專利名稱：透明導電性金屬氧化物膜與太陽能電池的形成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種透明導電膜與光電元件的形成方法，且特別是涉及一種透明導電性金屬氧化物膜與太陽能電池的形成方法。
背景技術：
隨著全球半導體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，各種半導體材料的性質(zhì)與應用已不斷地被研究開發(fā)。在這些半導體材科中，具備半導性的透明導電膜的研究開發(fā)已成為一項基礎且重要的工作。所謂透明導電膜是指在可見光范圍內(nèi)(波長380-780nm)具有80％以上的透光率，且導電性高，其比電阻值低于1×10-3Ω·cm的薄膜。
另外，透明導電膜的材料大致可分為金屬膜以及金屬氧化物膜。金屬(如Au、Ag、PI、Cu、Al等)在5～15nm厚度時，具有某種程度的可見光透光性，所以可當成透明電極來使用。但是，厚度較厚的金屬膜對光的吸收度太高，而厚度較薄的金屬膜的電阻值又太高，且金屬膜的導電率會受到表面效應(sizeeffect)及雜質(zhì)影響。因此，發(fā)展出以金屬氧化物膜來取代金屬膜做為透明導電膜。目前，以金屬氧化物膜構(gòu)成的透明導電材料，由于其高透明性和好的導電性而被廣泛地應用于日常生活的光電產(chǎn)品中，例如應用于在LCD、PDP、OLED等顯示器的導電膜、CRT屏幕中抗輻射的高透光保護膜、太陽能電池組件內(nèi)的基板以及特殊用途玻璃的高功能膜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在提供一種明導電性金屬氧化物膜的形成方法，具有可大面積成膜的優(yōu)點，且可得到具有精確的金屬含量比例的透明導電性金屬氧化物膜。
本發(fā)明的另一目的在提供一種太陽能電池的形成方法，能夠形成大面積的導電膜，且可提高其效能。
根據(jù)上述與其它目的，本發(fā)明提出一種明導電性金屬氧化物膜的形成方法，此透明導電性金屬氧化物膜含有至少二種金屬元素，這些金屬元素的含量具有一摩爾比例。透明導電性金屬氧化物膜的形成方法是先提供至少二種金屬醇鹽。然后，以上述的摩爾比例秤取金屬醇鹽，并加入溶液，以形成混合溶液。接著，在混合溶液中加入水進行水合反應，以形成金屬氧化物溶膠。之后，將金屬氧化物溶膠涂布于一基材上。繼之，對基材進行一干燥處理步驟，去除金屬氧化物溶膠中的溶液，以形成透明導電性金屬氧化物膜。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的金屬元素例如是銦、錫、鋯、鈦、銀、鋅、鎵、銅、鑭、鋁、鎳、鍶、銻。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的溶液例如是醇類。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的對基材進行干燥處理步驟例如是將基材置于大氣環(huán)境中進行自然干燥。在一實施例中，對基材進行干燥處理步驟例如是對基材進行烘烤。在另一實施例中，對基材進行干燥處理步驟例如是將基材置于大氣環(huán)境中進行自然干燥以及對基材進行烘烤。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的基材例如是玻璃基板。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的金屬醇鹽是利用金屬元素或含屬元素的化合物與醇類溶液進行反應而得到。
本發(fā)明另提出一種太陽能電池的形成方法，首先在基底上依序形成金屬電極、緩沖層及吸收層。然后，在吸收層上形成導電層，其中導電層為一透明導電性金屬氧化物膜，其含有至少二種金屬元素，且這些金屬元素的含量具有一摩爾比例。其中，導電層的形成方法為，先提供至少二種金屬醇鹽。然后，以上述的摩爾比例秤取金屬醇鹽，并加入溶液，以形成混合溶液。接著，在混合溶液中加入水進行水合反應，以形成金屬氧化物溶膠。之后，將金屬氧化物溶膠涂布于一基材上。繼之，對基材進行一干燥處理步驟，去除金屬氧化物溶膠中的溶液，以形成透明導電性金屬氧化物膜。接著，在導電層上形成抗反射層。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的金屬元素例如是銦、錫、鋯、鈦、銀、鋅、鎵、銅、鑭、鋁、鎳、鍶、銻。