高效能薄膜硅太阳能电池的高品质透明导电氧化物-硅界面接触结构

摘要

提供了一种用以形成太阳能电池的方法及设备。在一实施例中，一种光伏器件包含：第一TCO层，所述第一TCO层设置在基板上；第二TCO层，所述第二TCO层设置在所述第一TCO层上；以及p-型含硅层，所述p-型含硅层形成在所述第二TCO层上。在另一实施例中，一种形成光伏器件的方法包含以下步骤：在基板上形成第一TCO层；在所述第一TCO层上形成第二TCO层；以及在所述第二TCO层上形成第一p-i-n结。

权利要求

1.一种光伏器件，包含：

第一TCO层，所述第一TCO层设置在基板上；

第二TCO层，所述第二TCO层设置在所述第一TCO层上；以及p-型含硅层，所述p-型含硅层形成在所述第二TCO层上。

2.如权利要求1所述的光伏器件，其中所述p-型含硅层包含碳。

3.如权利要求1所述的光伏器件，还包含：p-型碳化硅层，所述p-型碳化硅层设置在所述第二TCO层与所述p-型含硅层之间，其中所述p-型碳化硅层为下述至少一种：微晶碳化硅层、纳米晶碳化硅层或非晶碳化硅层。

4.如权利要求3所述的光伏器件，还包含：p-型纳米晶硅层，所述p-型纳米晶硅层设置在所述第二TCO层与所述p-型碳化硅层之间。

5.如权利要求1所述的光伏器件，还包含：简并掺杂p-型非晶硅层，所述简并掺杂p-型非晶硅层设置在所述第二TCO层与所述p-型含硅层之间。

6.如权利要求1所述的光伏器件，其中所述第一TCO层为含氧化锡层，所述第二TCO层为含氧化锌层。

7.如权利要求1所述的光伏器件，还包含：本征型含硅层，所述本征型含硅层设置在所述p-型含硅层上；以及n-型含硅层，所述n-型含硅层设置在所述本征型含硅层上。

8.一种光伏器件，包含：

TCO层，所述TCO层设置在基板上；

界面层，所述界面层设置在所述TCO层上，其中所述界面层为包含碳的p-型含硅层；以及p-型含硅层，所述p-型含硅层设置在所述界面层上。

9.如权利要求8所述的光伏器件，其中所述界面层为简并掺杂p-型非晶碳化硅层或p-型微晶碳化硅层。

10.如权利要求8所述的光伏器件，还包含：p-型纳米晶硅层，所述p-型纳米晶硅层设置在所述界面层与所述TCO层之间。

11.如权利要求8所述的光伏器件，其中所述TCO层为含氧化锌层，所述含氧化锌层具有选自铝、硼或镓的n-型掺杂元素。

12.一种形成光伏器件的方法，包含以下步骤：在基板上形成第一TCO层；

在所述第一TCO层上形成第二TCO层；以及在所述第二TCO层上形成第一p-i-n结，其中形成所述第一p-i-n结包含以下步骤：在所述第二TCO层上方形成p-型含硅层，其中所述p-型含硅层为微晶硅系层、纳米晶硅系层或非晶硅系层；

在所述p-型含硅层上方形成本征型含硅层；以及在所述本征型含硅层上方形成n-型含硅层。

13.如权利要求12所述的方法，还包含以下步骤：形成p-型碳化硅层，所述p-型碳化硅层位于所述第二TCO层与所述第一p-i-n结之间，其中所述p-型碳化硅层为下述至少一种：微晶碳化硅层、纳米晶碳化硅层或非晶碳化硅层。

14.如权利要求13所述的方法，还包含以下步骤：在所述第二TCO层与所述p-型碳化硅层之间形成p-型纳米晶硅层。

15.如权利要求12所述的方法，其中所述第一TCO层为含氧化锡层，并且所述第二TCO层为含氧化锌层。

说明书

高效能薄膜硅太阳能电池的高品质透明导电氧化物-硅界

面接触结构

技术领域

[0001] 本发明的实施例大致上关于太阳能电池及其形成方法。更特别地说，本发明的实施例关于形成在薄膜与结晶硅太阳能电池中的界面层。

背景技术

[0002] 结晶硅太阳能电池与薄膜太阳能电池是两种类型的太阳能电池。结晶硅太阳能电池典型地使用单个晶态的硅基板(即单结晶的纯硅基板)或多个晶态的硅基板(即多结晶硅或多晶硅基板)。额外的膜层沉积到硅基板上以改善光捕获特性、形成电路且保护器件。薄膜太阳能电池使用沉积在适当基板上的薄材料层以形成一或多个p-n结。适当的基板包括有玻璃、金属及聚合物基板。

[0003] 为了扩展太阳能电池的经济上利用，必须改善效能。太阳能电池效能是和入射辐射被转换成有用电能的比例有关。为了能用在更多应用，必须改善太阳能电池效能使其超过目前最佳性能的约15％。随着能源成本上升，亟需改善薄膜太阳能电池，以及用以在工厂环境中形成该经改善的薄膜太阳能电池的方法及设备。

发明内容

[0004] 本发明的实施例提供了形成太阳能电池的方法。一些实施例提供一种形成界面层在透明导电氧化物(TCO)层与太阳能电池结之间的方法。在一实施例中，光伏器件包含：第一TCO层，所述第一TCO层设置在基板上；第二TCO层，所述第二TCO层设置在所述第一TCO层上；以及p-型含硅层，所述p-型含硅层形成在所述第二TCO层上。

[0005] 在另一实施例中，光伏器件包含：TCO层，所述TCO层设置在基板上；界面层，所述界面层设置在所述TCO层上，其中所述界面层为含碳的p-型含硅层；以及p-型含硅层，所述p-型含硅层设置在所述界面层上。

[0006] 在又一实施例中，一种形成光伏器件的方法包含以下步骤：形成第一TCO层于基板上；形成第二TCO层于所述第一TCO层上；以及形成第一p-i-n结于所述第二TCO层上。

附图说明

[0007] 可通过参考本发明的实施例来详细了解本发明的特征，本发明的特征已简短地在前面概述过，其中该些实施例在附图中示出。

[0008] 图1绘示根据本发明一实施例的串接(tandem)结薄膜太阳能电池的剖视图。

[0009] 图2绘示根据本发明一实施例的串接结薄膜太阳能电池的剖视图，其中该串接结薄膜太阳能电池具有界面层，所述界面层设置在TCO层与电池结之间。

[0010] 图3-10绘示根据本发明一实施例的串接结薄膜太阳能电池的剖视图，其中该串接结薄膜太阳能电池具有界面层，所述界面层设置在TCO层与电池结之间。

[0011] 图11绘示根据本发明一实施例的设备的剖视图。

[0012] 图12为根据本发明另一实施例的设备的平面图。

[0013] 图13是根据本发明一实施例的生产线的一部分的平面图，其中该生产线中包含图11和12的设备。

[0014] 为促进了解，在可能时使用相同的元件符号来表示附图中共有的相同元件。应了解，一实施例的元件与特征结构可有利地并入其他实施例而不需特别详述。

[0015] 然而，应了解，附图仅绘示出本发明的示范性实施例，并且这些附图因此不会对本发明的范畴构成限制，因为本发明容许其他等效的实施例。

具体实施方式

[0016] 薄膜太阳能电池通常是由许多类型且以许多不同方式放置在一起的膜或层来形成。大部分用在这样器件中的膜含有半导体元素，该半导体元素包含硅、锗、碳、硼、磷、氮、氧、氢、及类似物。不同的膜的特性包括结晶度、掺杂类型、掺杂浓度、膜折射率、膜消光系数(extinction coefficient)、膜透光率、膜吸收性和导电率。这些膜的大部分可以利用化学气相沉积工艺来形成，所述化学气相沉积工艺可包括一定程度的离子化或等离子体形成。

