專利名稱：一種具有摻雜中間層結構的非晶/微晶硅疊層太陽電池及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽電池制造技術領域，具體是一種具有摻雜中間層結構的非晶/微
晶硅疊層太陽電池及其制造方法。
背景技術：
太陽電池的研究已由第一代的單晶硅片太陽電池、第二代的低耗薄膜太陽能電池，發(fā)展到第三代的低耗、高效多結結構疊層薄膜太陽電池。從材料的可持續(xù)利用角度來考慮，顯然氫化非晶硅(a-Si:H)薄膜太陽電池滿足低成本、可持續(xù)生產、環(huán)保等要求，是今后發(fā)展的主要趨勢之一?？紤]到太多疊層會使得制備困難、不利因素難以控制及引起能耗的增加等，因此，雙結的非晶硅/微晶硅(micromorph)疊層電池成為研究工作者目前的研究熱點，也取得了較好的結果。 然而，目前micromorph疊層電池，得到穩(wěn)定效率最好的結果為13%左右，遠遠未能達到人們所期望的目標。這是因為這種結構的電池存在兩個方面的問題(l)本征層自身的缺陷，使得光生載流子復合；(2)來自micromorph疊層電池中頂電池和底電池的pn連結特性，在結附近產生反向電場，阻礙了導帶中光生電子和價帶中光生空穴分別向底電池和頂電池的收集。第一個問題，人們通過制備高質量的本征層材料和通過減薄子電池本征層厚度而得到較好的解決。但對于第二個問題，是目前micromorph疊層太陽電池的結構性缺陷，原因是這種結構的電池如附圖1所示，頂電池的導帶與底電池的價帶相連接，頂電池導帶中的光生電子就被帶到底電池價帶中的光生空穴附近，聚集在結附近的光生載流子阻礙著載流子向頂電池和底電池收集，從而影響電池的性能。這是目前雙結串接micromorph疊層電池存在的基本問題之一 。 雙結串接micromorph疊層太陽電池結構中，pn結厚度、頂電池和底電池i層厚度將劇烈地影響疊層電池I-v特性，因此，如何保持頂電池和底電池電流相匹配，從而保證疊層電池的優(yōu)異性能，是目前雙結micromorph疊層電池存在的第三個基本問題。
朱誠等人提出用11+-3-51:11/^+-3-51:11隧道結串聯頂電池和底電池，解決光生載流子在pn結內部反向電場作用而影響其有效收集的問題。這種方法只能較為有效地解決光生載流子的收集效率問題，但不能解決疊層電池內部陷光問題。另外，國外的一些研究機構提出用Zn0薄膜作為micromorph疊層電池中間層，來解決這種疊層電池的內部陷光問題。這種方法只能較為有效地解決疊層電池內部陷光問題，但不能解決光生載流子的收集效率問題。因此，以上提及的方法都不能綜合地解決前面提及的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種用高透光性、高電導性、優(yōu)異陷光性、良好隧穿性的隧道結串聯非晶硅/微晶硅疊層電池頂電池和底電池，提高光生載流子收集效率、獲得電池優(yōu)異性能的一種具有摻雜中間層結構的非晶/微晶硅疊層太陽電池及其制造方法。 本發(fā)明的技術方案是一種具有摻雜中間層結構的非晶/微晶硅疊層太陽電池，由透明導電膜、非晶硅頂電池窗口層、非晶硅頂電池本征層、非晶硅頂電池n型層、摻雜中間層、微晶硅底電池P型層、底微晶硅電池本征層、微晶硅底電池n型層、背反射層和背
