硅量子点的光活性层及其利记博彩app

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【专利摘要】本发明提供了一种用于太阳能电池或发光二极管的光活性层及其制造方法。光活性层通过交替堆叠硅量子点层和导电层形成，在所述硅量子点层中，在硅化合物的介质中形成包含导电型杂质的多个硅量子点，所述导电层是包含与硅量子点的导电型杂质相同导电型杂质的多晶硅层。
【专利说明】硅量子点的光活性层及其利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及包含在硅量子点太阳能电池或量子点发光二极管中的光活性层及其制造方法，更具体地涉及具有高导电性以防止由于电阻以及制造成非常厚的膜的形式而引起的光电效率下降的光活性层及其制造方法。
【背景技术】
[0002]考虑到太阳能电池的制造成本和效率，太阳能电池行业被划分为第一代太阳能电池、第二代太阳能电池和第三代太阳能电池。第一代太阳能电池是已开发了数十年的晶体硅太阳能电池，目前占所有太阳能电池的80%以上。第二代太阳能电池是用于补充具有高效率但也具有高制造成本的娃太阳能电池的缺点的太阳能电池，意味着如无定形娃、化合物、有机薄膜等等的薄膜。而第三代太阳能电池是以较低的成本获得高效率的太阳能电池，意味着利用纳米结构和量子点的新型太阳能电池。
[0003]由于第一代太阳能电池的硅太阳能电池已达到技术极限，已经主要在积极地进行第二代薄膜太阳能电池的研究和开发。然而，为了迅速达到太阳能电池的电网平价，需要低成本和高效率的第三代太阳能电池的开发。
[0004]已经提出硅量子点太阳能电池作为有前景的第三代太阳能电池。理论上，在这种硅量子点太阳能电池中，单结和三结太阳能电池分别预计有29%和47.5%的高效率。
[0005]然而，到现在为止，实际效率根本未接近该理论效率，以致一直在积极地进行研究来找到其原因。
[0006]难以获得高效率的主要原因之一是硅量子点层的低导电性，其中硅量子点被如Si02、Si3N4等等的电介质封闭。因此，硅量子点太阳能电池的效率由于使用薄的光吸收层变得低。
[0007]为了解决上述问题，由于对基于量子点的太阳能电池潜心研究，本 申请人:提出了一种新型光活性层结构，其使得即使光吸收层的厚度增加，导电性也不降低，并可制造成厚膜的形式。

【发明内容】

[0008]技术问题
[0009]本发明的一个目的在于提供具有优异导电性的光活性层及其制造方法，更具体地，提供一种使光电流能够平稳流动并且没有其厚度限制的硅量子点光活性层的新结构及其制造方法。
[0010]本发明的另一个目的在于提供高效率的太阳能电池，其接收太阳能以产生光电流的光接收层的厚度没有限制，并且防止由于电阻引起的光电流的损失。
[0011]本发明的又一个目的在于提供具有优异导电性的发光二极管，以在施加电流(或电压)时以高效率产生光。
[0012]技术方案[0013]在一个一般性方面中，通过交替地堆叠硅量子点层和导电层形成光活性层，在所述硅量子点层中多个包含导电型杂质的硅量子点形成在硅化合物介质中，所述导电层为多晶硅层，其包含与硅量子点的导电型杂质相同的导电型杂质。
[0014]娃量子点层可具有70nm或更小的厚度。更具体地,娃量子点层可具有40nm至70nm的厚度。导电层可具有5nm至IOnm的厚度。
[0015]光活性层最上部分和最下层中的每一个可形成有硅量子点层。因此，在包含光活性层的太阳能电池中，形成在光活性层最下部分的硅量子点层可接触硅衬底，而形成在光活性层最上部分的硅量子点层可接触太阳能电池的前表面电极。
[0016]介质可以是氮化硅、氧化硅或其混合物。介质可包含与硅量子点中所含导电型杂质相同的导电型杂质。