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的溶液例如是醇類。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的對基材進行干燥處理步驟例如是將基材置于大氣環(huán)境中進行自然干燥。在一實施例中，對基材進行干燥處理步驟例如是對基材進行烘烤。在另一實施例中，對基材進行干燥處理步驟例如是將基材置于大氣環(huán)境中進行自然干燥以及對基材進行烘烤。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的基材例如是玻璃基板。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的金屬醇鹽是利用金屬元素或含屬元素的化合物與醇類溶液進行反應而得到。
本發(fā)明是利用溶膠-凝膠(sol-gel)法來制造透明導電性金屬氧化物膜，如此能夠形成大面積的透明導電性金屬氧化物膜。而且，本發(fā)明可以預定形成的透明導電性金屬氧化物膜中的金屬含量比例，來決定所需秤取的金屬醇鹽的比例，以得到具有精確的金屬含量比例的透明導電性金屬氧化物膜。另一方面，由于本發(fā)明的方法具有可大面積成膜的優(yōu)點，因此特別能夠適用于需大面積的透明導電性金屬氧化物膜的應用領域中。
上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。


圖1為依照本發(fā)明實施例的透明導電性金屬氧化物膜的形成方法的步驟流程圖。
圖2為依照本發(fā)明一實施例所繪示的太陽能電池的剖視圖。
100、110、120、130、140步驟200基底202金屬電極204緩沖層206吸收層208導電層210抗反射層具體實施方式
本發(fā)明是利用溶膠-凝膠(sol-gel)法來制造透明導電性金屬氧化物膜，此透明導電性金屬氧化物膜中含有至少二種金屬元素，而這些金屬元素的含量具有一比例。在以下實施例中，是以透明導電性金屬氧化物膜中具有二種金屬元素M1、M2，且金屬元素M1、M2的比例是X∶Y為例做說明。
圖1為依照本發(fā)明實施例的透明導電性金屬氧化物膜的形成方法的步驟流程圖。
步驟100，提供二種金屬醇鹽M1(OR)n、M2(OR)n，其中M1、M2表金屬，R表烷基。上述，金屬醇鹽M1(OR)n可利用金屬元素M1或含金屬元素M1的化合物與醇類溶液進行反應而得到。同樣地，金屬醇鹽M2(OR)n可利用金屬元素M2或含金屬元素M2的化合物與醇類溶液進行反應而得到。另外，金屬元素M1、M2例如是銦(In)、錫(Zn)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、銀(Ag)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、銅(Cu)、鑭(La)、鋁(Al)、鎳(Ni)、鍶(Sr)、銻(Sb)或其它金屬。
步驟110，以比例X∶Y秤取金屬醇鹽M1(OR)n、M2(OR)n，并加入溶液來幫助儲存，以形成一混合溶液。上述的溶液例如是醇類，其可用以幫助儲存。而醇類溶液例如是甲醇、乙醇、丙醇等一元醇，或是其它的多元醇。另外，上述秤取金屬醇鹽M1(OR)n、M2(OR)n的比例可例如是摩爾比例。
步驟120，在混合溶液中加入水，以形成金屬氧化物溶膠。在混合溶液中加入水，則金屬醇鹽M1(OR)n、M2(OR)n與水會進行水解縮合反應(即所謂的水合反應)，而形成金屬氧化物溶膠。
步驟130，將金屬氧化物溶膠涂布于基材上。上述，基材可例如是玻璃基板或其它合適的基材。
步驟140，對基材進行一干燥處理步驟。此干燥處理步驟可以去除掉金屬氧化物溶膠中的醇類溶液，所以在基材上會形成透明導電性金屬氧化物膜，而且透明導電性金屬氧化物膜中的二種金屬元素M1、M2，其比例是X∶Y。上述，對基材進行干燥處理步驟例如是將基材置于大氣環(huán)境中進行自然干燥。另外，對基材進行干燥處理步驟還可例如是對基材進行烘烤，其例如是將基材置于烤箱中烘烤。甚至，對基材進行干燥處理步驟更可例如是將基材置于大氣環(huán)境中進行自然干燥以及對基材進行烘烤。
