專(zhuān)利名稱(chēng)：Inp強(qiáng)制摻雜的高濃度摻p量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于半導(dǎo)體的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池及其制造方法，更具體地，涉及一種形成有以非常高的濃度摻P的半導(dǎo)體量子點(diǎn)的太陽(yáng)能電池的制造方法。
背景技術(shù)：
在光伏器件的情況下，為了減少制造成本并提高效率，嘗試研究除硅以外的各種材料，但是，由于利用半導(dǎo)體原理的光伏器件的特性，因此，與基于硅的光伏器件比較，由其它材料制成的光伏器件的效率很低且由于劣化而壽命短，從而實(shí)際市場(chǎng)占有率僅為3%左右。在基于硅的光伏器件的情況下，主要利用單結(jié)硅和多晶硅，在構(gòu)建光伏系統(tǒng)時(shí)，硅材料及晶片所占據(jù)的成本超過(guò)整個(gè)構(gòu)建成本的40%，因此，作為對(duì)其的現(xiàn)實(shí)的解決方案，已經(jīng)做出通過(guò)利用硅量子點(diǎn)提高光伏效率來(lái)減少生產(chǎn)單位電力所需的硅的量，以及通過(guò)薄膜器件來(lái)使硅消耗最小化的努力。在如上所述的硅量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池及硅薄膜太陽(yáng)能電池的制造中，摻有半導(dǎo)體元素的硅薄膜的生長(zhǎng)對(duì)太陽(yáng)能電池性能的提高尤為重要，在利用現(xiàn)有方法的熱擴(kuò)散法及化學(xué)氣相沉積法的情況下，在摻雜濃度調(diào)節(jié)上存在限制，因此需要用于高濃度摻雜的特殊的方法。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明提供一種基于利用化合物靶標(biāo)高濃度摻雜η型雜質(zhì)的η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)的太陽(yáng)能電池的制造方法，提供一種可實(shí)現(xiàn)具有再現(xiàn)性的雜質(zhì)元素?fù)诫s，通過(guò)非常簡(jiǎn)單的且容易的方法制造基于具有高效率的η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)的太陽(yáng)能電池的方法。解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)手段本發(fā)明涉及半導(dǎo)體量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法，本發(fā)明的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法的特征在于，包括量子點(diǎn)形成步驟在基板上部形成含有四族元素及InP的半導(dǎo)體層后，對(duì)形成有所述半導(dǎo)體層的基板進(jìn)行熱處理，以去除In并形成作為摻有P(phosphorus，磷)的四族元素量子點(diǎn)的η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)。所述制造方法的特征在于，所述熱處理時(shí)In的去除是通過(guò)揮發(fā)(從固體到氣體的揮發(fā))而進(jìn)行的。所述制造方法的特征在于，所述半導(dǎo)體層是在四族元素或四族元素的化合物中以物理方式摻雜所述InP。所述制造方法的特征在于，所述半導(dǎo)體層包含摻有InP的非晶相(amorphousphase),所述摻有InP的非晶相包括摻有InP的四族元素的非晶相、摻有InP的第四族元素氧化物的非晶相、摻有InP的第四族元素氮化物的非晶相或其混合物。所述制造方法的特征在于，所述半導(dǎo)體層是摻有InP的四族元素的薄膜、摻有InP的四族元素氮化物的薄膜、摻有InP的第四族元素氧化物的膜或其層壓薄膜。所述制造方法的特征在于，所述含有四族元素及InP的半導(dǎo)體層是通過(guò)物理沉積而形成的，詳細(xì)地說(shuō)，所述制造方法的特征在于，所述物理沉積是派射(sputtering),所述濺射是通過(guò)由離子束同時(shí)濺射四族元素的靶標(biāo)及InP靶標(biāo)來(lái)沉積的。所述制造方法的特征在于，所述第四族元素是選自Si及Ge中的一種以上的元素，所述制造方法的特征在于，在所述量子點(diǎn)形成步驟中進(jìn)行熱處理的溫度是900°C至1150。。。優(yōu)選地，本發(fā)明的制造方法包括步驟a)在P型半導(dǎo)體基板上部交替層壓基質(zhì)層和所述半導(dǎo)體層以形成復(fù)合層壓層；步驟b)對(duì)所述復(fù)合層壓層進(jìn)行熱處理，以在基質(zhì)內(nèi)形成摻有P (phosphorus)的半導(dǎo)體量子點(diǎn),所述基質(zhì)為半導(dǎo)體氮化物、半導(dǎo)體氧化物或其混 合物；以及步驟c)在氫氣氛下進(jìn)行熱處理，以使摻有P (phosphorus)的所述半導(dǎo)體量子點(diǎn)的非鍵電子與氫鍵合。