電極層串接組成，其特征在于所述摻雜中間層是兼?zhèn)湎莨庑阅芎退泶┬阅艿奶厥饨Y構n+-ZnO: Al/p+- ii c-Si : H隧道結。 所述n+-ZnO:Al/p+i c-Si:H隧道結中的n+-ZnO:Al層為通過鋁摻雜氧化鋅所獲得的薄膜。 所述！1+-2110^1/^+-11 c-Si:H隧道結中的p+_ P c_Si :H層為通過重p型摻雜氫化微晶硅所獲得的薄膜。 所述透明導電膜為SnO^F薄膜；非晶硅頂電池窗口層為p-a-SiC:H、 p-a-Si:H薄膜；非晶硅頂電池本征層為i-a-Si:H薄膜；非晶硅頂電池n型層為n-a-Si :H薄膜；微晶硅底電池P型層為P-P c-Si:H薄膜；微晶硅底電池本征層為i-y c-Si:H薄膜；微晶硅底電池n型層為n-y c-Si:H薄膜；背反射層為具有絨面結構氧化鋅薄膜；背電極層為鋁電極。
制備上述一種具有摻雜中間層結構的非晶/微晶硅疊層太陽電池的方法為由三個真空室的PECVD系統(tǒng)和一個真空室的磁控濺射系統(tǒng)組成的混合型薄膜制備系統(tǒng)，具體步驟為 (1)裝片將通過半導體清洗工藝處理過的glass/SnO^F透明導電膜(SnO^F薄膜厚度為0. 8 m)，放置在PECVD系統(tǒng)的p型摻雜真空室，其中樣品可通過機械手移動到PECVD系統(tǒng)的本征層真空室； (2)非晶硅頂電池窗口層將各真空室預抽至1.0X10—卞a后，再將制備窗口層的真空室抽至4. 2X10—乍a，襯底溫度加熱至250°C 35(TC，放電功率為380 500mW/cm、反應壓為80 100Pa，甲烷與硅烷氣體流量比([CH4]/[SiH4])為1. 2 3 (其中，SiH4為6 15sccm，CH4為7. 2 18sccm)，氫稀釋比([H2] / [CH4+SiH4])為12 15 (其中，SiH4為6 7. 5sccm， CH4為7. 2 9sccm， H2為158 198sccm)，摻雜氣體為氫稀釋硼烷(0. 5% B2H6，流量為3 5sccm)，沉積時間約為4 6分鐘，此為窗口層制備。然后緩慢關閉甲烷和硼烷氣體，并適當調節(jié)放電功率(保持輝光亮度基本一致)，沉積時間約為3 5分鐘；
(3)非晶硅頂電池本征層將制備窗口層的真空室再次抽真空至4.2X10—乍a，打開與本征層制備真空室通道，用機械手將樣品移動至本征層制備真空室，關閉窗口層的真空室與本征層制備真空室通道，將本征層制備真空室抽真空至4. 2 X 10—4Pa，襯底溫度加熱至200 25(TC，放電功率為80 100mW/cm2，反應壓為70 80Pa，硅烷氣體流量為6 8sccm，氫氣體流量為60 80sccm，沉積時間為25 30分鐘； (4)非晶硅頂電池n型層將制備本征層的真空室再次抽真空至4.2X10—乍a，打開與n型層制備真空室通道，用機械手將樣品移動至n型層制備真空室，關閉本征層的真空室與n型層制備真空室通道，將n型層制備真空室抽真空至4. 2X 10—乍a，襯底溫度加熱至180 200°C ，放電功率為80 90mW/cm2，反應壓為70 80Pa，硅烷氣體流量為6 8sccm，氫氣體流量為60 80sccm， 1% PH3氣體流量為8 10sccm，沉積時間為4 6分鐘；
(5)鋁摻雜氧化鋅層將n型層的真空室再次抽真空至4. 2X 10—4Pa，打開與磁控濺射真空室通道，用機械手將樣品移動至磁控濺射真空室，關閉n型層制備真空室與磁控濺射真空室的通道，將磁控濺射真空室抽真空至4.2X10—4Pa。濺射耙材料用直徑為50mm、厚度為5mm、純度為99. 999 %的鋁摻雜氧化鋅陶瓷靶，反應氣體為純度99. 99 %的高純02，濺射氣體為純度99. 999%的氬氣，濺射參數為濺射壓力為lpa、射頻功率150 200W、濺射溫度180 190。C、濺射時間1800s 1900s、 Ar : 02比為30sccm : 2sccm 60sccm : 4sccm ; (6)重摻雜氫化微晶硅將磁控濺射真空室再次抽真空至4. 