[0017] 在光伏工艺期间，电荷产生是大致上由体半导体层(诸如含硅层)来提供。体层有时也称为本征层，以和存在于太阳能电池中的各种掺杂层区分。本征层可以具有任何期望的结晶度，其中该结晶度将影响本征层的光吸收特性。举例而言，非晶本征层(诸如非晶硅)吸收的光的波长大致上不同于具有不同结晶度的本征层(诸如微晶或纳米晶硅)。基于此原因，使用两种类型的层来产生最宽广的可吸收特性是有利的。

[0018] 硅和其他半导体可以被形成为具有各种结晶度的固体。实质上没有结晶的固体是非晶的，具有可忽略结晶的硅被称为非晶硅。完全结晶的硅被称为结晶、多晶、或单晶硅。多晶硅是包括有许多由晶粒边界所分离的结晶颗粒的结晶硅。单晶硅是单一结晶的硅。具有部份结晶(即结晶比例介于约5％与约95％之间)的固体被称为纳米晶或微晶，所述纳米晶或微晶大致上是指悬挂在非晶相中的结晶颗粒的尺寸。具有较大结晶颗粒的固体被称为微晶，而具有较小结晶颗粒的固体被称为纳米晶。应了解，词汇“结晶硅”可以指任何形式的具有结晶相的硅，包括微晶和纳米晶硅。

[0019] 图1为定向朝着光或太阳能辐射101的多结太阳能电池100的一实施例的示意图。太阳能电池100包括基板102。第一透明导电氧化物(TCO)层104形成在基板102上方，第一p-i-n结122形成在第一TCO层104上方。第二p-i-n结124形成在第一p-i-n结122上方，第二TCO层118形成在第二p-i-n结124上方，并且金属背层120形成在第二TCO层118上方。基板102可以是玻璃基板、聚合物基板、金属基板、或其他适当的基板，所述基板上形成有多层膜。

[0020] 第一TCO层104和第二TCO层118可以各包含氧化锡、氧化锌、氧化铟锡、锡酸镉、上述物质的组合、或其他适当的材料。可了解的是TCO材料也可以额外地包括掺杂和成分。例如，氧化锌可以进一步包括掺杂，例如诸如锡、铝、镓、硼及其他适当掺杂。在一实施例中，氧化锌包含5原子％或更少的掺杂，并且更佳地包含2.5原子％或更少的铝。在特定例子中，可以由玻璃制造业者来提供基板102，其中第一TCO层104已经沉积在基板102上。

[0021] 为了通过增加光捕获来改善光吸收，基板102与/或形成在基板上的一或多个薄膜可以选择性地由湿式、等离子体、离子与/或其他机械处理来纹理化(texture)。举例而言，在图1的实施例中，第一TCO层104被纹理化到足以使得表面形貌实质上被转移到后续沉积在该第一TCO层上的薄膜。

[0022] 第一p-i-n结122可以包含p-型含硅层106、形成在该p-型含硅层106上方的本征型含硅层108、及形成在该本征型含硅层108上方的n-型含硅层110。在特定实施例中，p-型含硅层106是厚度介于约 与约 之间的p-型非晶硅层。在特定实施例中，本征型含硅层108是厚度介于约 与约 之间的本征型非晶硅层。在特定实施例中，n-型含硅层110是可以形成为厚度介于约 与约 之间的n-型微晶硅层。

[0023] 第二p-i-n结124可以包含p-型含硅层112、形成在该p-型含硅层112上方的本征型含硅层114、及形成在该本征型含硅层114上方的n-型含硅层116。在特定实施例中，p-型含硅层112是厚度介于约 与约 之间的p-型微晶硅层。在特定实施例中，本征型含硅层114是厚度介于约 与约 之间的本征型微晶硅层。在特定实施例中，n-型含硅层116是厚度介于约 与约 之间的非晶硅层。

[0024] 金属背层120可以包括但不限于选自下述群组的材料，该群组由Al、Ag、Ti、Cr、Au、Cu、Pt、上述物质的合金、及上述物质的组合构成。可以执行其他工艺来形成太阳能电池100，诸如激光刻划工艺。可以在金属背层120上方提供其他膜、材料、基板与/或封装，以完成太阳能电池器件。所形成的太阳能电池可以彼此连接以形成模块，接着可以连接所述模块以形成阵列。

[0025] 太阳能辐射101主要是被p-i-n结122、124的本征层108、114吸收，并且被转换成电子-空穴对。在p-型层106、112与n-型层110、116之间建立且延伸横跨本征层108、114的电场使得电子朝向n-型层110、116流动及使得空穴朝向p-型层106、112流动，从而产生了电流。第一p-i-n结122可以包含本征型非晶硅层108，并且第二p-i-n结124可以包含本征型微晶硅层114，以利用非晶硅和微晶硅可吸收不同波长的太阳能辐射101的性质。因此，所形成的太阳能电池100是更有效率的，这是因为该太阳能电池会俘获更大部分的太阳能辐射光谱。非晶硅的本征层108、114和微晶硅的本征层的堆叠方式为，使太阳能辐射101先撞击本征型非晶硅层108，接着撞击本征型微晶硅层114，这是因为非晶硅具有比微晶硅更大的能带隙。没有被第一p-i-n结122吸收的太阳能辐射透射到第二p-i-n结
124。

[0026] 在本征含硅层108为本征非晶硅层的一实施例中，本征非晶硅层108可以通过提供氢气和硅烷气的气体混合物来沉积，其中氢对硅烷的体积流速比为约20∶1或更小。可以于介于约0.5sccm/L与约7sccm/L之间的流速提供硅烷气。可以于介于约5sccm/L与约2 2
60sccm/L之间的流速提供氢气。可以提供介于15mW/cm 与约250mW/cm 之间的RF功率到喷头。腔室的压力可以被维持在介于约0.1Torr与20Torr之间，诸如介于约0.5Torr与约
5Torr之间。本征型非晶硅层108的沉积速率将为约 或更大。在一示范性实施例中，本征型非晶硅层108是以体积流速比为约12.5∶1的氢对硅烷来沉积。