此時(shí)，所述制造方法的特征在于，所述半導(dǎo)體層是摻有InP的四族元素的薄膜、摻有InP的四族元素氮化物的薄膜、摻有InP的四族元素氧化物的薄膜或其層壓薄膜，所述基質(zhì)層是獨(dú)立于所述半導(dǎo)體層德四族元素的氮化物、四族元素的氧化物或其混合物。此時(shí)，所述制造方法的特征在于，所述基質(zhì)層及所述半導(dǎo)體層的厚度相互獨(dú)立地為 O. 5nm 至 5nm。根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，在所述量子點(diǎn)形成步驟后，優(yōu)選地，還進(jìn)行電極形成步驟形成至少一個(gè)電極為透明電極的兩個(gè)電極，所述兩個(gè)電極被置于所述基板及所述η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)之間并相互面對(duì)，更優(yōu)選地，在所述η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)和所述透明電極之間，還形成作為摻有三族或五族元素的多晶體的四族半導(dǎo)體層的多晶半導(dǎo)體層。有益效果根據(jù)本發(fā)明的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池制造方法，由于使用InP化合物作為用于制造η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)的η型雜質(zhì)，因此能夠通過(guò)物理性的強(qiáng)制注入來(lái)調(diào)節(jié)P的摻雜濃度，并且能夠制造以非常高濃度摻有P的η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)，通過(guò)熱處理完全去除In，從而能夠摻雜高純度的P。此外,能夠在構(gòu)成ρ-η結(jié)(junction)的η型區(qū)域中嵌入各種大小的η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)，為了 η型摻雜而使用常溫下穩(wěn)定的化合物靶標(biāo)(target)，因此可以重復(fù)地進(jìn)行雜質(zhì)元素?fù)诫s，并且可以在緩和的工藝條件下進(jìn)行雜質(zhì)元素?fù)诫s，能夠通過(guò)濺射及熱處理等非常簡(jiǎn)單容易的方法，來(lái)制造出具有摻有非常高濃度的雜質(zhì)的η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)的太陽(yáng)能電池，并能夠制造出具有優(yōu)秀的光吸收效率的太陽(yáng)能電池。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法的一工藝流程圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法的另一工藝流程圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法的又一工藝流程圖；圖4是對(duì)于半導(dǎo)體層的熱處理前及熱處理后的O、Si及P的SMS深度分布圖分析結(jié)果;圖5是對(duì)于半導(dǎo)體層的熱處理前及熱處理后的O、Si及In的SMS深度分布圖分析結(jié)果；圖6是根據(jù)本發(fā)明的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的效率的測(cè)量結(jié)果，其為去除表面氧化膜后，在多晶硅層上直接放置電極而制成的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的效率測(cè)量結(jié)果；圖7是根據(jù)本發(fā)明的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的效率的測(cè)量結(jié)果，其為去除表面氧化膜后，在多晶硅層上形成80nm的ITO薄膜作為透明導(dǎo)電膜的太陽(yáng)能電池元件的光電效率測(cè)量結(jié)果。*對(duì)附圖主要部分的附圖標(biāo)記的說(shuō)明*110:基板120 :復(fù)合層壓層，121 :基質(zhì)層，122,123 :半導(dǎo)體層，130 :量子點(diǎn)層，131 :基質(zhì)，132 :量子點(diǎn)層，133 :第四族元素層，134 :表面氧化物層210 :透明導(dǎo)電膜，310、320 :電極