2X 10—4Pa，打開所有真空室互聯通道，由機械手將樣品移動至制備窗口層的真空室，并關閉所有真空室互聯通道，將真空抽至4. 2X10—乍a，襯底溫度加熱至180 190。C，放電功率為800 1100mW/cm2，反應壓為120 130Pa，SiH4為1 1. 5sccm，H2為120 180sccm，摻雜氣體為氫稀釋硼烷(1. 5% 82116，流量為7 9sccm)，沉積時間約為2 4分鐘; (7)微晶硅底電池P型層將硼烷流量降為2 4sccm，在3 5分鐘的沉積時間
內，緩慢關閉硼烷氣體，并適當調節(jié)放電功率(保持輝光亮度基本一致)； (8)微晶硅底電池本征層將制備窗口層的真空室再次抽真空至4.2X10-4Pa，打
開與本征層制備真空室通道，用機械手將樣品移動至本征層制備真空室，關閉窗口層的真
空室與本征層制備真空室通道，將本征層制備真空室抽真空至4. 2 X 10—4Pa，襯底溫度加熱
至170 180。C，放電功率為800 1100mW/cm、反應壓為70 80Pa，硅烷氣體流量為1
2sccm，氫氣體流量為90 150sccm，沉積時間為70 80分鐘； (9)微晶硅底電池n型層將制備本征層的真空室再次抽真空至4.2X10—乍a，打開與n型層制備真空室通道，用機械手將樣品移動至n型層制備真空室，關閉n型層的真空室與本征層制備真空室通道，將n型層制備真空室抽真空至4. 2 X 10—4Pa。襯底溫度加熱至170 180。C，放電功率為800 1100mW/cm、反應壓為70 80Pa，硅烷氣體流量為1 2sccm，氫氣體流量為90 150sccm，沉積時間為3 5分鐘； (10)背反射層將n型層制備真空室再次抽真空至4.2X10—乍a，打開與磁控濺射真空室通道，用機械手將樣品移動至磁控濺射真空室，關閉n型層制備真空室與磁控濺射真空室的通道，將磁控濺射真空室抽真空至4.2X10—4Pa。濺射耙材料用直徑為50mm、厚度為5mm、純度為99. 999%的氧化鋅陶瓷靶，反應氣體為純度99. 99%的高純02，濺射氣體為純度99. 999%的氬氣，濺射參數為濺射壓力為lpa、射頻功率150 200W、濺射溫度160 170。C、濺射時間3600s 3800s、Ar : 02比為30sccm : lsccm 60sccm : 3sccm ;
(11)背電極層待真空室內溫度降到室溫后，打開真空室，取出樣品后即刻在蒸發(fā)臺內蒸發(fā)鋁電極。 所述鋁摻雜氧化鋅陶瓷耙中鋁含量為2 3wt% 。 由于ZnO薄膜中存在一些位于填隙位置上的本征點缺陷或者雜質原子使得本征ZnO是一種n型半導體材料，而Al是ZnO中的n型摻雜劑，可通過Al摻雜的方法，獲得重摻雜n+型ZnO:Al薄膜材料，該薄膜材料的可見光透過率達90 %以上、電阻率可低于9. 7X10—4Q. cm并且具有非常優(yōu)異的陷光效果。這種薄膜材料結合重摻雜p+型y c-Si:H可制備出性能優(yōu)異的n+p+隧道結(即n+-ZnO:Al/p+-ii c-Si:H)。用n+-ZnO:Al/p+-y c-Si :H隧道結連接mi cromorph疊層電池頂電池和底電池，即a-Si : H/n+_ZnO: A1 /p+- y c_Si : H/ii c-Si:H電池，其具有兩方面的優(yōu)勢(l)使micromorph疊層電池結構p-i-n/p-i-n變?yōu)閜-i-n/n+-p+/p-i-n結構，使micromorph疊層電池因其pn連結特性而影響光生載流子的收
