糙化透明導電基板的制造方法技術

本發明專利技術公開了一種糙化透明導電基板的制造方法。該制造方法主要包括下列步驟：沉積一透明導電層于一透明基板；及被覆于該透明基板的一面，該透明導電層經雷射源雕刻花紋以糙化其表面。以此糙化透明導電基板制成的薄膜太陽能電池，能有效提升其電流與效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，特別涉及一種使用雷射源雕刻一花紋結構于透明導電層上的技術，藉此，可有效增加入射光的捕捉及光的利用率。
技術介紹
由于能源危機與環保意識的抬頭，使太陽能電池受到大家的重視。此外，由于人們對于硅原料的制作及組件加工技術的經驗累積，使硅原料成為理想的太陽能電池材料。然而，以硅晶做成的太陽能電池的轉換效率，因其僅能吸收1.1電子伏特(ev)以上的太陽光能的限制、反射光造成的損失、材料對太陽光的吸收能力不足、載子在尚未被導出之前就被材料中的缺陷捕捉而失效，或是載子受到材料表面的懸浮鍵結捕捉產生復合等諸多因素，皆使其效率下降。因此，現在市售硅晶太陽能電池的轉換效率僅約16%，即表示硅晶太陽能電池的高效率化其實還有相當大的空間。參照美國公告專利第6，380，479號，標題為:光伏單元組件及其制作方法(Photovoltaic element and method for manufacturing methodt hereof),其主要公開了一種太陽能電池的制造方法。其利用糙化的基板以增加入射光的使用率，藉以改善電流特性，進而把反射光的比率降到10%以下，并增加電池整體的光電轉換效率。此夕卜，美國公告專利第7，199，395號，標題為:光伏組件及其制作方法(Photovoltaic cell and method for fabricating the same),其主要公開了一種太陽能電池的制造方法。主要將PN接面制作于同一平面，進而使電極可制作于太陽能電池的一平面，使太陽能板的受光面不受電極的遮蔽，進而增加電池整體的光電轉換效率。上述專利的透明 導電基板其糙化制作都使用濕式蝕刻的方式，不易控制蝕刻圖形，如蝕刻深度為深V型，容易因電漿增強式化學氣相沉積(PECVD)制程表面披覆性不佳形成缺陷，導致組件特性表現下降。此外，濕式蝕刻制程變異性大，不容易控制相同制程與蝕刻效果。
技術實現思路
針對現有技術存在的缺陷和不足，本專利技術的主要目的在于提供一種，藉由其糙化表面增加入射光的捕捉及光的利用率。為達上述的目的，本專利技術采用以下技術方案:一種，其步驟包括:提供一透明基板；沉積一透明導電層于該透明基板的一表面；以一雷射源于該透明導電層上雕刻一花紋結構；其中該花紋結構為圓形、三角形、矩型、多邊形或不規則形之一；其中該花紋結構的深度介于30至300奈米之間。根據本專利技術的一特征，該透明導電層為氧化銦錫(ITO)。根據本專利技術的一特征，沉積該透明導電層的方法為化學氣相沉積法、熱蒸鍍法、溶膠凝膠法、射頻(RF)磁控濺鍍法或直流(DC)磁控濺鍍法之一。本專利技術的一種具有下列功效:該制造方法所使用的雷射源的制程容易控制，可精確掌握雕刻花紋結構的寬度、間距及深度。雷射雕刻的圖型花紋結構，可達到糙化的效果，增加電漿增強式化學氣相沉積(PECVD)制程表面的披覆性，且薄膜不易形成缺陷，光捕捉性強，能有效提升光電組件電性。該制造方法所使用的雷射制程簡單迅速安全，能有效將低蝕刻成本，也沒有濕式蝕刻的危險。附圖說明圖1為糙化透明導電基板剖面圖。主要組件符號說明I糙化透明導電基板2雷射頭11透明導電層12透明基板h雷射頭至透明導電層距離 Wl花紋間距 W2花紋寬度 d花紋深度具體實施例方式請參閱圖1，本專利技術糙化透明導電基板I包括:一透明基板12 ;及一透明導電層11被覆于該透明基板12的一面，該透明導電層11經雷射源2雕刻花紋以糙化其表面。該透明基板12為玻璃、樹脂或可撓性透明材質。若透明基板12皆為玻璃，其所制造的薄膜太陽能電池，可應用 于綠能建筑窗戶。不僅可以降低室內光照，又可產生電能供建筑物使用；若以樹脂或可饒性透明材料為基板，則可做為攜帶式太陽能電池，方便充電。此外，熱應力主要的原因來自不同材料對受熱或冷卻后，所進行的膨脹與縮小程度不同所致，若薄膜熱膨脹系數高于基板，則冷卻后薄膜承受在一張應力之下.反之，若薄膜熱膨脹系數低于基板，冷卻后的薄膜承受在一壓應力之下。這個因彼此熱膨脹系數不同所衍生的熱應力，其關系式如下。oTh = Er Δ T ( a Film- a sub)其中σ Th為薄膜的熱應力，Er為薄膜的楊氏系數，AT為溫差，aFilm、a sub各為薄膜和基板的熱膨脹系數。