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的制造方法進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。以下所介紹的附圖以示例的方式提供，以便將本發(fā)明的思想充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。因此，本發(fā)明不受限于以下提供的附圖，而是可以體現(xiàn)為其它形式。為了明確本發(fā)明的思想，以下提供的附圖可以被夸大。此外，整個(gè)說(shuō)明書(shū)中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。此時(shí)，所使用的技術(shù)用語(yǔ)及科學(xué)用語(yǔ)具有本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所理解的含義，除非另有定義。在以下的說(shuō)明及附圖中，將省略對(duì)可能不必要地模糊本發(fā)明的主旨的公 知功能及配置的說(shuō)明。圖I是示出在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中的量子點(diǎn)形成步驟的工藝流程圖的一示例。如圖I所示，在基板110上部形成含有InP及第四族元素的半導(dǎo)體層120后，對(duì)形成有所述半導(dǎo)體層120的基板110進(jìn)行熱處理以及氫化處理，以制造半導(dǎo)體量子點(diǎn)層130，其中作為摻有P的第四族元素的量子點(diǎn)的η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)132嵌入含有第四族元素的基質(zhì)(matrix, 131)中。詳細(xì)地說(shuō)，所述半導(dǎo)體層120的特征在于，該半導(dǎo)體層120是在第四族元素、第四族元素的氧化物、第四族元素的氮化物、其混合物或其層壓薄膜上強(qiáng)制摻雜作為不純物的InP的膜；所述半導(dǎo)體層120中含有的第四族元素、第四族元素的氧化物、第四族元素的氮化物、其混合物具有非晶相的特征，并且通過(guò)所述半導(dǎo)體層120的熱處理，可選地蒸發(fā)(從固相到氣相的蒸發(fā))并去除所述半導(dǎo)體層中含有的InP中的In，從而形成η型半導(dǎo)體量子點(diǎn) 132。詳細(xì)地說(shuō)，上述工序具有如下特征在作為強(qiáng)制摻有所述InP的膜的半導(dǎo)體層120的熱處理時(shí)，通過(guò)半導(dǎo)體層120中蒸氣壓差，可選地僅蒸發(fā)并去除In ;形成作為純粹地?fù)接蠵的第四族元素的量子點(diǎn)的η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)132。由于所述InP在常溫下為穩(wěn)定的化合物，因此具有如下特征通過(guò)利用InP靶標(biāo)(target)及第四族元素的靶標(biāo)(target)的物理沉積法，來(lái)制造強(qiáng)制摻有作為不純物的InP的膜的半導(dǎo)體層120 ;在所述半導(dǎo)體層120上可以非常高濃度地?fù)诫sInP ;可以以精確控制的濃度摻雜InP。
詳細(xì)地說(shuō)，所述半導(dǎo)體層120的特征在于，其是通過(guò)物理沉積而形成的，所述物理沉積為濺射，更詳細(xì)地說(shuō)，形成所述半導(dǎo)體層120的濺射的特征在于，其是利用同時(shí)濺射薄型的InP靶標(biāo)和薄型的第四族元素靶標(biāo)以沉積該靶標(biāo)的方法來(lái)執(zhí)行的。此時(shí)，優(yōu)選地，通過(guò)濺射時(shí)所使用的所述InP靶標(biāo)和所述第四族元素靶標(biāo)的相對(duì)濺射面積或離子束強(qiáng)度來(lái)控制在所述基板110上形成的半導(dǎo)體層120中含有的InP的濃度。詳細(xì)地說(shuō)，所述第四族元素的特征在于，其是Si、Ge或SiGe化合物；所述基板的特征在于，其是P型半導(dǎo)體基板。此時(shí)，優(yōu)選地，所述P型半導(dǎo)體基板為在與所述半導(dǎo)體層120中含有的第四族元素相同的元素中摻雜P型不純物的基板。優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體層120是在第四族元素的氧化物、第四族元素的氮化物、其混合物或其層壓薄膜中強(qiáng)制摻雜作為不純物的InP的第四族元素薄膜。因此，通過(guò)所述熱處理制造出的所述半導(dǎo)體量子點(diǎn)層130的特征在于，其具有如下結(jié)構(gòu)在第四族元素的氧化 物、第四族元素的氮化物或其混合物的基質(zhì)131中，多個(gè)η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)132形成陣列并嵌入所述基質(zhì)中。圖2是示出本發(fā)明的制造方法的一優(yōu)選的工藝流程圖，通過(guò)利用沉積工藝在基板110 (優(yōu)選為P型半導(dǎo)體基板)上交替地沉積基質(zhì)層121和基于圖I描述的半導(dǎo)體層122，來(lái)制造多層薄膜結(jié)構(gòu)的復(fù)合層壓層120’，為了以后順利地進(jìn)行透明導(dǎo)電膜的沉積，在表面上沉積純第四族元素層123，且在該四族元素層上沉積第四族元素氧化物層124。