6集效率問題得到解決；(2)n+-Zn0:Al/p+i c-Si:H隧道結，是很好的內部陷光材料，解決了micromorph疊層電池內部陷光問題。 應用這種滿足高透光性、高電導特性、優(yōu)異陷光特性和良好隧穿性能要求的n+-ZnO:Al/p+- y c_Si :H隧道結，來連接micromorph疊層電池的頂電池和底電池，做成非晶硅/11+-2110^1/^+1(3-51:11/微晶硅結構疊層電池，并結合電流匹配技術，上述提及的雙結micromorph疊層太陽電池的三個基本問題得到了很好的解決，實驗室小樣品的電池轉換效率達到13.6%。


附圖1為太陽電池中p-n連接結構示意圖。
附圖2太陽電池結構示意圖。
具體實施例方式
由三個真空室的PECVD系統(tǒng)和一個真空室的磁控濺射系統(tǒng)組成的混合型薄膜制備系統(tǒng)，制備的太陽電池結構如附圖2所示，具體步驟為 (1)裝片將通過半導體清洗工藝處理過的glass/SnO^F透明導電膜1(Sn(^:F薄膜厚度為0. 8 m)，放置在PECVD系統(tǒng)的p型摻雜真空室，其中樣品可通過機械手移動到PECVD系統(tǒng)的本征層真空室； (2)非晶硅頂電池窗口層2 :將各真空室預抽至1.0X10—3Pa后，再將制備窗口層的真空室抽至4. 2X10—乍a，襯底溫度加熱至30(TC，放電功率為390mW/cm2，反應壓為100Pa，甲烷與硅烷氣體流量比([CH4]/[SiH4])為2(其中，SiH4為7sccm， CH4為14sccm)，氫稀釋比([H2]/[CH4+SiH4])為13(其中，SiH4為7sccm，CH4為8sccm，H2為195sccm)，摻雜氣體為氫稀釋硼烷(0. 5% B^e，流量為4sccm)，沉積時間約為5分鐘，此為窗口層制備。然后緩慢關閉甲烷和硼烷氣體，并適當調節(jié)放電功率(保持輝光亮度基本一致)，沉積時間約為5分鐘； (3)非晶硅頂電池本征層3 :將制備窗口層的真空室再次抽真空至4. 2X10—4Pa，
打開與本征層制備真空室通道，用機械手將樣品移動至本征層制備真空室，關閉窗口層的真空室與本征層制備真空室通道，將本征層制備真空室抽真空至4.2X10—4Pa。襯底溫度加熱至24(TC，放電功率為90mW/cm、反應壓為80Pa，硅烷氣體流量為8sccm，氫氣體流量為70sccm，沉積時間為28分鐘； (4)非晶硅頂電池n型層4 :將制備本征層的真空室再次抽真空至4. 2X 10—4Pa，打開與n型層制備真空室通道，用機械手將樣品移動至n型層制備真空室，關閉本征層的真空室與n型層制備真空室通道，將n型層制備真空室抽真空至4. 2X 10—乍a，襯底溫度加熱至19(TC，放電功率為90mW/ci^，反應壓為80Pa，硅烷氣體流量為7sccm，氫氣體流量為70sccm， 1% PH3氣體流量為10sccm，沉積時間為6分鐘; (5)鋁摻雜氧化鋅層11 :將n型層的真空室再次抽真空至4.2X10—乍a，打開與磁控濺射真空室通道，用機械手將樣品移動至磁控濺射真空室，關閉n型層制備真空室與磁控濺射真空室的通道，將磁控濺射真空室抽真空至4.2X10—4Pa。濺射耙材料用直徑為50mm、厚度為5mm、純度為99. 999 %的鋁摻雜氧化鋅陶瓷靶，反應氣體為純度99. 99%的高
7純02，濺射氣體為純度99. 999%的氬氣。濺射參數為濺射壓力為lpa、射頻功率200W、濺射溫度180。C、濺射時間1900s、Ar/02比為60sccm/4sccm ; (6)重摻雜氫化微晶硅層12 :將磁控濺射真空室再次抽真空至4. 2X 10—4Pa，打開所有真空室互聯通道，由機械手將樣品移動至制備窗口層的真空室，并關閉所有真空室互