[0017]在另一个一般性方面，光活性层的制造方法包括:形成硅量子点层的硅量子点层形成步骤，其中在硅化合物的介质中形成包含第一导电型杂质的硅量子点；以及形成导电层的导电层形成步骤，所述导电层是在硅量子点层的上部上包含第一导电型杂质的多晶硅层，其中交替地进行硅量子点层形成步骤和导电层形成步骤以在含第二导电型杂质的硅衬底的上部上制造光活性层，所述第二导电型杂质是与第一导电型杂质互补的杂质，光活性层具有交替堆叠的硅量子点层和导电层。
[0018]娃量子点层可具有70nm或更小的厚度。更具体地,娃量子点层可具有40nm至70nm的厚度。
[0019]在交替地进行硅量子点层形成步骤和导电层形成步骤时，交替进行的最终步骤可为硅量子点形成步骤，使得硅量子点层形成在光活性层的最上部处。因此，光活性层的最上部和最下层的每一部分可形成有硅量子点层。
[0020]在又一个一般性方面中，太阳能电池包括:如上所述的光活性层；设置在光活性层下部上并且包含与光活性层中所含导电型杂质互补的杂质的硅衬底；以及形成在光活性层上部上的上电极和形成在硅衬底下部上的下电极。
[0021]在又一个一般性方面中，发光二极管(LED)包括:如上所述的光活性层；设置在光活性层下部上并且包含与光活性层中所含导电型杂质互补的杂质的硅层；以及形成在光活性层上部上的上电极和形成在含互补杂质的硅层下部上的下电极。
[0022]有益效果
[0023]如上文所述，根据本发明的示例性实施方案的光活性层具有优异的导电性以使得由太阳光或从外部施加的电流(电压)产生的光电流能够平稳流动，以便光活性层可具有高的光电效率并且没有其厚度上的限制。
[0024]关于根据本发明的示例性实施方案的光活性层制造方法，可通过简单而容易的工艺(如沉积和热处理而不使用高度光刻工艺或外延工艺)制造在其厚度上有限制并防止带电的光活性层。
[0025]根据本发明的示例性实施方案的太阳能电池使得由太阳光产生的光电流能够平稳流动，使得太阳能电池可具有高的光电效率，在接收太阳光以产生光电子-光穴对的光活性层的厚度上没有限制，并可通过厚的光活性层吸收显著大量的光。
[0026]根据本发明的示例性实施方案的发光二极管具有优异的导电性以防止由电阻产生的电流(外部电流)消耗，使得发光二极管可具有高的光电效率，防止由电阻产生的发热，没有厚度上的限制，使得发光二极管可在明显的广域中发光，并可容易地设计发光区域的尺寸。
【专利附图】

【附图说明】
[0027]本发明上述的和其它的目的、特征和优点将通过下列结合附图给出的优选实施方案的描述而变得清楚，其中:
[0028]图2是示出作为硅量子点层厚度函数的光电效率的视图，所述硅量子点层在仅包含硅量子点层的硅量子点太阳能电池中。
[0029]图3是示出硅晶片上单硅量子点层通过二次离子质谱法获得的溅射深度分布的视图。
[0030]图4是示出根据本发明的示例性实施方案通过二次离子质谱法获得的光活性层溅射深度分布的视图。
[0031]图5是示出利用根据本发明的示例性实施方案的光活性层的太阳能电池横截面的视图。
[0032]图6是示出利用根据本发明的示例性实施方案的光活性层的发光二极管横截面的视图。
[0033]图7是示出利用由复合堆叠层形成硅量子点层的步骤的光活性层制造方法的视图，所述复合堆叠层是由非化学计量的硅化合物和化学计量的Si化合物层形成的多层膜。
[0034]图8是示出利用由非化学计量的硅化合物层形成硅量子点层的步骤的光活性层制造方法的视图。
[0035]主要元件的详细描述
[0036]1:介质2:硅量子点
[0037]10:娃量子点层20:导电层
[0038]100:光活性层200:硅衬底
[0039]310、320:上电极400:下电极
[0040]11:复合堆叠层