所述基質(zhì)層121的特征在于，其是第四族元素的氧化物、第四族元素的氮化物或其混合物，構(gòu)成所述復(fù)合層壓層120’的多個(gè)基質(zhì)層121的各個(gè)膜分別具有不同的材料(半導(dǎo)體氧化物、半導(dǎo)體氮化物、半導(dǎo)體氧化物和半導(dǎo)體氮化物的混合物)及不同的厚度。優(yōu)選地，在所述半導(dǎo)體層122的第四族元素為氧化物相的情況下，所述基質(zhì)層121也優(yōu)選地為氧化物相，在所述半導(dǎo)體層122的第四族元素為氮化物相的情況下，所述基質(zhì)層121也優(yōu)選地為氮化物相。由于通過(guò)所述半導(dǎo)體層122的熱處理來(lái)形成作為摻有P的第四族元素的量子點(diǎn)的η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)132，因此通過(guò)所述半導(dǎo)體層122的厚度、所述半導(dǎo)體層122的組成、構(gòu)成所述復(fù)合層壓層120’的半導(dǎo)體層122的個(gè)數(shù)等，來(lái)控制基質(zhì)131內(nèi)的η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)132的位置、大小、個(gè)數(shù)等。詳細(xì)地說(shuō)，優(yōu)選地，在復(fù)合層壓層120’的沉積時(shí)，沉積的所述基質(zhì)層121及半導(dǎo)體層122的厚度分別為O. 5nm至5nm。此外，優(yōu)選地，制成的所述復(fù)合層壓層120’的厚度為數(shù)納米至數(shù)百納米，使得通過(guò)復(fù)合層壓層120’的熱處理而制成的半導(dǎo)體量子點(diǎn)層130的厚度控制為數(shù)納米至數(shù)百納米。隨后，與參照?qǐng)DI描述的情況類(lèi)似地，對(duì)所述復(fù)合層壓層120’進(jìn)行熱處理，從而形成半導(dǎo)體量子點(diǎn)層130，其中，在基質(zhì)131內(nèi)形成多個(gè)η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)132且在表面上形成多晶體的第四族元素層133。通過(guò)所述熱處理可選地去除In，以應(yīng)力緩和及界面能的最小化作為驅(qū)動(dòng)力，來(lái)制造包圍基質(zhì)的η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)132陣列，在形成η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)132陣列后，在氫氣氛下再次進(jìn)行熱處理，以使所述η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)132的非鍵電子與氫鍵合。在用于形成η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)132的所述熱處理的決定中，雖然需要考慮In的可選的蒸發(fā)去除、基質(zhì)的材料、半導(dǎo)體層的材料、要制造的量子點(diǎn)的大小及密度，但主要考慮要素為In的可選的去除及具有量子約束效果的η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)的生成，為此，用于形成η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)132的所述熱處理優(yōu)選地在900°C至1150°C下進(jìn)行。在制造所述η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)時(shí)，在熱處理溫度過(guò)低的情況下，無(wú)法去除In，由于物質(zhì)移動(dòng)困難，從而很難得到半導(dǎo)體量子點(diǎn)形狀。而在熱處理溫度過(guò)高的情況下，存在P也與In—并被去除的危險(xiǎn)，并存在半導(dǎo)體量子點(diǎn)的大小變得非常不均勻的危險(xiǎn)及生成量子約束效果(Quantum confinement effect)甚微的粒狀粒子的危險(xiǎn)。詳細(xì)地說(shuō)，用于形成η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)132的所述熱處理，在基質(zhì)為第四族元素的氧化物，優(yōu)選地為二氧化硅(SiO2)的情況下，在1100°C至1150°C下進(jìn)行，在基質(zhì)為半導(dǎo)體氮化物，優(yōu)選地為氮化硅(Si3N4)的情況下，優(yōu)選地在900°C至1100°C下進(jìn)行，所述熱處理優(yōu)選地進(jìn)行10分鐘至30分鐘。然后，執(zhí)行如下氫化步驟在氫氣氛下進(jìn)行熱處理，從而使所述η型半導(dǎo)體量子·點(diǎn)的非鍵電子與氫鍵合。所述氫化步驟的熱處理溫度需要根據(jù)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的種類(lèi)而決定，在所述半導(dǎo)體量子點(diǎn)為娃量子點(diǎn)的情況下，優(yōu)選地在利用合成氣體(forming gas ；95%Ar-5%H2)的氫氣氛下，在600°C至700°C的溫度下進(jìn)行熱處理30分鐘至90分鐘。