值得注意的是，本發(fā)明可以預定形成的透明導電性金屬氧化物膜中的金屬含量比例，來決定步驟110中的所需的金屬醇鹽M1(OR)n、M2(OR)n的比例，以得到具有精確的金屬含量比例的透明導電性金屬氧化物膜。另一方面，本發(fā)明的方法能夠形成大面積的透明導電性金屬氧化物膜，亦即是具有可大面積成膜的優(yōu)點。特別是，能夠適用于需大面積的透明導電性金屬氧化物膜的應用領域中。
當然，本發(fā)明的方法亦可形成具有二種以上金屬元素的透明導電性金屬氧化物膜。本發(fā)明并不對透明導電性金屬氧化物膜中的金屬元素的數(shù)目及種類做特別的限定。
以下，是詳細說明利用本發(fā)明的透明導電性金屬氧化物膜的方法，來形成銦∶錫的比例為95∶5的銦錫氧化物(ITO)。
首先，提供銦醇鹽與錫醇鹽二種金屬醇鹽。上述，銦醇鹽的形成方法可將氯化銦溶于甲醇中，而得到。錫醇鹽的形成方法可將氯化錫溶于甲醇中，而得到。
然后，以比例為95∶5來秤取適量的銦醇鹽與錫醇鹽，并且在其中加入甲醇，形成一混合溶液。
接著，在混合溶液中加入水，則銦醇鹽與錫醇鹽與水會進行水合反應，而形成金屬氧化物溶液。
之后，將所形成的金屬氧化物溶液涂布于玻璃基板上。
繼之，將玻璃基板置于大氣環(huán)境中進行自然干燥，以及對玻璃基板進行烘烤，以去除掉金屬氧化物溶液中的甲醇，即可形成銦∶錫的比例為95∶5的銦錫氧化物。
同樣地，欲形成銦∶錫比例為90∶10的銦錫氧化物，則僅需于秤取適量的銦醇鹽與錫醇鹽的步驟中改變其比例即可。
接下來，是說明利用本發(fā)明的方法形成太陽能電池。圖2為依照本發(fā)明一實施例所繪示的太陽能電池的剖面示意圖。
請參照圖2，太陽能電池的形成方法為，在基底200上依序形成金屬電極202、緩沖層204及吸收層206。其中，基底200的材質(zhì)例如是玻璃、金屬或聚合物。金屬電極202的材質(zhì)例如是鉬或鋁，緩沖層204的材質(zhì)例如是鉬，吸收層206的材質(zhì)例如是銅銦鎵硒或銅銦硒等金屬合金。另外，太陽能電池的基底200、金屬電極202、緩沖層204及吸收層206的形成方法為此領域的人員所熟知，在此不再贅述。
之后，在吸收層206上形成導電層208。導電層208為一透明導電性金屬氧化物膜，其含有至少二種金屬元素，且這些金屬元素的含量具有一比例。詳細說明如下，導電層208的形成方法是利用本發(fā)明的透明導電性金屬氧化物膜的形成方法所形成，而其形成方法在上述實施例詳細說明。
接著，在導電層208上形成抗反射層210，而此抗反射層210可避免光的反射，以增加光的吸收。當然，抗反射層210的形成方法與材質(zhì)為此領域的人員所熟知，在此不再贅述。
承上述，利用本發(fā)明的透明導電性金屬氧化物膜的形成方法來形成太陽能電池的導電層，能夠得到大面積的導電膜，如此有助于提高太陽能電池的效能。
綜上所述，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點1、本發(fā)明的方法可得到具有精確的金屬含量比例的透明導電性金屬氧化物膜。
2、本發(fā)明的方法能夠形成大面積的透明導電性金屬氧化物膜。
3、本發(fā)明的方法可應用于形成太陽能電池，且能夠形成大面積的導電膜，因此可提高其效能。除此之外，本發(fā)明亦可應用于其它日常生活的光電產(chǎn)品中。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的結(jié)構(gòu)及技術內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種透明導電性金屬氧化物膜的形成方法，該透明導電性金屬氧化物膜含有至少二種金屬元素，該些金屬元素的含量具有一摩爾比例，其特征在于該形成方法包括提供至少二種金屬醇鹽；以該摩爾比例秤取該些金屬醇鹽，并加入一溶液，以形成一混合溶液；在該混合溶液中加入水進行水合反應，以形成一金屬氧化物溶膠；將該金屬氧化物溶膠涂布于一基材上；以及對該基材進行一干燥處理步驟，去除該金屬氧化物溶膠中的該溶液，以形成該透明導電性金屬氧化物膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導電性金屬氧化物膜的形成方法，其特征在于該些金屬元素包括銦、錫、鋯、鈦、銀、鋅、鎵、銅、鑭、鋁、鎳、鍶、銻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導電性金屬氧化物膜的形成方法，其特征在于其中所述的溶液包括醇類。