[0041]12:非化学计量硅化合物层
【具体实施方式】
[0042]在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方案。
[0043]在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的示例性实施方案的光活性层及其制造方法。下面提供的附图是以示例的方式提供的，以便本发明的想法可充分地转达给本发明涉及的本领域的技术人员。因此，本发明不限于下面提供的附图，而是可以以许多不同的形式修改。此外，所提供的附图可被放大，以明确本发明的精神和范围。此外，在整个说明书中相同的标号表不相同的兀件。
[0044]除非另有定义，本说明书中使用的技术术语和科学术语具有本发明涉及的领域的技术人员所理解的一般含义，在下面的说明和附图中会省略使本发明模糊的已知功能和结构的描述。
[0045]在描述本发明时，光活性层包括通过接收如下含义:包括太阳光而产生光电子-光穴对的光接收物质和通过施加电流或电压而在光活性层的硅量子点处产生光的发光物质。
[0046]图1是示出根据本发明的示例性实施方案的光活性层横截面的视图。如图1所示，根据本发明的示例性实施方案的光活性层100通过交替地堆叠硅量子点层10而形成，其中包含导电型杂质的多个硅量子点2在硅化合物的介质I中成形，而多晶硅层的导电层20包含与介质I中所含的导电型杂质相同的导电型杂质。
[0047]硅量子点2中包含的导电型杂质包括产生空穴的P型杂质或产生电子的η型杂质。
[0048]优选介质是氮化硅、氧化硅或其混合物，并掺杂有与硅量子点2中所含导电型杂质相同的导电型杂质。
[0049]如上所述，介质I中所含的导电型杂质、硅量子点2中所含的导电型杂质和导电层20中所含的导电型杂质是相同的导电型杂质。例如，介质1、硅量子点2和导电层20中的每一个都包含P型杂质或η型杂质。
[0050]导电层20是包含与硅量子点层10所含导电型杂质相同的导电型杂质的多晶硅膜。例如，在娃量子点2包含P型杂质的情况下,导电层20也包含P型杂质，而在娃量子点2包含η型杂质的情况下，导电层20也包含η型杂质。例如，在第IV族硅中，P型杂质可为B, Al等，而η型杂质可为P、As等。
[0051]如图1所不,在光活性层100中，导电层20 (其为多晶娃层,包含与娃量子点层10中所含导电型杂质相同的导电型杂质)和硅量子点层10是交替设置的。
[0052]优选地，光活性层100包含η(η表示2或2以上的自然数)层硅量子点层10和η-1 (η表示2或2以上的自然数)层导电层20，其中硅量子点层10置于光活性层100的最上部和最下部，而导电层20设置在η层娃量子点层10中的两个相邻的娃量子点层10之间。这是为了通过增加硅量子点层10的总厚度的同时使光活性层100能够具有高的导电性来最大化通过硅量子点的太阳光吸收和光发射。
[0053]导电层20 (其包含与硅量子点层10相同的导电型杂质，并包含由多个硅颗粒形成的晶界)改善了光活性层100的导电性来增加光电效率。
[0054]更具体地，尽管在硅量子点层10的硅量子点2中通过接收太阳光而产生光电荷，包含硅量子点2的硅量子点层10具有低的导电性，使得光电流的流动降低。因此，根据相关技术，由于硅量子点层10无法厚厚地形成的限制，存在一个限制，即太阳能电池的效率是低的
[0055]作为主要的实施例，图2是示出根据太阳能电池的硅量子点层(介质:氧化硅)厚度的光电效率测量结果的视图，所述太阳能电池仅包含硅量子点而不包含多晶硅层。如图2所示，可意识到当硅量子点层的厚度为IOnm时，效率是最高的，而当其厚度增加时，效率降低。