聯通道，將真空抽至4. 2X 10—乍a，襯底溫度加熱至18(TC，放電功率為800mW/cm2，反應壓為120Pa，SiH4為lsccm，H2為120sccm，摻雜氣體為氫稀釋硼烷(1. 5% 82116，流量為8sccm)，沉積時間約為3分鐘； (7)微晶硅底電池P型層6 :將硼烷流量降為4sccm，在5分鐘的沉積時間內，緩慢關閉硼烷氣體，并適當調節(jié)放電功率(保持輝光亮度基本一致)； (8)微晶硅底電池本征層7 :將制備窗口層的真空室再次抽真空至4. 2X 10-4Pa，打開與本征層制備真空室通道，用機械手將樣品移動至本征層制備真空室，關閉窗口層的真空室與本征層制備真空室通道，將本征層制備真空室抽真空至4. 2 X 10—4Pa，襯底溫度加熱至17(TC，放電功率為900mW/cm2，反應壓為70Pa，硅烷氣體流量為lsccm，氫氣體流量為100sccm，沉積時間為80分鐘； (9)微晶硅底電池n型層8 :將制備本征層的真空室再次抽真空至4. 2X 10—4Pa，打開與n型層制備真空室通道，用機械手將樣品移動至n型層制備真空室，關閉n型層的真空室與本征層制備真空室通道，將n型層制備真空室抽真空至4. 2 X 10—4Pa。襯底溫度加熱至17(TC，放電功率為1100mW/cm、反應壓為80Pa，硅烷氣體流量為2sccm，氫氣體流量為150sccm，沉積時間為5分鐘; (10)背反射層9 :將n型層制備真空室再次抽真空至4.2X10—乍a，打開與磁控濺射真空室通道，用機械手將樣品移動至磁控濺射真空室，關閉n型層制備真空室與磁控濺射真空室的通道，將磁控濺射真空室抽真空至4. 2X 10—4Pa。濺射耙材料用直徑為50mm、厚度為5mm、純度為99. 999%的氧化鋅陶瓷靶，反應氣體為純度99. 99%的高純02，濺射氣體為純度99. 999%的氬氣。濺射參數為濺射壓力為lpa、射頻功率170W、濺射溫度16(TC、濺射時間3700s、Ar : 02比為30sccm : lsccm ; (11)背電極層10 :待真空室內溫度降到室溫后，打開真空室，取出樣品后即刻在蒸發(fā)臺內蒸發(fā)鋁電極。 以上為合肥皖儀科技有限公司生產的型號為WYCD500-I1的由三個真空室的PECVD系統(tǒng)和一個真空室的磁控濺射系統(tǒng)組成的混合型薄膜制備系統(tǒng)制備，對于不同的制備系統(tǒng)，可按以上列出的技術參數范圍內進行a-Si:H/n+-ZnO:Al/p+-ii c-Si:H/ii c-Si:H疊層電池制備。
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權利要求
一種具有摻雜中間層結構的非晶/微晶硅疊層太陽電池，由透明導電膜(1)、非晶硅頂電池窗口層(2)、非晶硅頂電池本征層(3)、非晶硅頂電池n型層(4)、摻雜中間層(5)、微晶硅底電池p型層(6)、微晶硅底電池本征層(7)、微晶硅底電池n型層(8)、背反射層(9)和背電極層(10)串接組成，其特征在于所述摻雜中間層是n+-ZnO:Al/p+-μc-Si:H隧道結。
2. 根據權利要求1所述一種具有摻雜中間層結構的非晶/微晶硅疊層太陽電池，其特 征在于所述11+-2110^1/^+-11 (3-51:11隧道結中的11+-2110^1層為通過鋁摻雜氧化鋅所獲得 的薄膜(11)。
3. 根據權利要求1所述一種具有摻雜中間層結構的非晶/微晶硅疊層太陽電池，其特 征在于所述n+-ZnO: Al/p+- y c-Si : H隧道結中的p+_ y c-Si : H層為通過重p型摻雜氫化微 晶硅所獲得的薄膜(12)。
