[发明专利]用于薄膜硅光电装置的硅烷的添加剂

说明书

背景技术

光伏器件(PV)或太阳能电池是将太阳光转化为直流(DC)电力的装置。

对于低成本薄膜光伏装置，薄膜基光伏(TFPV)装置一直使用无定形硅薄膜(αSi:H)和微晶硅薄膜(μCSi:H)。在过去的几十年中，已经研究了氢化无定形硅(αSi:H)在太阳能电池中的应用。最近，还研究了微晶硅(μCSi:H)，这是因为其是用于薄膜串联太阳能电池(tandemsolar cell))的底电池中的本征层的合适的材料。

通过主要使用甲硅烷(SiH₄)和氢气(H₂)的混合物，在基于大基底的光伏(PV)面板上已经实现了αSi:H和μCSi:H的淀积。该工作已在本领域中完成，包括：US2009/0077805A1、US2007/0298590A1、US6855621B2和JP2005244037。A.Hammad等人(Thin Solid Films451-452(2004)255-258)通过使用甲硅烷(SiH₄)、氢气(H₂)和乙硅烷(Si₂H₆)研究了氢化微晶硅薄膜。

但是，该淀积过程相对缓慢(对于αSi:H是和对于μCSi:H是)，从而对TFPV面板的制造形成了瓶颈。这导致了较低的加工工具产出(process tool through-put)，其反过来对所制造的面板造成了产生每瓦特电力的较高成本。

此外，以现有的SiH₄和H₂的化学组成在基于大基底的光伏(PV)面板上淀积αSi:H和μCSi:H产生了具有6％-10％效率的太阳能电池，具体的效率取决于电池的设计。电池效率取决于淀积的αSi:H和μCSi:H的质量，更具体而言与μCSi:H中晶体的晶粒大小、缺陷的数目和膜中存在的施主杂质(donor impurity)相关。

因此，需要以更高的淀积速率和更高的电池效率淀积无定形硅薄膜(αSi:H)和微晶硅薄膜(μCSi:H)的方法。

发明内容

因此，本发明涉及使用化学添加剂来增加淀积过程的速率，并且提高用于薄膜基光伏(TFPV)装置的制造所使用的光电导膜的淀积薄膜的电流生成能力。

在一个实施方式中，本发明提供了在基底上淀积作为光电导膜的太阳能级无定形硅薄膜(αSi:H)的方法，其使用

甲硅烷；

氢；和

至少一种选自以下的添加剂：

(a)更高级直链硅烷，包括：乙硅烷Si₂H₆、丙硅烷Si₃H₈、丁硅烷Si₄H₁₀、戊硅烷Si₅H₁₂、己硅烷Si₆H₁₄、庚硅烷Si₇H₁₆、辛硅烷Si₈H₁₈、壬硅烷Si₉H₂₀、癸硅烷Si₁₀H₂₂及其混合物；