[0056]图3是示出厚度为200nm的硅量子点层(介质:氧化硅)通过二次离子质谱法的溅射深度分布分析结果的视图。可以认为，由于分析初始阶段的带电，离子强度显著下降，当溅射深度达到IOOnm(硅量子点层的厚度:100nm)时，离子强度开始增加并且电荷消失，而当溅射深度达到130nm(硅量子点层厚度:70nm)时，离子强度具有稳定的增加的值，即，在硅量子点层厚度为70nm或以上时的情况下，导电性由于介质而降低。[0057]从图3的结果可意识到随着图2中厚度的增加而降低的光电效率是由随着硅量子点层厚度的增加而降低的导电性引起的。
[0058]图4(其结构与图1的相似)示出光活性层通过二次离子质谱法的溅射深度分布分析结果的视图，所述光活性层的厚度为230nm并通过交替堆叠薄层电阻为1.3kQ/平方且厚度为IOnm的多晶硅层和厚度为50nm的硅量子点层形成。从图4可意识到尽管光活性层的厚度为230nm，并未形成电荷。在图4的分析结果中，氧的离子强度降低，使得硅的离子强度也降低，这是由介质效应引起的并意味着适当地形成了多晶硅层。
[0059]虽然图2至图4的结果都是考虑通过接收太阳光的光电流，光活性层中通过施加电流或电压的发光具有与图2至图4相似的结果。
[0060]从图4的结果可见，根据本发明的示例性实施方案的光活性层100包括设置在相邻的硅量子点层10之间的导电层20 (其为含导电型杂质的多晶硅层)，以促使电流的平稳流动，而即使包括在光活性层100中的硅量子点层10的总厚度增加，光活性层100也具有非常优异的导电性。
[0061]根据本发明的示例性实施方案，光活性层100具有如下结构:其中硅量子点层10的厚度为70nm或更小并堆叠有导电层20。硅量子点层10的厚度tQD是防止由介质产生的导电性下降的厚度以使硅量子点层10本身具有优异的导电性。优选地，考虑到硅量子点层10本身的优异导电性和太阳光接收能力的最大化或通过每个硅量子点层10的发光量的最大化，硅量子点层10的厚度为40nm至70nm。
[0062]光活性层100包括多个硅量子点层10以最大化太阳光接收能力或通过电流的发光能力。此外，光活性层100包括设置在两个相邻的硅量子点层10之间的导电层20以防止导电性的下降。
[0063]为了在两个相邻的硅量子点层10之间提供低电阻通道，并最小化不吸收太阳光或不发射光的死区，优选导电层20的厚度为5nm至10nm。这里，优选导电层20通过多晶结构和导电型杂质的掺杂可具有IkQ/平方至20k Ω/平方的薄层电阻。
[0064]如上所述，导电层20设置在硅量子点层10之间，使得光活性层100具有优异的导电性而不考虑其厚度。根据本发明示例性实施方案的光活性层100的厚度没有限定，但考虑到如下因素而确定:太阳光接收能力(或发光区域)的最大化和依据光活性层100的应用领域的太阳能电池(发光二极管)的设计。例如，光活性层100可具有IOOnm至IOOOnm的厚度。
[0065]图5是示出包含如上所述的光活性层100的根据本发明示例性实施方案的太阳能电池的横截面视图。如图5所示，根据本发明示例性实施方案的太阳能电池包括包含与光活性层100中所含导电杂质互补的杂质的硅衬底200 ;置于硅衬底200上部上的光活性层100 ;置于光活性层100上部上的上电极310和320 ;和置于娃衬底200下部上的下电极400。
[0066]与光活性层中所含导电杂质互补的杂质的意思包括与光活性层中所含导电型杂质不同类型的掺杂元素。例如，如果光活性层中导电型杂质是P型杂质，那么互补杂质可为η型杂质,反之亦然。
[0067]在光活性层100的硅量子点2和导电层20所含的导电型杂质是P型杂质的情况下，娃衬底200是掺杂有η型杂质的衬底,而在光活性层100的娃量子点2和导电层20所含的导电型杂质是η型杂质的情况下，硅衬底200是掺杂有P型杂质的衬底。