4. 根據權利要求1所述一種具有摻雜中間層結構的非晶/微晶硅疊層太陽電池，其 特征在于所述透明導電膜(1)為SnO^F薄膜；非晶硅頂電池窗口層(2)為p-a-SiC:H、 p-a-Si:H薄膜；非晶硅頂電池本征層(3)為i_a_Si :H薄膜；非晶硅頂電池n型層(4)為 n-a-Si:H薄膜；微晶硅底電池P型層(6)為p-y c-Si:H薄膜；微晶硅底電池本征層(7)為 i-iic-Si:H薄膜；微晶硅底電池n型層(8)為n_ y c_Si :H薄膜；背反射層(9)為具有絨面 結構氧化鋅薄膜；背電極層(10)為鋁電極。
5. 根據權利要求1所述一種具有摻雜中間層結構的非晶/微晶硅疊層太陽電池，其制 造方法為由三個真空室的PECVD系統(tǒng)和一個真空室的磁控濺射系統(tǒng)組成的混合型薄膜制備系 統(tǒng)，具體步驟為(1) 、裝片將通過半導體清洗工藝處理過的glasS/Sn02:F透明導電膜(1)，放置在 PECVD系統(tǒng)的p型摻雜真空室，其中樣品可通過機械手移動到PECVD系統(tǒng)的本征層真空室；(2) 、非晶硅頂電池窗口層(2):將各真空室預抽至1.0X10—3Pa后，再將制備窗口層的 真空室抽至4. 2X10—乍a，襯底溫度加熱至250°C 35(TC，放電功率為380 500mW/cm、反 應壓為80 100Pa，甲烷與硅烷氣體流量比為1. 2 3，氫稀釋比為12 15，摻雜氣體為氫 稀釋硼烷，沉積時間約為4 6分鐘，此為窗口層制備。然后緩慢關閉甲烷和硼烷氣體，并 適當調節(jié)放電功率，沉積時間約為3 5分鐘；(3) 、非晶硅頂電池本征層(3):將制備窗口層的真空室再次抽真空至4.2X10—乍a，打 開與本征層制備真空室通道，用機械手將樣品移動至本征層制備真空室，關閉窗口層的真 空室與本征層制備真空室通道，將本征層制備真空室抽真空至4. 2 X 10—4Pa，襯底溫度加熱 至200 25(TC，放電功率為80 100mW/cm2，反應壓為70 80Pa，硅烷氣體流量為6 8sccm，氫氣體流量為60 80sccm，沉積時間為25 30分鐘；(4) 、非晶硅頂電池n型層(4):將制備本征層的真空室再次抽真空至4.2X10—乍a，打 開與n型層制備真空室通道，用機械手將樣品移動至n型層制備真空室，關閉本征層的真空 室與n型層制備真空室通道，將n型層制備真空室抽真空至4. 2X 10—乍a，襯底溫度加熱至 180 200°C ，放電功率為80 90mW/cm2，反應壓為70 80Pa，硅烷氣體流量為6 8sccm， 氫氣體流量為60 80sccm， 1% PH3氣體流量為8 10sccm，沉積時間為4 6分鐘；(5) 、鋁摻雜氧化鋅層(11):將n型層的真空室再次抽真空至4.2X10—乍a，打開與磁控濺射真空室通道，用機械手將樣品移動至磁控濺射真空室，關閉n型層制備真空室與磁控濺射真空室的通道，將磁控濺射真空室抽真空至4. 2X10—乍a，濺射耙材料用直徑為50mm、厚度為5mm、純度為99. 999 %的鋁摻雜氧化鋅陶瓷靶，反應氣體為純度99. 99 %的高純02，濺射氣體為純度99. 999%的氬氣，濺射參數為濺射壓力為lpa、射頻功率150 200W、濺射溫度180 190。C、濺射時間1800s 1900s、 Ar : 02比為30sccm : 2sccm 60sccm : 4sccm ;(6) 、重摻雜氫化微晶硅(12):將磁控濺射真空室再次抽真空至4.2X10—乍a，打開所有真空室互聯通道，由機械手將樣品移動至制備窗口層的真空室，并關閉所有真空室互聯通道，將真空抽至4. 