然后，如圖2所示，優(yōu)選地執(zhí)行如下步驟在熱處理后的半導(dǎo)體層130的上部形成透明導(dǎo)電膜210后，在所述透明導(dǎo)電膜210的上側(cè)和基板的下側(cè)形成電極310和電極320。通過(guò)利用導(dǎo)電性金屬膠的絲網(wǎng)印刷、漏版印刷等通常的印刷方法或利用PVD/CVD的沉積方法來(lái)制造所述電極310和電極320。圖3是示出本發(fā)明的制造方法的一更優(yōu)選的工藝流程圖，如圖3所示，在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，在形成所述復(fù)合層壓層120’后，優(yōu)選地在所述復(fù)合層壓層120’上部還形成第四族元素層123，并優(yōu)選地在所述四族元素層123上部還形成作為第四族元素的氧化物層的表面氧化物層124。所述第四族元素層123是在未被氧化或氮化的純粹的第四族元素的基質(zhì)中摻雜作為雜質(zhì)的第三族元素或第五族元素的薄膜，詳細(xì)地說(shuō)，是非晶相的第四族元素薄膜或多晶體的第四族元素薄膜。作為一示例，所述第四族元素層為多晶硅層。此時(shí)，在所述基板110為P型基板的情況下，所述第四族元素層123優(yōu)選地?fù)诫s有η型雜質(zhì)。所述第四族元素層123起到使量子點(diǎn)132中形成的電子及空穴流順利地移動(dòng)至電極并促進(jìn)透明導(dǎo)電膜210的沉積的作用。為了順利的光電荷的流動(dòng)及防止由光電荷的再結(jié)合引起的湮沒(méi)，所述第四族元素層123的厚度優(yōu)選為30nm至50nm。所述表面氧化物層124優(yōu)選地是與化學(xué)定量的氧鍵合的第四族元素的完全的氧化物相，且起到在熱處理時(shí)保護(hù)太陽(yáng)能電池的光活性區(qū)域及光電荷移動(dòng)區(qū)域的作用。由于所述表面氧化物層124需要在熱處理后去除，因此其厚度優(yōu)選為20nm以上，基本上，其厚度是 20nm 至 50nm。然后，與參照?qǐng)D2描述的情況類(lèi)似地，對(duì)形成有所述第四族元素層123及表面氧化物層124的復(fù)合層壓層120’進(jìn)行熱處理及氫化處理后，優(yōu)選地通過(guò)利用蝕刻液的濕式蝕刻來(lái)去除所述氧化物層124。在去除氧化物層124后，優(yōu)選地，在第四族元素層133上部與露出于表面的所述第四族元素層133接觸地形成透明導(dǎo)電膜210后，在所述透明導(dǎo)電膜210的上側(cè)和基板的下側(cè)形成電極310和電極320。圖4是使在圖3中所制造的復(fù)合層壓層在1100°C下進(jìn)行熱處理20分鐘后，對(duì)于熱處理前和熱處理后的0、Si及P兀素的SIMS (Secondary Ion MassSpectroscopy, 二次離子質(zhì)譜)深度分布分析結(jié)果，圖5是對(duì)于熱處理前和熱處理后的0、Si及In元素的SMS深度分布分析結(jié)果。從圖4至圖5中可以看出，通過(guò)所述熱處理，In被完全地去除至所沉積的量的分析器能夠檢測(cè)的程度，而P則被保留。圖6示出太陽(yáng)能電池的效率測(cè)量結(jié)果，其中，對(duì)于將利用濺射摻雜InP的非晶Si膜作為半導(dǎo)體層(Inm),將硅氧化物作為基質(zhì)層(2nm)，將所述半導(dǎo)體層和所述基質(zhì)層反復(fù) 層壓33次而生成復(fù)合層壓層后，在形成摻有InP的非晶硅層(30nm)及硅氧化物層(20nm)后，在1100°C下熱處理20分鐘并在氫氣氛下在600°C下氫化處理30分鐘而制成的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池，通過(guò)BOE (bufferedoxide etch，緩沖氧化物腐蝕)溶液去除表面氧化膜134后，在四族元素層133上面直接放置電極。圖7示出太陽(yáng)能電池元件的光電效率的測(cè)量結(jié)果，其中，在與圖6類(lèi)似的元件下，在四族元素層133上使用作為透明導(dǎo)電膜的厚度為SOnm左右的ITO (Indium Tin Oxide，氧化銦錫)薄膜，可以確認(rèn)，在使用透明導(dǎo)電膜的情況下，提聞效率約25%。如上所述，盡管已經(jīng)通過(guò)具體事項(xiàng)和有限的實(shí)施例及附圖描述了本發(fā)明，但所提供的這些僅出于幫助更加全面地理解本發(fā)明，本發(fā)明不受限于所述實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠根據(jù)這些描述進(jìn)行各種修改及變形。