[0068]优选上电极310和320具有透明电极膜310和置于透明电极膜310上部上的金属垫320的结构，其中透明电极膜310可形成在光活性层100的整个表面上方。
[0069]这里，上电极和下电极通过一般的印刷方法制造，如利用导电金属膏的丝网印刷法(screen printing method)、孔板印刷法(stencil printing method)等或利用PVD/CVD的沉积。
[0070]图6是示出根据本发明示例性实施方案的发光二极管的横截面视图。图6中示出的发光二极管具有与图5相似的结构，不同在于上电极。更具体地，根据本发明示例性实施方案的发光二极管包括如上所述的光活性层100、置于光活性层100下部上并包含与光活性层100中所含导电杂质互补的杂质的硅层200、形成在光活性层100上部上的上电极310和形成在包含互补杂质的硅层下部上的下电极400。图6的上电极310和下电极400可通过沉积或印刷一般用在电器件中的导电金属材料形成。导电金属材料的实例可包括金、银、招、铜等。
[0071]在下文中，将根据示例性实施方案描述光活性层的制造方法。根据本发明示例性实施方案的光活性层100的制造方法包括形成硅量子点层的硅量子点层形成步骤(其中硅量子点包含形成在硅化合物的介质中的第一导电型杂质)；以及形成导电层的导电层形成步骤(所述导电层是在硅量子点层上部上包含第一导电型杂质的多晶硅层)，其中交替地进行硅量子点层形成步骤和导电层形成步骤以在含第二导电型杂质硅衬底的上部上制造光活性层，所述第二导电杂质是与第一导电型杂质互补的杂质，光活性层具有交替堆叠的娃量子点层和导电层。
[0072]图7是示出根据本发明的示例性实施方案的光活性层制造方法的视图。如图7所示，介质层3 (其掺杂有第一导电型杂质且为氮化硅、氧化硅或其混合物)和用于形成量子点的硅层4交替地沉积在含第二导电型杂质的硅衬底200的上部上以形成具有多层薄膜结构的复合堆叠层11，而掺杂有第一导电型杂质(其为与介质层3中的导电型杂质相同的导电型杂质)的多晶硅层沉积在复合堆叠层11的上部上以形成导电层20。
[0073]优选用于形成量子点的硅层4是由多晶硅，或者具有非化学计量比的氧化硅、氮化硅或其混合物(其中氧或氮不足)形成的薄层。这里，与介质层3相似，用于形成量子点的硅层4还可掺杂有第一导电型杂质。
[0074]复合堆叠层11和导电层20的每一层可通过化学沉积、物理沉积、物理化学沉积、等离子体沉积、原子层沉积或真空热蒸镀形成。
[0075]然后，重复交替地进行复合堆叠层11形成步骤(其通过介质层3和用于形成量子点的硅层4重复堆叠)和在复合堆叠层11的上部上形成导电层20的导电层形成步骤(所述导电层20是掺杂有第一导电型杂质的多晶硅层，所述第一导电型杂质是与介质层3中的导电型杂质相同的导电型杂质)。
[0076]优选地，在重复地进行复合堆叠层11形成步骤和导电层20形成步骤时，最后进行复合堆叠层11形成步骤，使得在光活性层最上部形成硅量子点层10。
[0077]在形成复合堆叠层11的沉积时，优选沉积介质层3和用于形成量子点的硅层4使得介质层3和用于形成量子点的硅层4的每一层具有纳米级的厚度，并且更优选地沉积介质层3和用于形成量子点的硅层4使得介质层3和用于形成量子点的硅层4具有互相独立的Inm至5nm的厚度以便均勻而有效地形成由介质封闭的量子点。
[0078]考虑到硅量子点层10本身优异的导电性和太阳光接收能力的最大化或通过每个硅量子点层10的发光量的最大化，优选复合堆叠层11具有40nm至70nm的厚度。
[0079]关于热处理，为了稳定地保持膜的形状，在两个相邻的硅量子点层10之间设置低电阻通道，并最小化不吸收太阳光或不发射光的死区，优选导电层20以5nm至IOnm的厚度沉积。