2X10—乍a，襯底溫度加熱至180 190。C，放電功率為800 1100mW/cm2，反應壓為120 130Pa， SiHH4為1 1. 5sccm， H2為120 180sccm，摻雜氣體為氫稀釋硼烷，沉積時間約為2 4分鐘；(7) 、微晶硅底電池P型層(6):將硼烷流量降為2 4sccm，在3 5分鐘的沉積時間內，緩慢關閉硼烷氣體，并適當調節(jié)放電功率；(8) 、微晶硅底電池本征層(7):將制備窗口層的真空室再次抽真空至4.2X10—乍a，打開與本征層制備真空室通道，用機械手將樣品移動至本征層制備真空室，關閉窗口層的真空室與本征層制備真空室通道，將本征層制備真空室抽真空至4. 2 X 10—4Pa，襯底溫度加熱至170 180。C，放電功率為800 1100mW/cm、反應壓為70 80Pa，硅烷氣體流量為1 2sccm，氫氣體流量為90 150sccm，沉積時間為70 80分鐘；(9) 、微晶硅底電池n型層(8):將制備本征層的真空室再次抽真空至4.2X10—乍a，打開與n型層制備真空室通道，用機械手將樣品移動至n型層制備真空室，關閉n型層的真空室與本征層制備真空室通道，將n型層制備真空室抽真空至4. 2 X 10—4Pa。襯底溫度加熱至170 180。C，放電功率為800 1100mW/cm、反應壓為70 80Pa，硅烷氣體流量為1 2sccm，氫氣體流量為90 150sccm，沉積時間為3 5分鐘；(10) 、背反射層(9):將n型層制備真空室再次抽真空至4.2X10—乍a，打開與磁控濺射真空室通道，用機械手將樣品移動至磁控濺射真空室，關閉n型層制備真空室與磁控濺射真空室的通道，將磁控濺射真空室抽真空至4.2X10—乍a，濺射耙材料用直徑為50mm、厚度為5mm、純度為99. 999%的氧化鋅陶瓷靶，反應氣體為純度99. 99%的高純02，濺射氣體為純度99. 999%的氬氣，濺射參數為濺射壓力為lpa、射頻功率150 200W、濺射溫度160 170。C、濺射時間3600s 3800s、Ar : 02比為30sccm : lsccm 60sccm : 3sccm ;(11) 、背電極層(10):待真空室內溫度降到室溫后，打開真空室，取出樣品后即刻在蒸發(fā)臺內蒸發(fā)鋁電極。
6.根據權利要求5所述一種具有摻雜中間層結構的非晶/微晶硅疊層太陽電池的制造方法，其特征在于所述鋁摻雜氧化鋅陶瓷耙中鋁含量為2 3wt%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有摻雜中間層結構的非晶/微晶硅疊層太陽電池及其制造方法，采用中間層為n+-ZnO:Al/p+-μc-Si:H薄膜(11)(12)結構的重摻雜n+p+隧道結串聯非晶/微晶硅疊層電池頂電池和底電池，制備得到a-Si:H/n+-ZnO:Al/p+-μc-Si:H/μc-Si:H結構疊層電池，該電池利用ZnO:Al的重摻雜n+型半導體特征及其良好的導電性和陷光作用，做成n+-ZnO:Al/p+-μc-Si:H薄膜(11)(12)結構的重摻雜n+p+隧道結，既能解決傳統(tǒng)非晶硅疊層電池的光生載流子收集效率問題，又能實現疊層電池內部陷光，提高電池對入射光吸收效率，電池轉換效率達到13.6％。
文檔編號H01L31/0336GK101777593SQ20101004585
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權日2010年1月20日
發(fā)明者胡躍輝 申請人:景德鎮(zhèn)陶瓷學院