[0027] 在本征含硅层114为本征微晶硅层的一实施例中，本征微晶硅层114可以通过提供氢气和硅烷气的气体混合物来沉积，其中氢对硅烷的体积流速比为介于约20∶1与约200∶1之间。可以于介于约0.5sccm/L与约5sccm/L之间的流速提供硅烷气。可以于介于约40sccm/L与约400sccm/L之间的流速提供氢气。在特定实施例中。在特定实施例中，在沉积期间，硅烷流速可以从第一流速被增加到第二流速。在特定实施例中，在沉积期间，氢流速可以从第一流速被降低到第二流速。在介于约1Torr与约100Torr之间、诸如介于约
3Torr与约20Torr之间、或介于约4Torr与约12Torr之间的腔室压力下，施加约300mW/cm2
2
或更大、诸如600mW/cm 或更大的RF功率，将以约 或更大、诸如约
的速率大致上沉积结晶率为介于约20％与约80％之间、诸如介于约55％与约75％之间的本征型微晶硅层。在一些实施例中，在沉积期间，将所施加的RF功率从第一功率密度增加到第二功率密度是有利的。

[0028] 在另一实施例中，本征型微晶硅层114可以利用多个步骤来沉积，其中各步骤期间所沉积的层的部分具有不同的氢稀释比例，其中该不同的氢稀释比例可提供所沉积膜的不同结晶率。举例而言，在一实施例中，氢对硅烷的体积流速比可以在四个步骤中从100∶1被降低到95∶1、到90∶1、及到85∶1。在一实施例中，可以于介于约0.1sccm/L与约5sccm/L之间、诸如约0.97sccm/L的流速提供硅烷气。可以于介于约10sccm/L与约200sccm/L之间、诸如介于约80sccm/L与约105sccm/L之间的流速提供氢气。在沉积工艺具有多个步骤(例如四个步骤)的示范性实施例中，氢气流在第一步骤期间可以开始于约97sccm/L，并且可以在后续工艺步骤中分别渐渐地被降低到约92sccm/L、88sccm/L、及
83sccm/L。在介于约1Torr与约100Torr之间、例如介于约3Torr与约20Torr之间，诸如
2
介于约4Torr与约12Torr之间，诸如约9Torr的腔室压力下，施加约300mW/cm 或更大、诸如约490mW/cm2的RF功率，将造成以约 或更大、诸如 的速率来沉积
本征型微晶硅。

[0029] 电荷收集大致上是由掺杂半导体层(诸如以p-型或n-型掺质来掺杂的硅层)来提供。p-型掺杂通常是III族元素，例如硼或铝。n-型掺杂通常是V族元素，例如磷、砷、或锑。在大部分实施例中，硼被用作为p-型掺杂，并且磷被用作为n-型掺杂。通过在反应混合物中包括含硼或含磷化合物，这些掺杂可以被添加到前述p-型和n-型层106、110、112、116。适当的硼和磷化合物大致上包含取代的和未取代的低硼烷和膦低聚体。一些适当的硼化合物包括三甲基硼(B(CH3)3或TMB)、二硼烷(B2H6)、三氟化硼(BF3)、及三乙基硼(B(C2H5)3或TEB)。膦是最常见的磷化合物。掺杂通常是和载气(诸如氢、氦、氩、或其他适当的气体)一起来提供。若氢被用作为载气，则会增加反应混合物中的总氢。因此，前述的氢比例将包括用来输送掺杂的载气所贡献的氢部分。

[0030] 掺杂大致上被提供为惰气或载气中的稀释剂。举例而言，可以在载气中提供摩尔或体积浓度为约0.5％的掺杂。若在流速为1.0sccm/L的载气中提供体积浓度为0.5％的掺杂，则最终的掺杂流速将为0.005sccm/L。取决于期望的掺杂程度，可以介于约
0.0002sccm/L与约0.1sccm/L之间的流速来提供掺杂到反应腔室。大致上，掺杂浓度被维
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持在介于约10 atoms/cm 与约10 atoms/cm 之间。

[0031] 在p-型含硅层112为p-型微晶硅层的一实施例中，p-型微晶硅层112可以通过提供氢气和硅烷气的气体混合物来沉积，其中氢对硅烷的体积流速比为约200∶1或更大，例如1000∶1或更小，诸如介于约250∶1与约800∶1之间，并且在进一步实例中为约601∶1或约401∶1。可以于介于约0.1sccm/L与约0.8sccm/L之间、例如介于约0.2sccm/L与约0.38sccm/L之间的流速提供硅烷气。可以于介于约60sccm/L与约500sccm/L之间、例如约143sccm/L的流速提供氢气。可以于介于约0.0002sccm/L与约0.0016sccm/L之间、例如约0.00115sccm/L的流速提供TMB。若在载气中提供摩尔或体积浓度为0.5％的TMB，则可以于介于约0.04sccm/L与约0.32sccm/L之间、例如约0.23sccm/L的流速提供掺杂/载气混合物。在介于约1Torr与约100Torr之间、诸如介于约3Torr与约20Torr之间、介于
2
约4Torr与约12Torr之间、或约7Torr、或约9Torr的腔室压力下，施加介于约50mW/cm 与约700mW/cm2之间、诸如介于约290mW/cm2与约440mW/cm2之间的RF功率，将以约或更大、诸如约 或更大的速率沉积结晶率为介于约20％与约80％之间、诸如介于约50％与约70％之间的p-型微晶硅层。

[0032] 在p-型含硅层106为p-型非晶硅层的一实施例中，p-型非晶硅层106可以提供提供氢气和硅烷气的气体混合物来沉积，其中氢对硅烷的流速比为约20∶1或更小。可以于介于约1sccm/L与约10sccm/L之间的流速提供硅烷气。可以于介于约5sccm/L与60sccm/L之间的流速提供氢气。可以于介于约0.005sccm/L与约0.05sccm/L之间的流速提供三甲基硼。若在载气中提供摩尔或体积浓度为0.5％的三甲基硼，则可以于介于约1sccm/L与约10sccm/L之间的流速提供掺杂/载气混合物。在介于约0.1Torr与20Torr之间、诸如介
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于约1Torr与约4Torr之间的腔室压力下，施加介于约15mW/cm 与约200mW/cm 之间的RF功率，将以约 或更大的速率沉积p-型非晶硅层。甲烷或其他含碳化合物(诸如CH4、C3H8、C4H10、或C2H2)的添加可以用来形成含碳的p-型非晶硅层106，所述含碳的p-型非晶硅层比其他含硅材料吸收更少的光。换言之，在形成的p-型非晶硅层106含有合金元素(诸如碳)的组态中，所形成的层将具有改善的光穿透性质或窗性质(例如以降低太阳能辐射的吸收)。透射通过p-型非晶硅层106的太阳能辐射量的增加可以被本征层吸收，因而改善了太阳能电池的效能。在三甲基硼用来在p-型非晶硅层106中提供硼掺杂的实
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施例中，硼掺杂浓度被维持在介于约1×10 atoms/cm 与约1×10 atoms/cm 之间。在甲烷气体被添加且被用来形成含碳的p-型非晶硅层的实施例中，含碳p-型非晶硅层中的碳浓度被控制在介于约10原子％与约20原子％之间。在一实施例中，p-型非晶硅层106的厚度介于约 与约 之间，例如介于约 与约 之间。