由于熱膨脹系數的不同，將造成基板的變形與熔融，所以以下將氧化銦錫(ITO)薄膜、玻璃基板與塑料基板(PC)作比較，了解熱膨脹系數(Coefficient of Thermal Expansion.CTE)不同的重要性。已知氧化銦錫(ITO)薄膜的CTE為7.2 X IO^6Cm/0C ;玻璃基板的CTE為4.6 X 10_6Cm/°C ;塑料基板(PC)的CTE為70.2X IO-W0C ;上述可知塑料基板的熱膨脹系數與氧化銦錫(ITO)薄膜相差許多，而玻璃基板則與氧化銦錫(ITO)薄膜差不多。因此在固定的濺鍍溫度，塑料基板的oTh比玻璃基板的σ Th大，所以薄膜在玻璃基板上幾乎沒有熱應力的問題，但在塑料基板上影響就很大。玻璃基板幾乎不會有熱應力的影響而使基板彎曲或變形，但塑料基板會受到熱應力(應力型式為壓應力)的影響而驅使基板彎曲。透明基板12上被覆的透明導電層11可為氧化銦錫(ITO)薄膜、摻氟氧化錫(FTO)薄膜、氧化鋁鋅(AZO)薄膜、氧化銦鋅(IZO)薄膜、氧化鋅(ZnO)薄膜或氧化鍺鋅(GZO)薄膜，其厚度為50至350奈米。較佳，透明導電層11為氧化銦錫(ITO)薄膜。氧化銦錫(ITO)薄膜是由氧化銦(In2O3)摻雜氧化錫(SnO2)所組成，一般氧化銦錫(ITO)在In203/Sn02 = 90/10時，擁有最低的電阻比及最高的光穿透率，可見光穿透率可達到90 95%之間。此外，氧化銦鋅(IZO)為In2O3加入7-10%的ZnO所組成的材料，其優點在于可以低溫成膜，在室溫制程下得到的IZO為非晶質。ZnO為母材所組成的導電材料，因為Zn (鋅)金屬較I η (銦)產量豐富而低廉，同時較無毒性且比氧化銦錫(ITO)容易蝕刻，近年來成為備受矚目的透明導電材料。但因純ZnO的電阻過高，當環境溫度高于150°C以上，其電性的穩定度不佳，而為了得到低電阻，可摻雜微量元素如In、Al、Ga等。目前ZnO產品最大的挑戰在于大面積制程下，ZnO薄膜的導電度均勻性比氧化銦錫(ITO)差且透射率低。透明導電層11可以化學氣相沉積法、熱蒸鍍法、溶膠凝膠法、RF磁控濺鍍法或DC磁控濺鍍法被覆于透明基板上。磁控濺鍍法為目前和IC制造技術兼容性較高的技術，而且具有可連續生產高質量薄膜的特性，制造溫度也比其他技術來的低，且適合用在大面積的各種基板上。因此目前所使用的磁控濺鍍法相當普遍的薄膜制造技術。因成本較低且制程控制容易，目前量產的ITO膜大都采用直流(DC)放電方式，一般常看到的發光放電技術，有直流(DC)磁控濺鍍法和射頻(RF)磁控濺鍍法，另外亦有直接利用離子槍作為離子源。但ITO靶材必頇非常的致密以減少放電阻抗，使用射頻(RF)放電方式所形成的電漿密度較高，放電電壓低，可得到比直流(DC)放電制程電阻值更低的ITO薄膜，且所制成出來的薄膜厚度較為均勻。雷射源2可為二氧化碳雷射、固態晶體雷射或半導體雷射。二氧化碳雷射采用放電方式激發的高功率雷射，目前本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種糙化透明導電基板的制造方法，其特征在于，包括：(a)提供一透明基板；(b)沉積一透明導電層于該透明基板的一表面；以及(c)以一雷射源在該透明導電層上雕刻一花紋結構；該花紋結構選自圓形、三角形、矩型、多邊形或不規則形之一；該花紋結構的深度介于30至300奈米之間。

【技術特征摘要】
1.一種糙化透明導電基板的制造方法，其特征在于，包括: (a)提供一透明基板； (b)沉積一透明導電層于該透明基板的一表面；以及 (C)以一雷射源在該透明導電層上雕刻一花紋結構； 該花紋結構選自圓形、三角形、矩型、多邊形或不規則形之一； 該花紋結構的深度介于30至300奈米之間。2.根據權利要求1所述的糙化透明導電基板的制造方法，其特征在于，所述透明導電層選自于氧化銦錫、摻氟氧化錫、氧化鋁鋅、氧化銦鋅、氧化鋅或氧化鍺鋅之一。3.根據權利要求1所述的糙化透明導電基板的制造方法，其特征在于，所述透明導電層為氧化銦錫(ITO)。4.根據權利要求1所述的糙化透明導電基板的制造方法，其特征在于，所述沉積一透明導電層于該透明基板的一表面的步驟選自化學氣相沉積法、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李炳寰，郭鎮維，
申請(專利權)人：亞樹科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：