[0080]在形成多层膜(其中将复合堆叠层11与导电层20堆叠)之后，使多层膜经历热处理和加氢处理，如此制造根据本发明的示例性实施方案的光活性层100。
[0081]通过复合堆叠层11的热处理在介质I中形成掺杂有第一导电型杂质的多个硅量子点2，如此将复合堆叠层11制造成硅量子点层10。更具体地，通过热处理，复合堆叠层11的用于形成硅量子点的硅层4利用应力松弛和表面能最小化作为驱动力，变成由形成介质层3的介质材料所封闭的硅量子点2的阵列形状，如此制造硅量子点层10。在通过热处理形成娃量子点层10之后,娃量子点层再次在氢气气氛下热处理来使娃量子点2的未成对电子与氢键合。
[0082]需要根据介质的类型、半导体薄膜的类型、待制造的量子点的尺寸和密度来确定热处理。在制造半导体量子点时，在热处理的温度过低的情况下，材料运动困难，因此难以获得半导体量子点形状，而在热处理的温度过高的情况下，存在半导体量子点的尺寸会变得明显不均匀并且产生具有弱量子限域效应的颗粒状粒子的风险。
[0083]优选在介质为氧化硅(优选SiO2)的情况下，在1000°C至1200°C的温度下进行用于形成硅量子点2的热处理，并且在介质为氮化硅(优选Si3N4)的情况下，在800°C至1200°C的温度下进行。此外，优选热处理进行10分钟至30分钟。
[0084]然后，进行加氢步骤，其在氢气气氛下进行热处理以将硅量子点的未成对电子与氢键合。加氢步骤的热处理温度需要根据量子点的类型确定。在半导体量子点是硅量子点的情况下，优选使用组成气体(组成气体；95% Ar-5% H2)在氢气气氛下在600°C至700°C的温度下进行热处理30分钟至90分钟。参见本 申请人:的韩国专利特许公开第2010-0027016号或第2010-0019722号，其为有关于利用下面将要描述的非化学计量硅化合物层或复合堆叠层的硅量子层制造方法的详细内容。
[0085]图8是示出根据本发明的另一个示例性实施方案的光活性层制造方法的视图。如图8所示，非化学计量的硅化合物层12(其掺杂有第一导电型杂质并包含非化学计量比的氧化硅、氮化硅或其混合物，其中氧和氮不足)沉积在包含第二导电型杂质的硅衬底200的上部上，而掺杂有第一导电型杂质的多晶硅层沉积在非化学计量的硅化合物层12的上部上以形成导电层20。
[0086]然后，重复交替地进行形成非化学计量的硅化合物层12 (其掺杂有第一导电型杂质并包含非化学计量比的氧化硅、氮化硅或其混合物，其中氧和氮不足)的非化学计量硅化合物层形成步骤，和形成第二导电层20 (其为掺杂有第一导电型杂质的多晶硅层)的导电层形成步骤。
[0087]优选地，在重复进行非化学计量硅化合物层12的形成步骤和导电层20形成步骤时，最后进行非化学计量硅化合物层12的形成步骤，使得硅量子点层10形成在光活性层的最上部。[0088]考虑到硅量子点层10本身优异的导电性和太阳光接收能力的最大化或通过每个硅量子点层10的发光量的最大化，优选非化学计量硅化合物层12的厚度为40nm至70nm。
[0089]关于热处理，为了稳定地保持膜的形状，在两个相邻的硅量子点层10之间设置低电阻通道，并最小化不吸收太阳光或不发射光的死区，优选导电层20以5nm至IOnm的厚度沉积。
[0090]导电层20可通过化学沉积、物理沉积、物理化学沉积、等离子体沉积、原子层沉积或真空热蒸镀形成。
[0091]通过沉积过程(包括物理气相沉积法、化学气相沉积法或原子层沉积法)形成非化学计量硅化合物层12。在沉积过程时，控制半导体材料的前体(例如，硅前体)和氧或氮的比率，从而使得能够控制氧或氮不在化学计量比中的程度。