[0033] 在n-型含硅层110为n-型微晶硅层的一实施例中，n-型微晶硅层110可以通过提供氢气和硅烷气的气体混合物来沉积，其中氢对硅烷的体积流速比为约100∶1或更大，例如约500∶1或更小，诸如介于约150∶1与约400∶1之间，诸如约304∶1或约203∶1。可以于介于约0.1sccm/L与约0.8sccm/L之间，例如介于约0.32sccm/L与约0.45sccm/L之间，诸如约0.35sccm/L的流速提供硅烷气。可以于介于约30sccm/L与约
250sccm/L之间，例如介于约68sccm/L与约143sccm/L之间，诸如约71.43sccm/L的流速提供氢气。可以于介于约0.0005sccm/L与约0.006sccm/L之间，例如介于约0.0025sccm/L与约0.015sccm/L之间，诸如约0.005sccm/L的流速提供膦。换言之，若在载气中提供摩尔或体积浓度为0.5％的膦，则可以于介于约0.1sccm/L与约5sccm/L之间，例如介于约
0.5sccm/L与约3sccm/L之间，诸如介于约0.9sccm/L与约1.088sccm/L之间的流速提供掺杂/载气混合物。在介于约1Torr与约100Torr之间、例如介于约3Torr与约20Torr之间、更佳地介于约4Torr与约12Torr之间、诸如约6Torr或约9Torr的腔室压力下，施加介于
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约100mW/cm 与约900mW/cm 之间、诸如约370mW/cm 的RF功率，将以约 或更大、诸如约 或更大的速率沉积结晶率介于约20％与约80％之间、诸如介于约50％与约70％的n-型微晶硅层。

[0034] 在n-型含硅层116为n-型非晶硅层的一实施例中，n-型非晶硅层116可以通过提供氢气和硅烷气的气体混合物来沉积，其中氢对硅烷的体积流速比为约20∶1或更小，例如约5.5∶1或7.8∶1。可以于介于约0.1sccm/L与约10sccm/L之间，例如介于约1sccm/L与约10sccm/L之间、介于约0.1sccm/L与5sccm/L之间、或介于约0.5sccm/L与约3sccm/L之间，诸如约1.42sccm/L或5.5sccm/L的流速提供硅烷气。可以于介于约1sccm/L与约40sccm/L之间，例如介于约4sccm/L与约40sccm/L之间，或介于约1sccm/L与约10sccm/L之间，诸如约6.42sccm/L或27sccm/L的流速提供氢气。可以于介于约
0.0005sccm/L与约0.075sccm/L之间，例如介于约0.0005sccm/L与约0.0015sccm/L之间，或介于约0.015sccm/L与约0.03sccm/L之间，诸如约0.0095sccm/L或0.023sccm/L的流速提供膦。若在载气中提供摩尔或体积浓度为0.5％的膦，则可以于介于约0.1sccm/L与约
15sccm/L之间，例如介于约0.1sccm/L与约3sccm/L之间、介于约2sccm/L与约15sccm/L之间、或介于约3sccm/L与约6sccm/L之间，诸如约1.9sccm/L或约4.71sccm/L的流速提供掺杂/载气混合物。在介于约0.1Torr与约20Torr之间、例如介于约0.5Torr与约4Torr
2 2
之间、或约1.5Torr的腔室压力下，施加介于约25mW/cm 与约250mW/cm 之间、诸如约60mW/
2 2
cm 或约80mW/cm 的RF功率，将以约 或更大、例如约 或更大，诸如约
或约 的速率沉积n-型非晶硅层。

[0035] 在一些实施例中，硅和其他元素(诸如氧、碳、氮、氢及锗)的合金是有用的。通过以每一其他元素的来源补充反应物气体混合物，这些其他元素可以被添加到硅膜。硅合金可以用于任何类型的硅层，所述硅层包括界面层、p-型、n-型、PIB、波长可选择反射(wavelength selective reflector，WSR)层、或本征型硅层。举例而言，通过将碳源(诸如甲烷(CH4))添加到气体混合物，碳可以被添加到硅膜。通常，大部分的C1-C4碳氢化合物可以被用作为碳源。替代地，有机硅化合物(诸如有机硅烷、有机硅氧烷、有机硅醇及类似物)可作为硅和碳源。锗化合物(诸如锗烷及有机锗烷)以及包含硅和锗的化合物(诸如硅锗烷或锗硅烷)可以作为锗来源。氧气(O2)可以作为氧来源。其他的氧来源包括但不限于氮的氧化物(一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、三氧化二氮(N2O3)、二氧化氮(NO2)、四氧化二氮(N2O4)、五氧化二氮(N2O5)、及三氧化氮(NO3))、过氧化氢(H2O2)、一氧化碳或二氧化碳(CO或CO2)、臭氧(O3)、氧原子、氧基团、及醇类(ROH，其中R是任何的有机或杂有机基团)。氮来源可以包括氮气(N2)、氨(NH3)、联胺(N2H2)、胺(RxNR’3-x，其中x为0～3，并且各个R和R’是独立的任何的有机或杂有机基团)、酰胺((RCO)xNR’3-x，其中x为0～3，并且各个R和R’是独立的任何的有机或杂有机基团)、酰亚胺(RCONCOR’，其中各个R和R’是独立的任何的有机或杂有机基团)、烯胺(R1R2C＝C3NR4R5，其中各个R1-R5是独立的任何的有机或杂有机基团)、及氮原子和基团。

[0036] 为了改善转换效能与降低接触电阻，界面层可以形成在TCO层104与p-型含硅层106的界面处。图2绘示了设置在TCO层104与p-型含硅层106之间的界面层202。界面层202提供了良好界面，所述界面可改善形成于该界面上的膜层与TCO基板之间的附着性。
在一些实施例中，界面层202可以是重掺杂或简并掺杂(degenerately doped)的含硅层，所述重掺杂或简并掺杂的含硅层是通过以高速率(例如以前文所述配比中的上半部中的速率)供应杂质来形成。认为简并掺杂可提供低电阻接触结而改善电荷收集。也认为简并掺杂可改善一些层(例如非晶层)的导电率。

