。