[0092]非化学计量的硅化合物层12包括氧化硅或氮化硅，其中氧或氮比基于化学计量比的键合所需要的氧或氮的量缺少50% (基于化学计量比的原子％)以内的量，并包含在厚度方向上形成的氧或氮的梯度。
[0093]例如，在半导体材料是硅的情况下，氧化硅(其中氧比基于化学计量比的键合所需要的氧的量缺少50% (原子％)以内)具有SiO2(化学计量比)到SiO(缺少50%)的组成，而氮化硅(其中氮比基于化学计量比的键合所需要的氮的量缺少50% (原子％)以内)具有Si3N4 (化学计量比)到Si3N2 (缺少50%)的组成。
[0094]在用于形成硅量子点层的热处理时，在非化学计量硅化合物层12中，利用不在化学计量比之内的组成作为驱动力，掺杂有第一导电型杂质的硅量子点在介质中形成，所述介质为氧化硅、氮化硅或其混合物。
[0095]在形成交替堆叠的非化学计量硅化合物层12和导电层20的多层膜之后，使多层膜经历参照上面的图7所述的热处理和加氢处理，如此制造根据本发明的示例性实施方案的光活性层100。
[0096]在上文中，尽管已通过具体事例、示例性实施方案和附图描述了本发明，仅提供它们用于帮助对本发明的整体理解。因此，本发明并不限于示例性的实施方案。可由本发明涉及的领域的技术人员由该描述做出各种修改和改变。
[0097]因此，本发明的精神不应限于上述的示例性实施方案，并且下面的权利要求以及所有同样或等效的对权利要求的修改都将落入本发明的范围和精神内。
【权利要求】
1.一种光活性层，其通过交替堆叠硅量子点层和导电多晶硅层形成，在所述硅量子点层中多个活性掺杂的娃量子点被封闭在娃化合物的介质中，所述导电多晶娃层由与所述娃量子点的导电型杂质相同的导电型杂质掺杂。
2.根据权利要求1所述的光活性层，其中所述硅量子点层具有70nm或更小的厚度。
3.根据权利要求1所述的光活性层，其中所述导电多晶硅层具有5nm至IOnm的厚度。
4.根据权利要求1所述的光活性层，其中所述介质是氮化硅、氧化硅或其混合物。
5.一种太阳能电池，其包含: 根据权利要求1至4中任一项所述的光活性层； 硅衬底，其设置在所述光活性层的下部上并且包含与在所述光活性层中包含的所述导电型杂质不同类型的掺杂元素；和 形成在所述光活性层的上部上的上电极和形成在所述硅衬底的下部上的下电极。
6.一种发光二极管(LED)，其包含: 根据权利要求1至4中任一项所述的光活性层； 硅层，其设置在所述光活性层的下部上并且包含与在所述光活性层中包含的所述导电型杂质不同类型的掺杂元素；和 形成在所述光活性层的上部上的上电极和形成在包含所述不同类型掺杂元素的所述硅层的下部上的下电极。
7.—种制造具有交替堆叠的硅量子点层和导电层的光活性层的方法，其包括: 形成硅量子点层的步骤，在所述硅量子点层中包含第一导电型杂质的所述硅量子点形成在硅化合物的介质中；和 在所述硅量子点层之间形成导电层的步骤，所述导电层是多晶硅层，其包含所述第一导电型杂质， 其中交替进行所述硅量子点层形成步骤和所述导电层形成步骤，以在包含第二导电型杂质的硅衬底的上部上制造所述光活性层，所述第二导电型杂质是与所述第一导电型杂质不同类型的杂质。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其中所述硅量子点层具有70nm或更小的厚度。
9.根据权利要求7所述的制造方法，其中所述导电层具有5nm至IOnm的厚度。
【文档编号】H01L31/0352GK103443930SQ201280014208
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月22日 优先权日:2011年3月22日
【发明者】金庆中, 洪升辉, 朴裁熙, 张淙植 申请人:韩国标准科学研究院