[0037] 在一实施例中，界面层202是简并掺杂的p-型非晶硅层(重掺杂的p-型非晶硅(p++)层)。简并(例如重)掺杂p++-型非晶硅层202的III族元素掺杂浓度高于p-型含硅层106。简并(例如重)掺杂p++-型非晶硅层202的掺杂浓度等于一层，该层是在介于约2Torr与约2.5Torr之间压力下，使用混合物体积流速比介于约2∶1与约6∶1之间的TMP和硅烷所形成，其中TMB前驱物包含0.5％摩尔或体积浓度的TMB。于介于约45mW/2 2
cm(2400Watts)与约91mW/cm(4800Watts)之间的等离子体功率形成简并(例如重)掺杂p++-型非晶硅层202。在一实例中，简并掺杂p++-型非晶硅层202可以通过下述条件来形成：于介于约2.1sccm/L(诸如6000sccm)与约3.1sccm/L(诸如9000sccm)之间的流速提供硅烷、于可使氢气对硅烷气混合物比为约6.0的流速提供氢气、于可使TMB气(例如0.5％摩尔或体积浓度的TMB)对硅烷气混合物体积流速比为6∶1的流速提供掺杂前驱物，而基
2
板支撑件温度被维持在约200℃、等离子体功率被控制在介于约57mW/cm(3287Watts)、且腔室压力被维持在约2.5Torr、长达约2-10秒，以形成约 诸如 的膜。在一实施
20 3 21
例中，重掺杂非晶硅层202的III族元素掺杂浓度为介于约10 atoms/cm 与约10 atoms/
3
cm 之间。

[0038] 在一实施例中，界面层202可以是简并掺杂的p-型非晶碳化硅层(重掺杂的p-型非晶碳化硅(p++)层)。碳元素可以通过在形成重掺杂p-型非晶碳化硅层202时供应含碳气体到气体混合物内来提供。在一实施例中，甲烷或其他含碳化合物(例如CH4、C3H8、C4H10或C2H2)的添加可以用以形成重掺杂p-型非晶碳化硅层202，所述重掺杂p-型非晶碳化硅层可其他含硅材料层吸收更少的光。相信碳原子添加到界面层202中可改善界面层202的透光率，因而在光通过该些膜层时较少的光将被吸收或消耗，因此改善太阳能电池的转换效率。在一实施例中，重掺杂p-型非晶碳化硅层202中的碳浓度被控制在介于约1原子％与约50原子％之间的浓度。在一实施例中，界面p-型非晶碳化硅层202的厚度介于约与约 之间，例如介于约 与约 之间，诸如介于约 与约 之间。

[0039] 在图2绘示的特定实施例中，当界面层202被配置为重掺杂p-型非晶硅层或重掺杂p-型非晶碳化硅层时，p-型含硅层106可以配置为p-型非晶硅层或p-型非晶碳化硅层(非晶硅合金层)，以满足不同的工艺需求。在一实施例中，界面层202为重掺杂p-型非晶硅层，并且p-型含硅层106为p-型非晶硅层或p-型非晶碳化硅层。在另一实施例中，界面层202为重掺杂p-型非晶碳化硅层，并且p-型含硅层106为p-型非晶碳化硅层。

[0040] 此外，波长可选择反射(wavelength selective reflector，WSR)层206可设置在第一p-i-n结212与第二p-i-n结214之间。WSR层206配置以具有一膜性质，所述膜性质可改善在所形成的太阳能电池100中的光散射和电流产生。又，WSR层206也提供良好的p-n隧道结，该良好的p-n隧道结具有高的导电率与经调控的能带隙范围，所述高的导电率与经调控的能带隙范围可影响该p-n隧道结的透射和反射性质，以改善所形成太阳能电池的光转换效率。WSR层206主动地作为中间反射件，所述中间反射件具有期望的折射率或折射率范围，以反射从太阳能电池100的光入射侧所接收的光。WSR层206也作为结层，所述结层促进在第一p-i-n结212中短到中波长光(例如280nm到800nm)的吸收及改善短路电流，因而改善了量子和转换效能。WSR层206更具有对于中到长波长光(例如500nm到1100nm)的高膜透光率，以促进光到该些形成在第二结214的层的透射。再者，当反射期望的波长的光(例如较短波长)回到第一p-i-n结212中的层、且透射期望的波长的光(例如较长波长)到第二p-i-n结214中的层时，大致上希望WSR层206能尽可能吸收少量的光。此外，WSR层206可以具有期望的能带隙与高膜导电率，由此有效率地传导所产生的电流且容许电子从第一p-i-n结212流动到第二p-i-n结214，并且避免阻隔所产生的电流。
在一实施例中，WSR层206可以是微晶硅层，在所述WSR层206内设置有n-型或p-型掺杂。
在一示范性实施例中，WSR层206为n-型结晶硅合金，在所述WSR层206内设置有n-型掺杂。在WSR层206内的不同的掺杂也会影响WSR层膜的光学和电气性质，诸如能带隙、结晶率、导电率、透光率、膜折射率、消光系数、及类似物。在一些例子中，一或多种杂质可以被掺杂到WSR层206的各种区域内，以有效率地控制且调整膜的能带隙、功函数、导电率、透光率等。在一实施例中，WSR层206被控制在具有介于约1.4与约4之间的折射率、至少约2eV-6
的能带隙、及大于约10 S/cm的导电率。

[0041] 在一实施例中，WSR层206可以包含n-型掺杂硅合金层，例如氧化硅(SiOx、SiO2)、碳化硅(SiC)、氮氧化硅(SiON)、氮化硅(SiN)、氮碳化硅(SiCN)、碳氧化硅(SiOC)、氮碳氧化硅(SiOCN)、或类似物。在一示范性实施例中，WSR层206为n-型SiON或SiC层。

[0042] 又，p-i缓冲型本征非晶硅(PIB)层208可以选择性地形成在第二p-i-n结214中p-型含硅层112与本征型含硅层114之间。相信PIB层208可以在该些膜层之间有效率地提供过渡的膜性质，由此改善整体的转换效能。在一实施例中，PIB层208可以通过提供氢气和硅烷气的气体混合物来沉积，其中氢对硅烷的体积流速比为约50∶1或更小，例如小于约30∶1，例如介于约20∶1与约30∶1之间，诸如约25∶1。可以于介于约0.5sccm/L与约5sccm/L之间、例如约2.3sccm/L的流速提供硅烷气。可以于介于约5sccm/L与约80sccm/L之间、例如介于约20sccm/L与约65sccm/L之间、诸如约57sccm/L的流速提供氢
2 2 2
气。可以提供介于约15mW/cm 与约250mW/cm 之间、例如约30mW/cm 的RF功率至喷头。腔室压力可以被维持在介于约0.1Torr与约20Torr之间，例如介于约0.5Torr与约5Torr之间，或约3Torr。PIB层206的沉积速率可以为约 或更大。

[0043] 又，简并掺杂n-型非晶硅层210可以主要地被形成为重掺杂n-型非晶硅层，以提供改善的和第二TCO层118的欧姆接触。在一实施例中，重掺杂n-型非晶硅层210具有介20 3 21 3
于约10 atoms/cm 与约10 atoms/cm 之间的掺杂浓度。

[0044] 图3绘示设置在TCO层104与p-型含硅层106之间的界面层的另一实施例的放大示意图。除了前述图2的界面层202之外，第二界面层304可以设置在第一界面层202与p-型含硅层106之间。第二界面层304可以具有和第一界面层202不同的膜性质，由此补偿第一界面层202没有完全提供的一些电气性质。举例而言，具有较高导电率的膜通常具有相对低的膜透光率，这会不利地吸收或减少穿过该膜到太阳能电池结的光量，反之亦然。通过使用此双层结构，将可容许更大量的具有不同波长的光穿过所述膜到第一结212且进一步到第二结214，同时维持期望的膜导电率，因此产生了更大的电流量。

