制作ZnO于堆叠太阳能硅薄膜以提高发电效率

本方法是将薄膜太阳能中的技术核心堆叠太阳能电池中，加入一层Zno在非晶硅薄膜与微晶硅薄膜之间，主要的用意是要让光藉由Zno反射层达到折射的效果，可以让光从前电极入射后，在非晶硅薄膜与微晶硅薄膜之间产生折射，更光有更多路径选择，且从背电极反射时也可以有同样效果，藉此来提升堆叠太阳能薄膜电池的Jsc，以便能够提高效率。

业界对于薄膜太阳能电池中已有许多的研究，其中在薄膜太阳能中技术较为纯熟且最省成本的则是硅薄膜技术，此最常显现的则是非晶与微晶硅薄膜两种，硅薄膜最主要是透过PECVD技术来进行制程，其最主要的就是吸收光谱的不同，在非晶硅中可以吸收可见光(300~850nm波长)，而微晶硅则是吸收红外光(500nm~1100nm波长)，因此可以吸收的光谱更宽广也能达到更高效率，但是缺点则是光在从前电极入射到非晶硅与微晶硅后，则是直接再从背电极作反射，以达到发电效果，但是其直接作反射会让光在内部停留时间较短，故在长时间下，其效率则会衰退较为严重，因此本发明则是在非晶硅与微晶硅当中利用sputter技术，制作了ZnO膜层，藉由ZnO的穿透性、折射率低及表面粗糙度，让光可以在非晶与微晶之间持续作光反射，让光可以停留较长时间，如此当光经过light soaking 后仍有稳定及高的发电效率。

本发明主要目的是制作ZnO于堆叠太阳能硅薄膜以提高发电效率。其主要是把TCO玻璃先在PECVD腔体内制作非晶硅薄膜，随后则进行本发明ZnO膜层的制作，其是利用Sputter将ZnO靶材进行溅镀，把ZnO镀膜在非晶硅薄膜上，最后再放回到PECVD腔体内制作微晶硅薄膜，以及背电极，即完成此制程。本发明ZnO膜层制作在非晶硅与微晶硅薄膜中，制作出具有高穿透性、且有反射性、低折射率及高表面粗糙的ZnO薄膜，其主要目的是当光从TCO玻璃入射后，先到达非晶硅薄膜，然后再到达ZnO膜层时，除了光会透过ZnO穿透往微晶硅薄膜进入外，其光也可以在ZnO作折射与反射，藉此让更多的光能够在非晶硅薄膜作吸收，以能够提高非晶硅薄膜的Jsc，此外当光从背电极作反射时，其光也会在微晶硅与ZnO作折射，藉此方法可以当此试片在经过Light soaking之后，已有稳定的效率，且光能够停留在非晶硅与微晶硅较长时间，如此可以达到太阳能电池有较低的衰退，以便达到稳定及高的发电效率。

下面是结合附图和实施例对本发明进一步说明：图1是本发明之PECVD制程腔体示意图；图2是本发明之Sputter制程腔体示意图；图3是本发明之非晶硅/ZnO/微晶硅制程膜层顺序示意图。

主要元件符号说明：1 …传动滚轮2 …TCO玻璃3…定位Sensor4 …抽气Pump5 …蝶阀6…Slit valve7…Showerhead8…气流孔9…RF power supply10…DC supply11…Cry Pump12…ZnO靶材。

    兹将本发明配合附图，详细说明如下所示：请参阅图1，为本发明制作ZnO于堆叠太阳能硅薄膜以提高发电效率的PECVD设备示意图，由图中知，当TCO玻璃2由滚轮1传到PECVD后，先进行sensor 3校正定位，随后Pump 4开始抽真空至底压，并进行加热器加热，让玻璃达到均温，接着开始镀膜P型、I型及N型非晶与微晶薄膜，其气体是从气流孔8随入showerhead 7并扩散到腔体内，并且由蝶阀5来控制整体制程压力，当PECVD腔体气体扩散均匀后，再开启RF power supply 9来进行电浆制程，完成之后蝶阀会全开将残留气体由腔体内部抽光，保持腔体底压，如此来完成非晶的P.I.N型半导体薄膜与微晶的P.I.N型半导体薄膜。

   请参阅图2，此为本发明制制作ZnO于堆叠太阳能硅薄膜以提高发电效率的Sputter设备示意图，已镀膜过非晶的玻璃2在Slit valve 6开启后，由滚轮1传至Sputter内，并由Cryo Pump 11抽真空至底压，随后通入气体5 O2或Ar，并调整制程压力，随后开启DC Sputter 10，开启时ZnO靶材12开始进行溅镀，而由于AZO靶材比玻璃尺寸小，故其玻璃镀膜是采用滚轮1慢速行进，让玻璃可以均匀的进行AZO镀膜，当完成镀膜后即完成本发明ZnO膜层的镀膜。

   请参阅图3，此为本发明制制作ZnO于堆叠太阳能硅薄膜以提高发电效率的镀膜示意图，图中可知，当TCO玻璃放入PECVD腔体内后，会控制气体种类、流量比例以及制程压力、制程功率来完成非晶P.I.N型半导体薄膜，随后就是本发明，利用Sputter以溅镀的方式镀膜ZnO作为折射以及穿透的膜层用，随后再用PECVD控制气体种类、流量比例、制程压力及制程功率完成微晶P.I.N型半导体薄膜，最后镀上metal layer作背电极用，即完成device，再以后续制程完成膜组，藉此ZnO的折射及穿透性来降低非晶微晶太阳能的光衰减，藉此提高整体太阳能模组效率。

以上说明,对本发明而言只是说明性的，非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修正、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。