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導電性金屬氧化物膜的形成方法，其特征在于以該金屬氧化物溶膠的共沸特性形成該透明導電性金屬氧化物膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導電性金屬氧化物膜的形成方法，其特征在于對該基材進行該干燥處理步驟包括將該基材置于大氣環(huán)境中進行自然干燥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導電性金屬氧化物膜的形成方法，其特征在于對該基材進行該干燥處理步驟包括對該基材進行烘烤。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導電性金屬氧化物膜的形成方法，其特征在于對該基材進行該干燥處理步驟包括將該基材置于大氣環(huán)境中進行自然干燥以及對該基材進行烘烤。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導電性金屬氧化物膜的形成方法，其特征在于其中所述的基材包括玻璃基板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導電性金屬氧化物膜的形成方法，其特征在于該些金屬醇鹽是利用該些金屬元素或含該些金屬元素的化合物與醇類溶液進行反應而得到。
10.一種太陽能電池的形成方法，其特征在于在一基底上依序形成一金屬電極、一緩沖層及一吸收層；在該吸收層上形成一導電層，其中該導電層為一透明導電性金屬氧化物膜，其含有至少二種金屬元素，且該些金屬元素的含量具有一摩爾比例，該導電層的形成方法包括提供至少二種金屬醇鹽；以該比例秤取該些金屬醇鹽，并加入一溶液，以形成一混合溶液；在該混合溶液中加入水進行水合反應，以形成一金屬氧化物溶膠；將該金屬氧化物溶膠涂布于一基材上；以及對該基材進行一干燥處理步驟，去除該金屬氧化物溶膠中的該溶液，以形成該透明導電性金屬氧化物膜；以及在該導電層上形成一抗反射層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能電池的形成方法，其特征在于該些金屬元素包括銦、錫、鋯、鈦、銀、鋅、鎵、銅、鑭、鋁、鎳、鍶、銻。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能電池的形成方法，其特征在于其中所述的溶液包括醇類。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能電池的形成方法，其特征在于對該基材進行該干燥處理步驟包括將該基材置于大氣環(huán)境中進行自然干燥。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能電池的形成方法，其特征在于對該基材進行該干燥處理步驟包括對該基材進行烘烤。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能電池的形成方法，其特征在于對該基材進行該干燥處理步驟包括將該基材置于大氣環(huán)境中進行自然干燥以及對該基材進行烘烤。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能電池的形成方法，其特征在于其中所述的基材包括玻璃基板。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能電池的形成方法，其特征在于該些金屬醇鹽是利用該些金屬元素或含該些金屬元素的化合物與醇類溶液進行反應而得到。
全文摘要
一種透明導電性金屬氧化物膜的形成方法，該透明導電性金屬氧化物膜含有至少二種金屬元素，這些金屬元素的含量具有一摩爾比例。透明導電性金屬氧化物膜的形成方法是先提供至少二種金屬醇鹽。然后，以上述的比例秤取金屬醇鹽，并加入醇類溶液，以形成混合溶液。接著，在混合溶液中加入水進行水合反應，以形成金屬氧化物溶液。之后，將金屬氧化物溶液涂布于一基材上。繼之，對基材進行一干燥處理步驟，去除金屬氧化物溶液中的醇類溶液，以形成透明導電性金屬氧化物膜。
文檔編號H01L21/3205GK1933191SQ20051010341
公開日2007年3月21日 申請日期2005年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月15日
發(fā)明者林錦華, 鍾源勇, 黃永清, 王文華 申請人:允瞻通訊有限公司