[0045] 在一实施例中，第二界面层304为p-型非晶硅层，所述p-型非晶硅层具有类似于p-型含硅层106的III族元素掺杂浓度，但具有不同于p-型含硅层106的膜类型(例如掺杂剂或合金元素)。举例而言，当p-型含硅层106被配置为p-型非晶硅层时，第二界面层304可以被配置为p-型非晶碳化硅层。第一界面层202可以是重掺杂p-型非晶硅层或重掺杂p-型非晶碳化硅层。第二界面层304可以被配置为具有小于第一界面层202(例如重掺杂p-型层)但类似于p-型含硅层106的p-型掺杂浓度。在图3绘示的实施例中，第一界面层202为厚度介于约 与约 之间的重掺杂非晶碳化硅层，并且第二界面层304为厚度介于约 与约 之间的p-型非晶碳化硅层。p-型含硅层106为p-型非晶硅层。

[0046] 图4绘示界面结构的另一实施例，其中该界面结构具有多个层形成在TCO层104与p-型含硅层106之间。除了图2-3绘示的界面层202之外，额外的TCO层302可以被插置在底部TCO层104与界面层202之间。在一实施例中，当底部TCO层104被配置为氧化锡层(SnO2)时，该额外的TCO层302可以被配置为氧化锌(ZnO)层。相信，该额外的TCO层302对等离子体提供了较佳的化学阻抗性，其中为了在TCO层302上形成后续的层而在稍后执行该等离子体。在执行等离子体或蚀刻处理时，该额外的ZnO TCO层302的良好化学阻抗性提供了良好的表面纹理控制，由此提升光捕获能力。此外，该额外的TCO层302也可以提供高膜透光率、低膜电阻率及高膜导电率，因而能维持之后形成在该TCO层302上的太阳能结电池的高转换效能。因此，当在底部TCO层104上形成该额外的TCO层302时，能够以下述的方式来控制这些膜性质：可改善转换效能、降低接触电阻率、提供对等离子体的高化学阻抗性、及捕获光所需要的良好的表面纹理。

[0047] 在一实施例中，该额外的TCO层302可以是氧化锌(ZnO)层，具有介于约5wt％与约5wt％之间的锌掺杂浓度。该额外的TCO层302可以具有介于约5wt％与约5wt％之间的铝掺杂浓度。该额外的TCO层302的厚度可以被控制在介于约 与约 之间。ZnO层302可以通过CVD、PVD、或任何其他适当的沉积技术来形成。

[0048] 在形成该额外的TCO层302于底部TCO层104上之后，界面层202和p-型含硅层106可以接着被形成于该TCO层302上，以形成期望的结。在一示范性实施例中，界面层202为重掺杂非晶硅层，并且p-型含硅层106为p-型碳化硅层。

[0049] 图5绘示形成在TCO层104与p-型含硅层106之间的界面结构的另一实施例。额外的TCO层302(类似于图4的额外的TCO层302)位于底部TCO层104上。接着，p-型含硅层106位于该额外的TCO层302上。在此特定实施例中，p-型含硅层106可以被配置为p-型微晶/纳米晶硅或碳化硅层。应了解，纳米晶硅层的颗粒尺寸为约或小于 并且微晶硅层的颗粒尺寸为约或大于 相信p-型微晶硅层或纳米晶硅层可以比p-型非晶硅层提供更低的接触电阻。在图5绘示的示范性实施例中，TCO层104为含氧化锡(SnO2)的TCO层。额外的TCO层302为含氧化锌(ZnO)的TCO层，并且p-型含硅层106是p-型纳米晶碳化硅层。

[0050] 图6绘示形成在TCO层104与p-型含硅层106之间的界面结构的又一实施例。额外的TCO层302(类似于图4-5的额外的TCO层302)位于底部TCO层104上。接着，中间界面层602位于该额外的TCO层302上。相信中间界面层602可以有助于在额外的TCO层302与待沉积的p型非晶硅层106之间建立高电场，由此有效率地改善太阳能电池的转换效能。在一实施例中，中间界面层602为厚度介于约 与约 之间的p-型微晶/纳米晶硅层或p-型微晶/纳米晶碳化硅层。然后，p-型含硅层106位于中间界面层602上。
在图6绘示的实施例中，TCO层104为含氧化锡(SnO2)的TCO层。额外的TCO层302为含氧化锌(ZnO)的TCO层。中间界面层602为p-型微晶/纳米晶碳化硅层，并且p-型含硅层106为p-型非晶碳化硅层。

[0051] 图7绘示形成在TCO层104与p-型含硅层106之间的界面结构的另一实施例。在此实施例中，三膜结构形成在TCO层104与p-型含硅层106之间。该三膜结构包括额外的TCO层302、第一中间层702及第二中间层704。该额外的TCO层302类似于图4-6的额外的TCO层302。相信硅系层(例如不含碳掺杂)可以具有相对高的导电率，而硅合金层(例如含碳或其他合金掺杂)将具有高的膜透光率而能容许大量的光通过而到达结电池。因此，通过利用该三膜结构，可以获得高膜导电率、高膜透光率以得到高转换效能、及低接触电阻率。在图7绘示的实施例中，第一中间层702可以是厚度介于约 与约 之间的p-型微晶/纳米晶硅层。第二中间层704可以是厚度介于约 与约 之间的p-型微晶/纳米晶碳化硅层。在形成该三膜结构后，p-型含硅层106可以形成在该三膜结构上。在一实施例中，形成在该三膜结构上的p-型含硅层106可以是p-型非晶碳化硅层。

[0052] 图8绘示形成在TCO层104与p-型含硅层802之间的界面结构的另一实施例。在此实施例中，TCO层104经选择成由含氧化锌(ZnO)层来制成。形成在TCO层104上的p-型含硅层802为厚度介于约 与约 之间的p-型微晶/纳米晶碳化硅层。相信，在等离子体处理以沉积后续的膜层时，使用ZnO系TCO层104可以提供良好的化学阻抗性。
替代地，TCO层104也可以被配置为n-型掺杂的氧化铝锌(AZO)层。n-型掺杂可以包括硼、铝、镓、及类似物。在此特定实施例中，含ZnO的TCO层104的厚度可以介于约 与约 之间。

[0053] 图9绘示形成在TCO层104与p-型含硅层106之间的界面结构的另一实施例。类似于图8的TCO层104，在此特定实施例中，TCO层104可以经选择成由含氧化锌(ZnO)层来制成。接着，界面层602(诸如图6绘示的中间界面层602)位于TCO层104上。相信，界面层602可以有助于在额外的TCO层104与待沉积的p型非晶硅层106之间建立高电场，由此有效率地改善太阳能电池的转换效能。在一实施例中，界面层602为厚度介于约 与约 之间的p-型微晶/纳米晶碳化硅层。然后，p-型含硅层106位于界面层602上。在图9绘示的示范性实施例中，TCO层104为含氧化锌(ZnO)的TCO层，并且界面层602为p-型微晶/纳米晶碳化硅层，并且p-型含硅层106为p-型非晶碳化硅层。