因此，本發(fā)明的思想不應(yīng)受限于所述實(shí)施例，所附權(quán)利要求書(shū)以及與該權(quán)利要求書(shū)等同或等效的變形均屬于本發(fā)明的思想范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，在半導(dǎo)體量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的制造方法中，包括 量子點(diǎn)形成步驟在基板上部形成含有第四族元素及InP的半導(dǎo)體層后，對(duì)形成有所述半導(dǎo)體層的基板進(jìn)行熱處理，以去除In (Indium,銦)并形成作為摻有P (phosphorus,磷)的第四族元素量子點(diǎn)的η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體層是在第四族元素或第四族元素的化合物中以物理方式摻雜所述InP而形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體層包含慘有InP的非晶相(amorphous phase)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體層是摻有InP的第四族元素的薄膜、摻有InP的第四族元素氮化物的薄膜、摻有InP的第四族元素氧化物的膜或其層壓薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，含有第四族元素及InP的所述半導(dǎo)體層是通過(guò)物理沉積而形成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述物理沉積是濺射(sputtering)，所述濺射是通過(guò)由離子束同時(shí)濺射第四族元素的靶標(biāo)及InP靶標(biāo)來(lái)沉積的。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，包括 步驟a)，在P型半導(dǎo)體基板上部交替層壓基質(zhì)層和所述半導(dǎo)體層以形成復(fù)合層壓層； 步驟b),對(duì)所述復(fù)合層壓層進(jìn)行熱處理，以在基質(zhì)內(nèi)形成摻有P (phosphorus)的半導(dǎo)體量子點(diǎn)，所述基質(zhì)為半導(dǎo)體氮化物、半導(dǎo)體氧化物或其混合物；以及 步驟C)，在氫氣氛下進(jìn)行熱處理，以使摻有P (phosphorus磷)的所述半導(dǎo)體量子點(diǎn)的非鍵電子與氫鍵合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體層是摻有InP的四族元素的薄膜、摻有InP的四族元素氮化物的薄膜、摻有InP的四族元素氧化物的薄膜或其層壓薄膜，所述基質(zhì)層是獨(dú)立于所述半導(dǎo)體層的四族元素的氮化物、四族元素的氧化物或其混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述基質(zhì)層及所述半導(dǎo)體層的厚度相互獨(dú)立地為O. 5nm至5nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或7所述的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于， 在所述量子點(diǎn)形成步驟后，還進(jìn)行電極形成步驟形成至少一個(gè)電極為透明電極的兩個(gè)電極，所述兩個(gè)電極被置于所述基板及所述η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)之間并相互面對(duì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，在所述η型半導(dǎo)體量子點(diǎn)和所述透明電極之間，還形成作為摻有三族或五族元素的多晶體的四族半導(dǎo)體層的多晶半導(dǎo)體層。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述熱處理在900°C至1150°C下進(jìn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述第四族元素是選自Si及Ge中的一種以上的元素。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的制造方法，詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明的制造方法的特征在于，包括量子點(diǎn)形成步驟在基板上部形成含有第四族元素及InP的半導(dǎo)體層后，對(duì)形成有所述半導(dǎo)體層的基板進(jìn)行熱處理，以去除In(Indium，銦)并形成作為摻有P(phosphorus，磷)的第四族元素量子點(diǎn)的n型半導(dǎo)體量子點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L31/042GK102959722SQ201080067722
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者金慶中, 洪升輝, 樸裁熙, 李 雨 申請(qǐng)人:韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)研究院