[0054] 图10绘示形成在TCO层104与p-型含硅层106之间的界面结构的又一实施例。在图10绘示的实施例中，双膜结构形成在TCO层104与p-型含硅层106之间。类似于图
7-9的TCO层104，在此特定实施例中，TCO层104可以经选择成由含氧化锌(ZnO)层来制成。该双膜结构包括第一中间层702及第二中间层704，类似于图7的第一中间层702及第二中间层704。第一中间层702可以是厚度介于约 与约 之间的p-型微晶/纳米晶硅层。第二中间层704可以是厚度介于约 与约 之间的p-型微晶/纳米晶碳化硅层。在形成该双膜结构于TCO层104上后，p-型含硅层106可以形成在该双膜结构上。
在一实施例中，形成在该双膜结构上的p-型含硅层106可以是p-型非晶碳化硅层。

[0055] 图11为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)腔室1100的一实施例的剖面图，其中薄膜太阳能电池(例如图1-10的太阳能电池)的一或多个膜可以在该等离子体增强化学气相沉积(PECVD)腔室1100中进行沉积。一适当的等离子体增强化学气相沉积腔室可由美国加州圣克拉拉市的应用材料公司(Applied Materials，Inc.)获得。应了解，其他工艺腔室(包括来自其他业者的工艺腔室)也可以用来实施本发明。

[0056] 大致上，腔室1100包括壁1102、底部1104、喷头1110及基板支撑件1130，所述壁1102、底部1104、喷头1110及基板支撑件1130界定工艺容积1106。工艺容积1106可经由阀1108来进出，从而使得基板可以被传送进出该腔室1100。基板支撑件1130包括基板接收表面1132与杆1134，基板接收表面1132用于支撑基板，杆1134耦接到降系统1136以升高且降低基板支撑件1130。遮蔽环1133可以选择性地放置在基板102的周边上方。升降销1138可移动地设置穿过基板支撑件1130，以移动基板至基板接收表面1132和自所述基板接收表面1132将基板移开。基板支撑件1130也可以包括加热与/或冷却构件1139，以将基板支撑件1130维持在期望的温度。基板支撑件1130也可以包括多个接地带1131，以在基板支撑件1130的周边处提供RF接地。

[0057] 喷头1110在背板周边处由悬件1114耦接至背板1112。喷头1110也可以由一或多个中心支撑件116耦接至背板，以有助于避免下垂与/或控制喷头1110的笔直度/弯曲度。气体源1120耦接至背板1112，以提供气体通过背板1112且通过喷头1110到基板接收表面1132。真空泵1109耦接至腔室1100，以将工艺容积1106控制于期望的压力。RF功率源1122耦接至背板1112与/或喷头1110，以提供RF功率到喷头1110，使得电场被建立在喷头与基板支撑件1130之间，因而可以在喷头1110与基板支撑件1130之间从气体产生等离子体。可以使用各种的RF频率，例如介于约0.3MHz与约200MHz之间的频率。在一实施例中，于13.56MHz的频率提供RF功率源。

[0058] 远端等离子体源(例如感应式耦合远端等离子体源)也可以被耦接在气体源与背板之间。在处理多个基板之间，可以提供清洁气体到远端等离子体源1124，因此产生且提供远端等离子体以清洁腔室部件。清洁气体可以进一步由提供到喷头的RF功率源1122来激化。适当的清洁气体包括有但不限于NF3、F2与SF6。

[0059] 在图11或其他适当腔室中，用在一或多个层(例如图1-10的一或多个层)的沉积2 2 2
方法可以包括下述沉积参数。表面积为10,000cm 或更大、40,000cm 或更大、或55,000cm或更大的基板被提供到腔室。应了解，在处理基板之后，基板可以被切割以形成较小的太阳能电池。

[0060] 在一实施例中，可以设定加热与/或冷却构件1139，以在沉积期间提供约400℃或更小、例如介于约100℃与约400℃之间、或介于约150℃与约300℃之间、诸如约200℃的基板支撑件温度。

[0061] 在沉积期间，设置在基板接收表面1132上的基板的顶表面与喷头1110之间的间隔可以介于约400mil与约1,200mil之间，例如介于400mil与约800mil之间。

[0062] 图12为工艺系统1200的一实施例的俯视图，其中该工艺系统1200具有多个工艺腔室1231-1237，例如图11的PECVD腔室或其他可以沉积硅膜的适当腔室。工艺系统1200包括传送腔室1220与多个工艺腔室1231-1237，传送腔室1220耦接至负载锁定腔室1210。负载锁定腔室1210容许基板被传送于系统外的外界环境与传送腔室1220和工艺腔室
1231-1237内的真空环境之间。负载锁定腔室1210包括一或多个可排空区域(evacuatable regions)，该些可排空区域固持一或多个基板。该些可排空区域在将基板送入到系统1200内期间被泵抽真空(pumped down)，并且在基板从系统1200送出期间被通气(vented)。传送腔室1220中设置有至少一个真空机械手臂1222，真空机械手臂1222适于将基板传送于负载锁定腔室1210与工艺腔室1231-1237之间。尽管图12显示七个腔室，但并没有意图要将本发明的范畴限制在此结构，这是因为系统可以具有任何适当数量的工艺腔室。

[0063] 在本发明的特定实施例中，系统1200被配置以沉积多结太阳能电池的第一p-i-n结(例如元件符号122、212)。在一实施例中，工艺腔室1231-1237的其中一工艺腔室被配置以沉积第一p-i-n结的界面层与p-型层，而其余的工艺腔室1231-1237各被配置以沉积本征型层和n-型层。第一p-i-n结的本征型层和n-型层可以在相同腔室中沉积，而不需要沉积步骤之间的任何钝化处理。因此，在一结构中，基板经由负载锁定腔室1210进入系统，接着基板被真空机械手臂传送到被配置为用来沉积p-型层的专用工艺腔室内。然后，在形成p-型层之后，基板被真空机械手臂传送到其余的工艺腔室的一者内，所述其余的工艺腔室被配置为用以沉积本征型层和n-型层。在形成了本征型层和n-型层之后，基板被真空机械手臂1222传送回到负载锁定腔室1210。在特定实施例中，与在单一腔室中形成本征型层和n-型层的时间相比，利用工艺腔室来处理基板以形成p-型层的时间是其约4倍或更多倍，例如6倍或更多倍。故，在沉积第一p-i-n结的系统的特定实施例中，p-腔室对i/n-腔室的比例为1∶4或更大，例如1∶6或更大。系统的产能(包括提供等离子体来清洁工艺腔室的时间)可以是约10基板/小时或更大，例如20基板/小时或更大。

[0064] 在本发明的特定实施例中，系统1200被配置以沉积多结太阳能电池的第二p-i-n结(例如元件符号124、214)。在一实施例中，工艺腔室1231-1237的其中一工艺腔室被配置以沉积第二p-i-n结的p-型层，而其余的工艺腔室1231-1237各被配置以沉积本征型层和n-型层。第二p-i-n结的本征型层和n-型层可以在相同腔室中来沉积，而不需要在沉积步骤之间的任何钝化工艺。在特定实施例中，与在单一腔室中形成本征型层和n-型层的时间相比，利用工艺腔室来处理基板以形成p-型层的时间是其约4倍或更多倍。故，在沉积第二p-i-n结的系统的特定实施例中，p-腔室对i/n-腔室的比例为1∶4或更大，例如1∶6或更大。系统的产能(包括提供等离子体来清洁工艺腔室的时间)可以是约3基板/小时或更大，例如5基板/小时或更大。

[0065] 在特定实施例中，配置以沉积包含本征型非晶硅层的第一p-i-n结的系统1200的产能是配置以沉积包含本征型微晶硅层的第二p-i-n结的系统1200的产能两倍，这是由于本征型微晶硅层和本征型非晶硅层的厚度差异所致。所以，适于沉积第一p-i-n结(所述第一p-i-n结包含本征型非晶硅层)的单一系统1200可以匹配于适于沉积第二p-i-n结(所述第二p-i-n结包含本征型微晶硅层)的两或更多个系统。是以，WSR层沉积工艺可以被配置为在适于沉积第一p-i-n结的系统中执行，以为了有效率的产能控制。一旦第一p-i-n结已经在一系统中形成，基板可以暴露于外界环境(即破真空)并且被传送到第二系统，其中第二p-i-n结是在第二系统中所形成。沉积第一p-i-n结的第一系统与沉积第二p-i-n结的第二系统之间的基板的干式或湿式清洁可以是必要的。在一实施例中，WSR层沉积工艺可以被配置为在独立的系统中执行。

[0066] 图13绘示生产线1300的一部分的一种结构，其中该生产线1300具有多个沉积系统1304、1305、1306或丛集工具(cluster tool)，所述多个沉积系统1304、1305、1306或丛集工具由自动化装置1302来可传送地连接。在一结构中，如图13所示，生产线1300包含多个沉积系统1304、1305、1306，所述多个沉积系统1304、1305、1306可用来在基板102上形成一或多个层、形成p-i-n结、或形成完整的太阳能电池器件。系统1304、1305、1306可以类似于图12绘示的系统1200，但系统1304、1305、1306大致上被配置以在基板102上沉积不同的层或结。通常，各个沉积系统1304、1305、1306具有负载锁定腔室1304F、1305F、1306F，所述负载锁定腔室1304F、1305F、1306F类似于负载锁定腔室1210，且各个负载锁定腔室1304F、1305F、1306F和自动化装置1302可传送地连通。自动化装置1302被配置以移动基板于沉积系统1304、1305及1306之间。

[0067] 在工艺依序进行期间，基板大致上是从系统自动化装置1302传送到系统1304、1305及1306中的一者。在一实施例中，系统1306具有多个腔室1306A-1306H，所述多个腔室1306A-1306H各被配置以在形成界面层、第一p-i-n结时沉积或处理一或多个层，系统
1305具有多个腔室1305A-1305H，所述多个腔室1305A-1305H被配置以沉积一或多个WSR层，并且系统1304具有多个腔室1304A-1304H，所述多个腔室1304A-1304H被配置以在形成第二p-i-n结时沉积或处理一或多个层。应了解，系统的数量以及配置以在每一系统中沉积各个层的腔室的数量是可以改变的，以满足不同的工艺需求和配置。

[0068] 自动化装置1302可以大致上包含机械手臂装置或输送器，所述机械手臂装置或输送器适于移动且定位基板。在一实例中，自动化装置1302是一系列的传统基板输送器(例如滚轮式输送器)与/或机械手臂装置(例如6-轴机械手臂，SCARA机械手臂)，所述自动化装置1302适于依需要在生产线1300内移动且定位基板。在一实施例中，一或多个自动化装置1302也含有一或多个基板升降部件、或吊桥输送器(drawbridge conveyor)，所述基板升降部件或吊桥输送器用以容许在生产线1300内将所期望系统上游的基板输送越过阻挡其移动的基板而到另一期望位置处。依此方式，基板到各种系统的移动将不会受其他待输送到其他系统的基板所阻碍。

[0069] 在生产线1300的一实施例中，图案化腔室1350和一或多个输送器1302连通，并且图案化腔室1350被配置以对所形成的WSR层中一或多层或任何用来形成结电池的层执行图案化工艺。可以了解，图案化工艺也可以用来在太阳能电池器件形成工艺期间蚀刻一或多个先前形成的层中的一或多个区域。尽管图案化腔室1350的配置大致上讨论蚀刻类型的图案化工艺，此种配置不会对本文描述的本发明的范畴构成限制。在一实施例中，图案化腔室1350用于移除一或多个所形成的层中的一或多个区域与/或沉积一或多个材料层(例如含掺杂的材料，金属膏)于基板表面上的一或多个所形成的层上。

[0070] 虽然前述说明是着重在本发明的实施例，可以在不脱离本发明的基本范畴下设想出本发明的其他和进一步实施例，并且本发明的范畴是由随附权利要求来决定。举例而言，图11的工艺腔室已经被显示成位在水平位置。可了解，在本发明的其他实施例中，工艺腔室可以位在任何的非水平位置，例如垂直位置。已经通过参照图12和13的多工艺腔室丛集工具来描述本发明的实施例，但也可以使用线式连续系统与混合的线式连续/丛集系统。已经通过参照第一系统(所述第一系统配置以形成第一p-i-n结)、第二系统(所述第二系统配置以形成WSR层)及第三系统(所述第三系统配置以形成第二p-i-n结)来描述本发明的实施例，但是也可以在单个系统中形成第一p-i-n结、WSR层及第二p-i-n结。已经通过参照适于沉积WSR层、本征型层及n-型层的工艺腔室来描述本发明的实施例，但分离的腔室也可以适于沉积本征型层及n-型层及WSR层，并且单个工艺腔室可以适于沉积p-型层、WSR层及本征型层。最后，本文描述的实施例为大致上可应用于透明基板(例如玻璃)的p-i-n结构，但是可以设想出其他实施例，在其他实施例中，n-i-p结(无论是单个或多个堆迭)能够以反向沉积顺序被建构在非透明基板(例如不锈钢或聚合物)上。

[0071] 故，本发明提供了一种用以在TCO层与太阳能电池结之间形成界面结构的设备及方法。相较于传统的方法而言，该界面结构有利地提供低接触电阻、高膜导电率及高膜透光率，这可有效率地改善PV太阳能电池的光电转换效能及器件性能。

[0072] 尽管前述说明是着重在本发明的实施例，可以在不脱离本发明的基本范畴下设想出本发明的其他和进一步实施例，并且本发明的范畴是由随附权利要求来决定。